高鐵預(yù)制梁場信息化、智能化的創(chuàng)新實(shí)踐

陳磊

中鐵十七局集團(tuán)第四工程有限公司 重慶 400000

1 高鐵預(yù)制梁場的特點(diǎn)

高速鐵路預(yù)制梁場從工程計(jì)費(fèi)的角度可以分為施工現(xiàn)場設(shè)施、臨時(shí)工程、臨時(shí)設(shè)施三個(gè)部分，包括以下特點(diǎn)：

（1）預(yù)制梁場作為大型工程的一部分，它是整個(gè)施工系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)是相互制約和相互聯(lián)系的。預(yù)制梁場不僅相互影響，而且對整個(gè)項(xiàng)目的施工期和成本也有重大影響[1]。因此，整個(gè)預(yù)制梁場系統(tǒng)應(yīng)考慮整個(gè)預(yù)制箱梁線的要求，并制定合理的方案。

（2）預(yù)制梁場由于高速鐵路建設(shè)的配送設(shè)施也需要按線路分布分布，整個(gè)預(yù)制梁區(qū)域的分布系統(tǒng)是線性的，跳躍的地理范圍寬，施工過程重?fù)碛虚L途物流?；顒樱瑤讉€(gè)過程的建設(shè)是連續(xù)和重復(fù)的，需要多方的密切合作。

（3）預(yù)制梁場的成本很高，通常達(dá)到數(shù)億，其次面積很大，通常都是幾百畝的面積，因此涉及的因素多多且廣泛。由于現(xiàn)成的梁架是臨時(shí)輔助設(shè)施，如果不考慮永久性組合，它們將被用作車站，貨物倉庫等，拆除和回收，并且垃圾填埋項(xiàng)目需要一定的投資。

（4）預(yù)制梁場的結(jié)構(gòu)一般接近要求點(diǎn)，最好是需求量大，第二束場的范圍也是線性的，箱梁的體積和重量較大，因此噸位較大你需要使用由于設(shè)備處理和運(yùn)輸過程的靈活性也大大降低，運(yùn)輸過程困難，不能長距離運(yùn)輸，運(yùn)輸線路表面需要清空。

（5）預(yù)制梁場位置和結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足所有需求，滿足工程施工需要。在預(yù)制梁場完成后，導(dǎo)致許多設(shè)施和設(shè)備閑置，否則造成巨大的成本浪費(fèi)。

2 信息化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

2.1 梁場生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)應(yīng)用

為了更好地指導(dǎo)現(xiàn)場施工和生產(chǎn)，公司開發(fā)了基于規(guī)劃管理和運(yùn)營流程管理的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，如高清視頻監(jiān)控設(shè)備，RFID射頻技術(shù)，二維碼，BIM等。依靠先進(jìn)的視頻技術(shù)大數(shù)據(jù)，系統(tǒng)集成攪拌站信息數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室信息數(shù)據(jù)，預(yù)應(yīng)力自動張力數(shù)據(jù)和自動噴水滅火維護(hù)信息，集成預(yù)應(yīng)力自動張緊系統(tǒng)和自動噴水滅火維護(hù)系統(tǒng)，集成自動數(shù)據(jù)采集在管理層共享數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)，分析和預(yù)警，管理信息化。該系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)四個(gè)核心控制：進(jìn)度管理，安全質(zhì)量，材料管理和過程管理。

（1）進(jìn)度管理。進(jìn)度管理以生產(chǎn)計(jì)劃管理和實(shí)際進(jìn)度比較分析為主線，過程進(jìn)展RFID技術(shù)自動收集，比較和分析實(shí)際進(jìn)度，確保制梁計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)。（圖1）

圖1 生產(chǎn)計(jì)劃管理和實(shí)際進(jìn)度對比

（2）安全質(zhì)量管理。建立安全質(zhì)量的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和特殊的操作員管理系統(tǒng)。在關(guān)鍵過程和位置安裝高清視頻系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)時(shí)安全和質(zhì)量控制點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)詳細(xì)管理，并參考特殊設(shè)備和特殊操作人員，建立工作情況查詢系統(tǒng)。

