鐵路站房建設(shè)更智慧 從“制造”邁向“智造”|環(huán)球短訊

近日，隨著最后一榀屋蓋鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架單元吊裝完成，廣州白云站站房鋼結(jié)構(gòu)正式封頂，預(yù)計年底具備開通條件。廣州白云站是廣州鐵路樞紐“五主四輔”中的主要客站之一，未來將成為亞洲最大的TOD（以公共交通為導(dǎo)向的開發(fā)）綜合交通樞紐之一。

【資料圖】

對普通人來說，這只是我國鐵路近年來高速發(fā)展中司空見慣的一個片段。但在鐵路人眼里，這是鐵路建設(shè)從“制造”邁向“智造”的重大跨越，展現(xiàn)了我國鐵路在規(guī)模之外的巨大技術(shù)優(yōu)勢。

“如今以廣州白云站、北京豐臺站、北京城市副中心站等為代表的新建站房工程，通過科技創(chuàng)新，采用先進的信息技術(shù)和智能設(shè)備，可讓站房建設(shè)變得更智能、更安全、更高效。”中鐵建工集團副總工程師吉明軍介紹。

與機器人“工友”并肩作戰(zhàn)

和過去相比，如今的鐵路站房建設(shè)規(guī)模更大、技術(shù)含量更高、速度更快，但場面“冷清”了許多，還出現(xiàn)了新的“工友”。

“新建廣州白云站采用‘云山珠水、盛世花開’的建設(shè)概念，運用了大量先進設(shè)計理念和建筑科技?！敝需F建工集團廣州白云站項目總工程師劉俊介紹，站房鋼結(jié)構(gòu)的總用鋼量約為11.8萬噸，由屋蓋、“花瓣”和鋼柱鋼梁三部分組成，其中“花瓣”鋼結(jié)構(gòu)是最大懸挑28米、總重量8250噸的花瓣狀格構(gòu)式變徑斜柱，構(gòu)成了廣州白云站的木棉花造型。

“花瓣”異形鋼結(jié)構(gòu)體量大、節(jié)點多、懸挑遠，單靠人工施工無法滿足要求。為確保鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量受控，項目團隊首次試用了“無軌道全位置爬行焊接機器人”。該機器人應(yīng)用視覺傳感技術(shù)、焊縫跟蹤智能系統(tǒng)和焊炬擺動系統(tǒng)，無須預(yù)設(shè)軌道、導(dǎo)向，設(shè)備磁吸在構(gòu)件上行走即可完成焊接作業(yè)，可實現(xiàn)90度立向上、立向下和橫向爬行焊接，保障了項目按時高質(zhì)量完成。

現(xiàn)場的機器人還不止這一種。用“高個子”混凝土智能隨動布料機進行布料施工，以前至少需要3名工人，現(xiàn)在僅需1名工人即可完成作業(yè)；地面整平機器人能自動設(shè)定整平規(guī)劃路徑，不慌不忙地實現(xiàn)混凝土地面的全自動整平施工，而且精度符合國家質(zhì)量驗收規(guī)范標準；輕松“擺平”混凝土的地面抹平機器人可以實現(xiàn)高精度混凝土抹光施工作業(yè)，其工效相對傳統(tǒng)工效提升40%以上……

“廣州白云站是全國首個大規(guī)模運用機器人進行施工的鐵路工程項目，施工全過程已累計試用了包括無軌道全位置爬行焊接機器人、地面整平機器人、地庫抹光機器人等18種智能機器人?！眲⒖”硎荆@些建筑機器人已成為數(shù)字化及人工智能技術(shù)在建筑行業(yè)實現(xiàn)應(yīng)用的試點案例。

鋼構(gòu)件也有了“身份證”

去年6月開通運營的北京豐臺站是亞洲最大的鐵路樞紐客站，也是我國首座高速、普速雙層車場重疊布置的鐵路站房，地鐵10號線和地鐵16號線在車站地下通過，形成了“頂層高鐵、地面普速、地下地鐵”的立體交通模式。

“雙層車場設(shè)計節(jié)約了土地資源，卻也帶來了巨大挑戰(zhàn)。”中鐵建工集團原北京豐臺站項目總工程師許慧介紹，“高鐵在‘空中走’，車站負重非常大。該項目具有總用鋼量大、構(gòu)件種類多、單體構(gòu)件質(zhì)量大和施工管理難度高等特點，必須在技術(shù)和管理上進行創(chuàng)新?！?/p>

