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节段梁智能制造的3次升级

本报通讯员 赵亚京 李雪

“‘自动匹配定位’技术是我们创新创效的最好写实。”2024年11月25日,一公局集团江苏常泰长江大桥项目“科技自立自强”主题学习研讨会上,技术负责人吕牧的发言引起了与会人员共鸣,大家你一言我一语地讨论起来。

“按期完成3000多榀节段梁的预制任务难度极大,‘自动匹配定位’技术发挥了重要作用,这是团队坚持不懈进行技术创新的成果。”会上,工区主任张权的话把大家的记忆拉回到建设初期的那段日子。

作为世界最大跨度公铁两用斜拉桥,常泰长江大桥及南北公路接线工程,既是江苏“十五射六纵十横”高速公路网中的关键工程,也是集高速公路、城际铁路、一级公路“三位一体”的过江通道。其中,一公局集团承建的南接线及附属工程全长约5公里,包含预制胶拼节段梁、支架现浇、挂篮悬浇、钢箱梁顶推等多种桥型。

2021年12月,一公局集团南接线预制厂正式开始施工,项目采用匹配法预制施工,提前预制匹配各个节段梁确保能够精准衔接,再到施工现场拼装。由于共需要预制3123榀节段梁,体量大,经过工期倒排发现,高峰期每天需生产出8榀节段梁,才能完成任务。这就要求预制团队至少须提升25%的施工效率,而这,无疑是一项重大挑战。

“既然施工方法不能改变,那么能否从设备上进行突破呢?”看着作业人员反复测量调整,吕牧想到通过台车载着节段梁实现“自动驾驶”,从而提高节段梁匹配效率。经过大量调研和分析研究,技术团队认为这个思路行得通,于是着手研究如何应用智能化技术,完成自动测量、上传数据等工作。

历经3个月的科技攻关,技术团队制作的初版“自动匹配定位”技术成型。2022年11月10日,该项技术被应用到预制台车的匹配调整定位工序上。

“试用阶段,工人们总抱怨系统不稳定,他们着急,我们更急,但大家都默契地选择了继续攻关。”质检员刘雨豪回忆说。几天下来,液压系统部分小元件出现了精度偏差。项目团队便开始了二次科技攻关。通过查找国内外关于智能控制及高精度液压控制系统的相关资料,比选多种材料和技术手段,团队认识到,研发失败主要是由于没有优质性能的信息系统及理论算法,缺少“计算调整位移”的科技支撑。

2022年12月5日,团队通过咨询模板专业厂家,联动“零壹创新工作室”寻找突破口。这一次,攻坚小组的策略是在原有框架基础上逐步补充细化各个功能模块。于是,系统中新增了专业信息手段、高精度液压传感等技术,可以实时显示吊装偏位、施工进度、合龙精度等数据。

2023年1月5日,升级版“节段梁短线法智能匹配调节系统”再次应用。新系统能够自动调整节段梁空间位置和姿态,为节段梁匹配的“自动驾驶”开启“车道巡航功能”。“这个自动匹配定位系统真给力!”新系统投入使用当天,负责节段梁施工的班组长贺文举激动地说。常规的节段梁施工,四五个产业工人一下午紧盯预制动态,拿着对讲机讲个不停,还不一定成功。通过使用新系统,3个工人半小时就能精准完成一个节段匹配,工效实现了质的飞跃。

但是新系统应用2个月后,现场技术员和工人普遍反映系统操作步骤复杂,需要11个步骤的输入和编辑,并没有达到最佳效率状态。为追求极致,吕牧带领项目团队开始第3次“升级”系统,继续改进数据自动采集与输出方式,攻关如何将多项系统数值集合于一台平板电脑的“中控台”,让操作更加简单高效。

最终,2023年3月7日,团队实现了仅需1名工人就能控制节段梁匹配调节和测量的全过程。经测算,再次升级的“自动匹配定位”系统可使项目降低30%人员投入,提高6倍的匹配效率。使用新技术后,大桥合龙精度也控制在了5毫米,实现了“毫米级”精度控制。2023年12月,该科技成果也在中国公路学会举办的“天工杯”数字交通及智能建造技术应用大赛中斩获金奖。

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