今年以來，公司梳理智能建造關(guān)鍵技術(shù)、裝備和代表性工程，聯(lián)合《科技日報》《工人日報》《中國交通報》等媒體策劃“智慧工程二航造”專題宣傳，重點關(guān)注常泰大橋、張靖皋大橋、燕磯大橋、平陸運河等成功運用多項智能建造技術(shù)的明星工程，結(jié)合重大節(jié)點挖掘二航智造典型事跡和人物故事，在公司內(nèi)外部平臺推發(fā)系列深度報道。
今天，推出“智慧工程二航造”第7篇專題報道——《科技日報》（2024年8月29日第7版）刊發(fā)的題為《節(jié)段梁預(yù)制走上流水線 中交二航局研發(fā)新一代節(jié)段梁工業(yè)化智能生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)》，文章介紹了中交二航局新一代節(jié)段梁工業(yè)化智能生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)的自主研發(fā)過程和工程應(yīng)用情況等。
節(jié)段梁作為裝配式橋梁的核心構(gòu)件，是一種滿足工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化和快速化需求的制造工藝，也是現(xiàn)代混凝土橋梁工業(yè)化發(fā)展方向之一。節(jié)段梁預(yù)制拼裝橋梁在技術(shù)合理性、耐久性及造價等方面具有一定優(yōu)勢。
當(dāng)前，節(jié)段梁一般采用短線匹配法預(yù)制，所有工序都在同一個位置完成，工人扎堆作業(yè)，特別是測量調(diào)位時間長、效率低。中交第二航務(wù)工程局有限公司（以下簡稱“中交二航局”）創(chuàng)新技術(shù)將節(jié)段梁預(yù)制各道工序合理分解，依靠先進工藝和裝備形成流水線生產(chǎn)方式，提高節(jié)段梁制造工業(yè)化水平，實現(xiàn)減人增效。
“測量機器人”事半功倍
常泰長江大橋是長江經(jīng)濟帶綜合立體交通走廊的重要組成項目，該項目對建造工期及質(zhì)量均有極高要求。
為提升3000余榀引橋節(jié)段梁的制造工效和質(zhì)量，中交二航局蕪湖梁場憑借工業(yè)化流水線承擔(dān)了制造任務(wù)。這是對流水線預(yù)制方式的一次重大考驗。
“流水線到這里怎么慢下來了？”中交二航局技術(shù)中心高級技術(shù)專家王敏在仔細(xì)觀察流水線各道工序后在某處發(fā)出了疑問。
原來，測量員測量后，需先對數(shù)據(jù)進行處理，再將調(diào)整指令反饋給工人調(diào)整底模臺車位置，這個過程通常需要好幾個回合，效率和精度都比較依賴工人的熟練度，導(dǎo)致流水線無法以最高效率運轉(zhuǎn)。按照目前的預(yù)制進度，很難滿足常泰長江大橋引橋節(jié)段梁預(yù)制工期要求，且預(yù)制精度也一直穩(wěn)定不下來。
參觀結(jié)束后，王敏帶領(lǐng)研究團隊梳理問題，展開一系列頭腦風(fēng)暴。受到隧道工程中全站儀自動掃點測量的啟發(fā)，中交二航局技術(shù)團隊最終決定采用自動化、智能化手段來減人增效。
首先是升級測量手段，在所有測點位置布置棱鏡，電腦控制全站儀自動掃描所有棱鏡?！叭咀詣訙y量，這是一件很神奇的事！”王敏介紹，“現(xiàn)在只要把小棱鏡放在指定位置，不用工人反復(fù)去架設(shè)棱鏡，然后在軟件上點擊開始鍵，全站儀就自動掃點測量，并快速將測量數(shù)據(jù)輸出成Excel表格，數(shù)據(jù)記錄工作也省掉了?！?/p>
“最慢”到“最快”提質(zhì)增效
現(xiàn)場應(yīng)用效果如此明顯，中交二航局技術(shù)團隊備受鼓舞，決心進一步提高匹配調(diào)位工序的效率。
為此，技術(shù)團隊持續(xù)跟進，發(fā)現(xiàn)工人需經(jīng)過多輪調(diào)位操作才能使匹配梁達(dá)到預(yù)期位置，調(diào)位精度和效率極其依賴技術(shù)工人的操作經(jīng)驗。
經(jīng)過多輪研討，技術(shù)團隊一致認(rèn)為要采用先進的液壓裝備替代傳統(tǒng)千斤頂，通過先進設(shè)備自動執(zhí)行調(diào)位指令來取代工人操作。緊接著，一個新問題來了，如何將測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為液壓設(shè)備可執(zhí)行的操作指令？
多次探討后，技術(shù)團隊深入研究測量數(shù)據(jù)與液壓設(shè)備行程之間的關(guān)系，將實際調(diào)位工程問題轉(zhuǎn)化為理論問題。
“我們做研究，就是要透過現(xiàn)象看本質(zhì)?！蓖趺粽f，“匹配調(diào)位的過程實際上就是向量平移變換的過程，從這個角度出發(fā)，我們一定能完美地解決此類問題。”隨后，技術(shù)團隊集中精力，開發(fā)了以數(shù)學(xué)算法為核心的智能調(diào)位算法，自動讀取測量數(shù)據(jù)以及預(yù)制指令數(shù)據(jù)，一鍵計算得到千斤頂設(shè)備的操作指令。
經(jīng)優(yōu)化升級，現(xiàn)在的操作指令不再面向工人，而是直接對底模臺車控制設(shè)備發(fā)出指令，設(shè)備按照指令規(guī)定步驟自動對底模臺車進行調(diào)位操作，執(zhí)行完畢后反饋至智能測量機器人，自動掃點測量當(dāng)前位置測點坐標(biāo)，展示調(diào)位精度，完成一輪調(diào)位操作，實現(xiàn)了匹配調(diào)位工序的智能測控。
“現(xiàn)在測量調(diào)位工序已經(jīng)變成整個流水線上最快的工序了?！蓖趺粝蚯皝韰⒂^的業(yè)主代表們介紹，整個智能測控系統(tǒng)將測量、數(shù)據(jù)分析、液壓操作進行有機結(jié)合，由機器代替人工進行測量調(diào)位作業(yè)，不僅作業(yè)工人減少一半，調(diào)位時間也從原先的120分鐘縮短到10分鐘左右，進而大幅度提升整個生產(chǎn)線的效率，節(jié)段梁預(yù)制工期得到有效保障。
最終，常泰長江大橋節(jié)段梁預(yù)制工作提前2個月完成，標(biāo)志著節(jié)段梁工業(yè)化全流水智能生產(chǎn)技術(shù)在實踐中取得應(yīng)用成效，彰顯了建設(shè)者們助力橋梁工業(yè)化智能化建造發(fā)展的創(chuàng)新精神。