智能技術(shù)讓高鐵站房“綠意盎然”

 

　　近日，新建廈門(mén)北站公交樞紐站完成主體結(jié)構(gòu)封頂，其建筑面積約1400平方米的天窗也施工調(diào)試成功，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)站房面積最大的側(cè)懸式模塊化滑移啟閉感應(yīng)智能天窗建成。根據(jù)廈門(mén)地區(qū)以往的天氣計(jì)算，運(yùn)用這項(xiàng)智能天窗技術(shù)，預(yù)計(jì)每年可減少約40天的通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，相當(dāng)于每年減少14.13噸二氧化碳排放。

 

　　“為響應(yīng)國(guó)家‘碳達(dá)峰’‘碳中和’的戰(zhàn)略目標(biāo)，在新建廈門(mén)高鐵站房項(xiàng)目中，我們探索了多項(xiàng)感應(yīng)式智能天窗、太陽(yáng)能(000591)光纖照明等綠色新技術(shù)應(yīng)用，讓高鐵站房建設(shè)不斷變‘綠’”。中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司新建廈門(mén)北站項(xiàng)目負(fù)責(zé)人耿彬說(shuō)。

 

 

　　新建廈門(mén)北站位于既有廈門(mén)北站北側(cè)，是國(guó)內(nèi)首條跨海高鐵福廈鐵路全線技術(shù)難度最大的站房，也是福建省內(nèi)規(guī)模最大的換乘中心，建筑面積25萬(wàn)平方米。

 

　　新建廈門(mén)北站采用了多項(xiàng)綠色設(shè)計(jì)降低能耗。

 

　　正上方屋面采用感應(yīng)式智能天窗設(shè)計(jì)。整個(gè)天窗呈“人”字形，高差2.6米，由420個(gè)單重180公斤的工廠預(yù)制化模塊構(gòu)成。分布在天窗四周的風(fēng)雨感應(yīng)器，可根據(jù)每天實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的光照強(qiáng)度、風(fēng)力大小、降雨及室內(nèi)外溫差等數(shù)據(jù)，自動(dòng)開(kāi)合天窗及窗簾，為旅客營(yíng)造舒適換乘環(huán)境，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

 

　　這塊智能天窗十分“聰明”。“不僅能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，還可以自定義調(diào)整天窗的開(kāi)合角度、開(kāi)合時(shí)間及窗簾的覆蓋面積。”中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司天窗施工負(fù)責(zé)人潘峰潭說(shuō)。

 

　　得益于預(yù)制化技術(shù)，施工現(xiàn)場(chǎng)僅用15天就完成了安裝，極大地提高了施工效率。

 

　　新建廈門(mén)北站屋面設(shè)計(jì)安裝的是智能光纖照明系統(tǒng)，面積達(dá)7000平方米，居全國(guó)之首。

 

　　“智能光纖系統(tǒng)宛如向日葵。”耿彬說(shuō)。原來(lái)，整個(gè)智能光纖系統(tǒng)的光纖長(zhǎng)度超過(guò)10萬(wàn)米，并可以通過(guò)采光機(jī)每天自動(dòng)精準(zhǔn)追蹤太陽(yáng)方位。耿彬介紹說(shuō)，該系統(tǒng)一次光能利用率最高可達(dá)80%，較國(guó)外同類型產(chǎn)品提升120%，全年可節(jié)約用電約40000千瓦時(shí)。

 

 

　　新建廈門(mén)北站中軸線正下方，是運(yùn)營(yíng)中的廈門(mén)地鐵1號(hào)線。站房基礎(chǔ)底部距地鐵隧道僅3米，重合長(zhǎng)度達(dá)250米。地鐵1號(hào)線每天往返運(yùn)營(yíng)達(dá)300余次，一旦施工有誤，將對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)造成極大的安全隱患。

 

　　面對(duì)地鐵保護(hù)、復(fù)雜鋼構(gòu)等安全施工難題，建設(shè)團(tuán)隊(duì)遵循“守底線、補(bǔ)缺陷、除隱患、防風(fēng)險(xiǎn)”的安全專項(xiàng)整治行動(dòng)目標(biāo)，全面應(yīng)用智慧監(jiān)測(cè)手段，確保工程建設(shè)安全可控。

 

　　“我們?cè)诘罔F隧道內(nèi)布置了83個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地鐵結(jié)構(gòu)位移、沉降等各項(xiàng)參數(shù)，保證施工安全。”耿彬說(shuō)，通過(guò)自動(dòng)地鐵監(jiān)測(cè)，團(tuán)隊(duì)把看不見(jiàn)的地下情況以數(shù)字化的方式直觀呈現(xiàn)到地面終端系統(tǒng)，科學(xué)指導(dǎo)安全施工。

 

 

　　新建廈門(mén)北站站房鋼屋蓋南北跨度約267米，東西跨度約143米，由22705根桿件拼接而成，拼接截面約54222個(gè)，屋蓋最高點(diǎn)與最低點(diǎn)相差24米，總重量7423噸。

 

