科技日报记者 俞慧友
近日，在由沪昆客专湖南公司投建的邵永铁路1标莲荷塘特大桥施工现场，中铁四局自主研发的新型多功能悬臂第三代智慧造桥机穿上了“智慧新工装”。搭载着智能化施工系统的造桥机以毫米级精度操控着混凝土箱梁成型。
与上一代造桥机相比，新型造桥机增加了北斗定位模块，搭配智能操控终端及近千个传感器的应用，使得悬臂施工周期缩短了15%，综合施工效率提升了20%，整体稳定性提高了30%。
施工不靠经验靠数据
邵永高速铁路是国家“八纵八横”呼南高速铁路的重要组成部分，也是湖南省“十四五”铁路发展规划重点建设项目之一。项目建成后，邵永高速铁路将贯通湖南中西部地区，构建湘南、湘西全面对接和融入粤港澳大湾区的对外大通道。
邵永铁路1标地质条件复杂，桥隧占比高达64.9%，施工中需跨越既有铁路线、高速公路及多处溶洞发育区，对桥梁建造精准度、安全性和施工效率提出极高要求。为此，中铁四局项目团队首次采用自主研发的新型多功能悬臂智慧造桥机开展施工，助力高铁桥梁“智”造升级。
该项目总工程师缪璇介绍，新型造桥机集合了智能控制、自动走行、液压调节、分仓布料、信息化检测等八大系统，可实现全方位监测、多核多点位控制、智能语音报警、智能喷淋养护、安全隐患预警等多项功能。
在连续梁施工中，有一道调整模板的工序。过去这道工序需要工人冒着高空风险反复调整，现在则只需在造桥机的智能终端输入参数，通过北斗卫星定位引导，就可实现0.1毫米级的动态微调。“这使得箱梁轴线的偏差不超过1.5毫米。”现场副经理李珉说。
在模板系统内，团队嵌入了多组温度传感器。传感器通过与造桥机智能喷淋养护模块联动，可实时感知混凝土的“呼吸”状态。当监测到某区域湿度低于阈值时，系统会自动启动定向喷淋，温度过高则会触发循环风冷。这套“会思考”的养护方案使混凝土5天强度达到设计值的100%，大大缩短了养护周期。李珉说：“传统养护主要靠老师傅的经验，现在主要靠数据。”
造桥机的应用，彻底颠覆了混凝土浇筑的粗放模式。造桥机的6个智能料仓依托BIM模型数据，可对混凝土进行三级振捣与压力补偿，消除蜂窝麻面现象，使人工布料均匀度从85%跃升至98%。
有趣的是，造桥机还会“行走”。当需要转场施工时，造桥机可在激光雷达与智能操作系统双重引导下，以每分钟0.1米的速度向前“行走”，定位精度可达毫米级别。“你能想象吗？这台有三层楼高的造桥机能在崎岖山地跳‘芭蕾’。”李珉说。
数字化流程提升建造效率
在新型造桥机桥梁建造的核心环节——预应力张拉中，团队打破了国内普遍采用单束渐进式工艺的传统，首创和建设了多束协同智能张拉平台。
缪璇介绍，智能张拉平台接入模块化液压群组，可对节段钢绞线实现同步施力，将精度误差稳定在±1%以内。平台的自适应调节算法还可实时监测钢绞线延伸量，如同给钢绞线装上“智能肌肉”，动态修正张拉力，使单次作业效率提升30%，作业人数减少三分之二。“传统张拉依赖老师傅的手感经验，而我们的系统实现了全流程数字化闭环控制。”缪璇说。
传统悬臂挂篮施工需要反复安装和拆卸锚固装置，不仅施工过程复杂，影响施工效率，而且智能化监测程度也不高，主要依赖人工监测。这导致各杆件的监测偏差较大，无法达到快速预警的目标。为解决这一问题，在莲荷塘特大桥施工中，系统通过应力传感系统，在0.2秒时间内就可预警造桥机的构件形变，助力施工团队通过液压补偿装置及时调整，将桥体线形误差控制在毫米级以内。此外，系统获得的监测数据会实时上传云端，形成可追溯的“数字孪生”模型。数据和模型不仅能指导当下施工，更可为未来桥梁运维提供精准数据支撑。
此外，造桥机还建立了五维防护网。通过毫米波雷达防碰撞、应力超限自锁等技术，五维防护网可在系统探测到轨道偏移或障碍物后迅速做出反应，并启动紧急制动。五维防护网还能通过系统向操作员提示三维避障路径，帮助设备在施工中避开地质薄弱带，风险预警响应速度高出人工排查20倍。
缪璇表示，新型造桥机不仅有单点技术的突破，更重构了施工全链条，使得悬臂结构施工作业人员从20人减少到6人，混凝土养护从经验判断升级为了数据驱动，转场工序通过智能导航实现“一步到位”。此外，造桥机在云端集成的施工数据形成了数字资产库，使项目管理实现了从“事后纠错”向“事前预判”的转变，形成了“智能操控—实时反馈—动态优化”的全周期闭环。
