準確起鉤、平穩(wěn)上升、勻速吊運、精準就位……在廣西路建集團西部陸海新通道(平陸)運河跨線橋梁工程施工№QL2標(簡稱“平陸運河橋梁2標”)陸楊新村大橋施工現(xiàn)場,數(shù)智化應(yīng)用正“大顯身手”,助力大橋纜索吊裝實現(xiàn)快速吊運及毫米級精準就位。今天就讓我們一起來探探,陸楊新村大橋的纜索吊裝施工中都有哪些智能應(yīng)用場景。
陸楊新村大橋纜索吊裝施工(覃任姿/攝)
智能測控技術(shù):自動化與智能化的關(guān)鍵
陸楊新村大橋主橋跨徑188米,采用纜索吊裝施工方法,是廣西區(qū)內(nèi)首次在簡支體系系桿拱橋上應(yīng)用該施工方法的鋼管拱橋,全橋共4個鋼拱座、10個拱肋吊裝節(jié)段及7個橫撐節(jié)段。對于鋼管混凝土拱橋建設(shè)而言,各構(gòu)件能否嚴格按照設(shè)計圖紙精確安裝到位,直接關(guān)系到大橋結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),影響著大橋整體的穩(wěn)定性和安全性。
為實現(xiàn)各構(gòu)件的精準吊裝,項目引入了智能測控技術(shù),引進徠卡TS60高精度測量機器人(以下簡稱“TS60機器人”),并自主研發(fā)了測量機器人集成化控制系統(tǒng)(以下簡稱“控制系統(tǒng)”)對吊裝過程實施全程監(jiān)測與引導。TS60機器人是一款業(yè)界領(lǐng)先的全站儀測量機器人,測角精度可達0.5秒,測距精度為0.6mm + 1ppm。這意味著在一公里范圍內(nèi),TS60機器人的測距誤差不超過1.6毫米,這為精準吊裝構(gòu)件奠定了堅實基礎(chǔ)。
Leica徠卡TS60高精度測量機器人(彭思華/攝)
在大橋上游和下游,項目分別布置了兩臺TS60機器人,通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)了雙機位自動化同步測量與數(shù)據(jù)融合。
空氣中的溫度、濕度和氣壓變化會對測量精度造成影響,進行高精度測量,必須精確測定氣溫到1℃,氣壓到0.3kPa,相對濕度到20%。為降低環(huán)境中參數(shù)對測量精度的影響,項目在現(xiàn)場部署了溫濕度與大氣壓力傳感器,并將其與控制系統(tǒng)聯(lián)動集成??刂葡到y(tǒng)會將傳感器實時采集的環(huán)境參數(shù)輸入至TS60機器人,TS60機器人則會依據(jù)數(shù)據(jù)變化自動計算大氣改正數(shù),并對每次距離測量進行修正,原先可能因環(huán)境變化等導致的測量誤差被最大程度消除,保證了TS60機器人在各種天氣條件下依然能夠?qū)崿F(xiàn)高精度測量。
分階段智能控制:精確與提效就位的保障
在吊裝過程階段,將鋼拱座從地面起吊,通過纜索運輸?shù)皆O(shè)計位置上方再到即將就位的過程中,傳統(tǒng)吊裝方法需要多次停頓以測量位置、調(diào)整姿態(tài),耗時耗力。而有了集成化控制系統(tǒng),吊裝過程實現(xiàn)了自動鎖定構(gòu)件并跟蹤測量,仿佛為吊裝施工安裝上了反饋引導的“火眼金睛”,整個吊運過程無需人工反復尋找和瞄準移動中的構(gòu)件,大幅提高了作業(yè)效率。
在精確就位階段,項目在控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了自研的多點空間輔助放樣智能算法。此算法能夠通過給定的任意多個點的設(shè)計坐標,實時測量計算同設(shè)計位置之間的就位差,并指示需要微調(diào)的方向與量值。原本需要人工學習測點位置的環(huán)節(jié)被優(yōu)化,不僅縮短了施工周期,也降低了因長時間懸吊帶來的安全風險,真正做到了快速、高效就位。
控制系統(tǒng)操作界面
數(shù)智建造平臺:系統(tǒng)集成 做到“心中有數(shù)”
控制系統(tǒng)并非孤立運作,而是集成在項目自主研發(fā)的“施工全周期數(shù)智建造平臺”(以下簡稱“數(shù)智建造平臺”)之中。該平臺貫穿大橋施工的各個環(huán)節(jié),包含了多項創(chuàng)新子系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)對施工過程的全方位數(shù)字化監(jiān)控與管理,如同為項目施工配備了“智慧大腦”。
數(shù)智建造平臺采用數(shù)字孿生技術(shù),依托自主研發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)4G ICC(智聯(lián)計算中樞),能夠?qū)崟r監(jiān)測位移、線形、應(yīng)力及索力等參數(shù),通過高度融合物聯(lián)網(wǎng)、BIM(建筑信息模型)、GIS(地理信息系統(tǒng))及 AI 數(shù)據(jù)分析等,為施工過程提供精準、可視的數(shù)字化支撐。
數(shù)智建造平臺的“空間輔助定位系統(tǒng)”界面顯示著智聯(lián)計算中樞采集到的所有參數(shù),通過觀察這些數(shù)值的變化及指示,項目管理人員可以快速判斷下一施工階段需如何調(diào)整,從而做到心中有數(shù)、決策有據(jù)。
空間輔助定位系統(tǒng)界面
項目團隊還為數(shù)智建造平臺開發(fā)了配套微信小程序,將監(jiān)測數(shù)據(jù)集成到手機端,管理人員可隨時隨地通過小程序訪問數(shù)字化成果。
陸楊新村大橋的數(shù)智化建設(shè)是廣西路建集團橋梁智能建造技術(shù)的又一次探索與實踐。下一步,廣西路建集團將繼續(xù)在陸楊新村大橋建設(shè)過程中探索支撐體系平衡感知與動態(tài)平衡、全自動體系轉(zhuǎn)換、管內(nèi)混凝土數(shù)字化泵送等方面的應(yīng)用。