（3）物料管理。與現(xiàn)有的材料管理系統(tǒng)無縫連接，并在入學(xué)統(tǒng)計(jì)，消費(fèi)統(tǒng)計(jì)和庫存統(tǒng)計(jì)方面建立理論和實(shí)際使用的統(tǒng)計(jì)，分析和預(yù)警功能。

（4）工序管理。使用RFID技術(shù)和手持終端，鋼筋連接，模板準(zhǔn)備，混凝土注射準(zhǔn)備，混凝土澆筑，預(yù)應(yīng)力，開槽，密封和固定過程是主線，梁體過程管理信息動態(tài)二維碼生成。了解梁體制造信息和過程安全和質(zhì)量控制信息。

（5）集成管理技術(shù)。在集成管理技術(shù)中，在使用同一軟件管理盡可能多的設(shè)備和系統(tǒng)的同時(shí)，使用相同的軟件可以減少設(shè)備之間的協(xié)調(diào)，設(shè)備和系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)，提高工作效率和重復(fù)工作，解決信息傳遞瓶頸問題。

2.2 設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)應(yīng)用

研發(fā)設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)，全集成起重機(jī)，龍門起重機(jī)，攪拌站，制漿機(jī)，張力機(jī)，噴霧系統(tǒng)，鋼筋準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)設(shè)備，鍋爐，空調(diào)及其他設(shè)備。統(tǒng)一存儲和管理各類數(shù)據(jù)，通過Internet+實(shí)時(shí)顯示手機(jī)APP報(bào)告，設(shè)備集中管理，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和維護(hù)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場施工和生產(chǎn)。

2.3 航拍傾斜攝影技術(shù)+BIM應(yīng)用

通過在無人駕駛飛行器上安裝圖像傳感器并從六個(gè)不同的垂直和傾斜角度獲取具有空間信息的實(shí)際圖像，以及隨后的構(gòu)造，通過數(shù)據(jù)處理技術(shù)生成高精度三維數(shù)字模型。模型細(xì)節(jié)用于計(jì)劃和高程分析，以優(yōu)化梁施工計(jì)劃。

2.4 云平臺技術(shù)

在系統(tǒng)前端收集的所有數(shù)據(jù)都直接上傳到網(wǎng)絡(luò)云平臺，因此無需花費(fèi)大量資金建立數(shù)據(jù)庫，并且無需建立標(biāo)準(zhǔn)的無塵計(jì)算機(jī)房，可以快速輕松地使用此數(shù)據(jù)。同時(shí)，在稍后階段，如果有數(shù)據(jù)機(jī)密性要求，還可以將這部分?jǐn)?shù)據(jù)方便，靈活，高效和低成本存儲在自己的服務(wù)器上。

2.5 大數(shù)據(jù)技術(shù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)是前端設(shè)備采集的大型設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，軟件自動分析設(shè)備的各種閾值，并將這些閾值用于各種報(bào)警值設(shè)置。思維設(shè)備自動避免各種安全事件和低效操作。

3 智能化創(chuàng)新應(yīng)用

3.1 箱梁預(yù)應(yīng)力自動張拉系統(tǒng)應(yīng)用

梁場的預(yù)應(yīng)力張緊采用第三代自動張緊系統(tǒng)，與前兩代相比，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反傳，自動張力控制，異步速度自動調(diào)節(jié)，保持時(shí)間自動它具有壓力補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)。該系統(tǒng)由四個(gè)由三個(gè)從動裝置控制的張緊裝置組成，力值傳感器和位移傳感器連接到千斤頂，實(shí)時(shí)計(jì)算基于位移傳感器返回的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。調(diào)整每個(gè)泵站的供油速度，確保4點(diǎn)同步對稱張力。張力完成后，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)撤回并實(shí)時(shí)導(dǎo)出[2]。消除人為干擾因素，實(shí)際張力控制占主導(dǎo)地位，補(bǔ)充伸長值檢查，采用四點(diǎn)同步對稱張力確保預(yù)應(yīng)力精度。