為此，中鐵建工項目團隊通力合作，以三維模型為載體，自主研發(fā)鋼結(jié)構(gòu)全生命周期管理平臺，串聯(lián)起鋼結(jié)構(gòu)從設(shè)計、加工、物流運輸?shù)浆F(xiàn)場安裝等6個階段16個環(huán)節(jié)的信息化管理，實現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)從材料訂貨到安裝完成全過程的可追溯管理。

通過掃碼、拍照、上傳三步，施工人員就能在平臺上將施工數(shù)據(jù)與鋼構(gòu)件自動綁定，讓鋼構(gòu)件也有了“身份證”。“無論是鋼材生產(chǎn)廠家、現(xiàn)場吊裝時間，還是焊接時的現(xiàn)場環(huán)境，全部信息在平臺上都一覽無余，推動數(shù)字技術(shù)下沉落地?！痹S慧說。通過鋼結(jié)構(gòu)全生命周期管理平臺的運用，北京豐臺站施工過程中累計減少二氧化碳排放8600噸。

工地罩上“安全網(wǎng)”

在北京城市副中心，亞洲最大的地下綜合交通樞紐——北京城市副中心站正如火如荼地建設(shè)著。

“項目基坑最深處近40米，基坑安全管理形勢嚴峻。項目團隊采用了基坑自動化監(jiān)測系統(tǒng)，隨時掌握基坑變形數(shù)據(jù)，為安全管理提供依據(jù)。”中鐵建工集團北京城市副中心站綜合交通樞紐項目技術(shù)負責人楊陽介紹。

除了基坑變形監(jiān)測，北京城市副中心站綜合交通樞紐項目運用的安全生產(chǎn)智能化管控平臺，還能全天候監(jiān)測塔吊碰撞、人員軌跡等數(shù)據(jù)，前置分析解決安全隱患，為工程建設(shè)罩上“安全網(wǎng)”。

“現(xiàn)場安全質(zhì)量技術(shù)等管理人員工作時，均佩戴智能安全帽開展工作，安全帽應(yīng)具備定位、語音對講、近期軌跡、自動AI識別等有效功能?！睏铌栒f，智能安全帽監(jiān)測到位置、人員等信息，通過移動端實時整理、分析數(shù)據(jù)，可以清楚了解工人現(xiàn)場分布，給項目管理者提供科學(xué)的現(xiàn)場管理和決策依據(jù)。

北京城市副中心站綜合交通樞紐運用BIM（建筑信息模型）+GIS（地理信息系統(tǒng)）+AIoT（人工智能物聯(lián)網(wǎng)）+PM（項目管理）技術(shù)，構(gòu)建大型綜合交通樞紐工程智慧建造管控體系，對建造成本、安全、質(zhì)量、進度、資源等實施一體化管理，推動著鐵路站房建設(shè)由“經(jīng)驗驅(qū)動”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動”轉(zhuǎn)變，探索智能建造新模式。

雄安高鐵站同樣利用BIM技術(shù)保障在規(guī)定工期內(nèi)高質(zhì)量完成建設(shè)任務(wù)?！扒逅炷亮褐械匿摻罘浅Ｃ芗ㄟ^BIM三維模型的建立模擬，能夠避免后續(xù)施工中發(fā)生鋼筋碰撞。此外，該模型合理調(diào)度各主要階段的交通組織、大型設(shè)備配置、材料堆場等，使工程施工有序進行，優(yōu)化安全管理。”中鐵十二局雄安站項目科技部部長鄭河舟介紹，BIM與GIS相結(jié)合，加上無人機對現(xiàn)場進行不同階段的航拍掃描，生成數(shù)字模型，更加真實地反映現(xiàn)場實際進度。此外，中鐵建工集團原雄安站項目總工程師吳亞東介紹，施工過程中已將主要構(gòu)件和設(shè)備數(shù)據(jù)輸入BIM模型內(nèi)，在后期的運營維護中，能夠隨時調(diào)取，保障車站整體運行安全穩(wěn)定。

專家指出，隨著我國鐵路站房建設(shè)加快布局智能建造，一系列工程科技創(chuàng)新廣泛而深刻地改變了行業(yè)面貌，在提質(zhì)增效、安全生產(chǎn)、綠色低碳等方面成效顯著。未來，智能建造還將持續(xù)推動鐵路站房建設(shè)革新升級。（記者 齊 慧 李芃達）