　　“金屬桿件看似堅(jiān)不可摧，但在施工過(guò)程中由于受力、溫度等條件的變化，桿件內(nèi)部會(huì)自發(fā)產(chǎn)生應(yīng)力形變，憑肉眼難以分辨，存在安全隱患。”耿彬說(shuō)。

 

　　為保證工程復(fù)雜鋼構(gòu)時(shí)時(shí)處于健康狀態(tài)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)了鋼結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在安裝過(guò)程、整體提升和卸載后的受力狀態(tài)進(jìn)行全面“體檢”。

 

　　“安裝在鋼構(gòu)件上的136個(gè)陣列傳感器，可實(shí)現(xiàn)每秒30次高頻采集，實(shí)時(shí)感知鋼結(jié)構(gòu)施工全過(guò)程的應(yīng)力、撓度、位移和溫度變化等狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)傳至電腦、手機(jī)等系統(tǒng)終端。”耿彬說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的預(yù)警功能，讓施工管理人員一目了然。

 

　　此外，施工現(xiàn)場(chǎng)還安裝了AI全景機(jī)器人轉(zhuǎn)動(dòng)“鷹眼”，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行360度巡檢，小到不扣安全帽戴等不安全行為都能一一捕捉，全方位確保了安全監(jiān)管無(wú)漏洞。

 

 

　　工期緊張，如何構(gòu)建高效建造體系？“我們通過(guò)引進(jìn)各類智能化生產(chǎn)設(shè)備、建立智慧管理平臺(tái)等多種措施，持續(xù)提升施工效率。”耿彬說(shuō)。

 

　　在基礎(chǔ)和主體施工階段，項(xiàng)目部搭建了數(shù)控鋼筋加工中心。通過(guò)引進(jìn)數(shù)控調(diào)直彎箍一體機(jī)、自動(dòng)碼垛機(jī)器人、數(shù)控鋼筋籠滾焊機(jī)、智能鋸切套絲機(jī)等15種智能鋼筋加工設(shè)備，每天可加工鋼筋300余噸。“只需在系統(tǒng)上輸入所需鋼筋的參數(shù)，便能一鍵下發(fā)指令到對(duì)應(yīng)的智能設(shè)備，做到按需定制。”耿彬說(shuō)，通過(guò)智能化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，在大幅減少人工投入的同時(shí)，日均產(chǎn)能提高30%，鋼筋用量也節(jié)省了9%。

 

　　混凝土澆筑凝固前的刮平工序，俗稱“收面”。項(xiàng)目部摒棄了傳統(tǒng)的人工收面，改用自動(dòng)收面機(jī)器人，通過(guò)遙控和提前進(jìn)行AI設(shè)定，機(jī)器人自動(dòng)找平收面，從過(guò)去的10毫米優(yōu)化到4毫米內(nèi)，施工效率提升了2倍。

 

　　在鋼結(jié)構(gòu)施工中，為保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，焊縫表面絕不能出現(xiàn)裂紋、焊瘤等缺陷。以往，部分超壁厚鋼構(gòu)件，僅焊接一條焊縫就要耗時(shí)40小時(shí)，需安排多名焊工倒班輪換不停歇工作。項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)探索應(yīng)用智能焊接機(jī)器人替代人工進(jìn)行焊接。

 

　　“焊接機(jī)器人自帶的攝像頭與智能芯片，將焊接深度和焊接路線的調(diào)整精確至毫米級(jí)別，避免了人工焊接時(shí)手抖、注意力不集中等影響焊接質(zhì)量的問(wèn)題。”耿彬說(shuō)，相對(duì)比人工焊接，機(jī)器人焊接時(shí)長(zhǎng)縮短了3倍，焊接質(zhì)量提升了2倍，且焊縫100%一次性通過(guò)UT超聲無(wú)損探傷。

 

　　圍繞提升現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械施工工效的問(wèn)題，項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)建立了機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)?，F(xiàn)場(chǎng)上百臺(tái)大型施工機(jī)械均安裝了智能監(jiān)測(cè)芯片，每臺(tái)機(jī)械每天的作業(yè)情況都被精準(zhǔn)傳輸至該平臺(tái)進(jìn)行計(jì)算分析，幫助項(xiàng)目管理人員及時(shí)調(diào)整閑置或工作效率低下的機(jī)械。

 

　　“智能設(shè)備、智能平臺(tái)的應(yīng)用，讓我們實(shí)現(xiàn)了工序的高效推進(jìn)，最終工程主體結(jié)構(gòu)提前15天封頂，鋼結(jié)構(gòu)提前23天合攏，金屬屋面提前16天封閉。”耿彬說(shuō)。

 

　　新建廈門(mén)北站施工建設(shè)已進(jìn)入最后的百日沖刺關(guān)鍵時(shí)期，預(yù)計(jì)5月底將完成裝飾裝修工作。新建廈門(mén)北站總體規(guī)模將達(dá)到13臺(tái)27線，建成運(yùn)營(yíng)后，年旅客發(fā)送量達(dá)5000萬(wàn)人次，將串連起福州、廈門(mén)“一小時(shí)生活圈”和廈漳泉“半小時(shí)交通圈”，形成一條黃金旅游帶，進(jìn)一步促進(jìn)福建沿海城市群快速發(fā)展。