3.2 太陽能智慧照明信息系統(tǒng)應(yīng)用

梁場照明采用太陽能照明系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)保，低碳節(jié)能目標(biāo)。經(jīng)過初步計(jì)算，除了初始投資外，還需要購買太陽能電池板和電池，經(jīng)濟(jì)效益對后期非常重要。特別是，太陽能電池板可以重復(fù)使用，并且隨著時(shí)間的推移產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益將更加明顯。為方便照明系統(tǒng)的管理，開發(fā)太陽能智能照明信息系統(tǒng)，進(jìn)行集成照明開關(guān)和集成管理，將無線傳感器控制器添加到照明終端，并使用開關(guān)命令管理計(jì)算機(jī)登錄管理平臺發(fā)給傳感器控制器。照明系統(tǒng)管理。

3.3 預(yù)制箱梁自動噴淋養(yǎng)護(hù)工藝

自動噴水維護(hù)控制器有兩種控制模式，一種是定時(shí)噴霧，噴霧間隔設(shè)置在系統(tǒng)中，噴霧在準(zhǔn)備就緒時(shí)自動執(zhí)行。其次，根據(jù)梁體周圍環(huán)境的溫度和濕度設(shè)置上下限，并根據(jù)設(shè)定的溫濕度值自動噴涂，同時(shí)如果不進(jìn)行維護(hù)，梁端則自動噴涂。為了解決這些保護(hù)盲點(diǎn)的質(zhì)量問題，設(shè)計(jì)了一種三層保護(hù)維護(hù)裝置，以改善梁端和密封錨桿混凝土。具體方法如下：根據(jù)箱梁端部的形狀，將鋁合金方管焊接到固定支架上，在支架和混凝土表面之間放置兩塊土工布和一層塑料板，并將支架固定在兩側(cè)2確保土工布的層和塑料板層靠近混凝土；中間層由外層不透水的塑料板制成，以防止水迅速蒸發(fā)，內(nèi)層是兩層土工布夯實(shí)，長時(shí)間濕潤，達(dá)到固化的目的。同時(shí)，為了提高箱內(nèi)維護(hù)質(zhì)量，在末端放置一個(gè)擋風(fēng)裝置，以確保整孔的預(yù)制梁的質(zhì)量。

3.4 自動靜載試驗(yàn)系統(tǒng)

預(yù)應(yīng)力鐵路橋梁靜載試驗(yàn)自動控制系統(tǒng)主要由1臺主控操作控制臺、2臺液壓集中泵站分控柜、10個(gè)千斤頂及測力傳感器、2個(gè)數(shù)字變送器和6塊數(shù)顯百分表組成。該系統(tǒng)在橋梁靜載試驗(yàn)時(shí)，只需把橋梁的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，就可以自動計(jì)算靜載試驗(yàn)的千斤頂加載數(shù)據(jù)。通過自動靜載試驗(yàn)系統(tǒng)，不再需要大量的人來操作油泵及手動記錄計(jì)算試驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了載荷自動計(jì)算，試驗(yàn)過程中同步加載達(dá)到荷載值，自動進(jìn)行持荷及補(bǔ)壓，有效地提高了試驗(yàn)的效率，減少了人為因素的干擾，保證了試驗(yàn)結(jié)果的精確性[3]。并能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)果自動記錄計(jì)算、現(xiàn)場打印試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告，通過接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳功能。

4 結(jié)語

梁場生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，束場設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)，BIM航空攝影傾斜攝影技術(shù)，箱梁預(yù)應(yīng)力自動張力系統(tǒng)，箱梁靜載試驗(yàn)自動控制系統(tǒng)，太陽能智能照明信息系統(tǒng)，箱梁自動噴霧維護(hù)高速鐵路盡管信息技術(shù)和智能在預(yù)制梁場中的創(chuàng)新應(yīng)用已經(jīng)取得了良好的社會經(jīng)濟(jì)效果，但仍需要繼續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化BIM技術(shù)在未來實(shí)踐中的應(yīng)用，特別是在預(yù)制梁場中，有待進(jìn)行進(jìn)一步的研究和創(chuàng)新。