鐵路站房建設(shè)更智慧 從“制造”邁向“智造”

　　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(jì)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。

　　對(duì)普通人來說，這只是我國(guó)鐵路近年來高速發(fā)展中司空見慣的一個(gè)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(guó)鐵路在規(guī)模之外的巨大技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

　　“如今以廣州白云站、北京豐臺(tái)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(jìn)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?！敝需F建工集團(tuán)副總工程師吉明軍介紹。

　　與機(jī)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(chǎng)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(yùn)用了大量先進(jìn)設(shè)計(jì)理念和建筑科技。”中鐵建工集團(tuán)廣州白云站項(xiàng)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?duì)罡駱?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(diǎn)多、懸挑遠(yuǎn)，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(xiàng)目團(tuán)隊(duì)首次試用了“無軌道全位置爬行焊接機(jī)器人”。該機(jī)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(dòng)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(shí)現(xiàn)90度立向上、立向下和橫向爬行焊接，保障了項(xiàng)目按時(shí)高質(zhì)量完成。

　　現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器人還不止這一種。用“高個(gè)子”混凝土智能隨動(dòng)布料機(jī)進(jìn)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(jī)器人能自動(dòng)設(shè)定整平規(guī)劃路徑，不慌不忙地實(shí)現(xiàn)混凝土地面的全自動(dòng)整平施工，而且精度符合國(guó)家質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；輕松“擺平”混凝土的地面抹平機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)高精度混凝土抹光施工作業(yè)，其工效相對(duì)傳統(tǒng)工效提升40%以上……

　　“廣州白云站是全國(guó)首個(gè)大規(guī)模運(yùn)用機(jī)器人進(jìn)行施工的鐵路工程項(xiàng)目，施工全過程已累計(jì)試用了包括無軌道全位置爬行焊接機(jī)器人、地面整平機(jī)器人、地庫抹光機(jī)器人等18種智能機(jī)器人?！眲⒖”硎?，這些建筑機(jī)器人已成為數(shù)字化及人工智能技術(shù)在建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的試點(diǎn)案例。

　　鋼構(gòu)件也有了“身份證”

　　去年6月開通運(yùn)營(yíng)的北京豐臺(tái)站是亞洲最大的鐵路樞紐客站，也是我國(guó)首座高速、普速雙層車場(chǎng)重疊布置的鐵路站房，地鐵10號(hào)線和地鐵16號(hào)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(chǎng)設(shè)計(jì)節(jié)約了土地資源，卻也帶來了巨大挑戰(zhàn)?！敝需F建工集團(tuán)原北京豐臺(tái)站項(xiàng)目總工程師許慧介紹，“高鐵在‘空中走’，車站負(fù)重非常大。該項(xiàng)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(diǎn)，必須在技術(shù)和管理上進(jìn)行創(chuàng)新?！?/p>

　　為此，中鐵建工項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)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(tái)，串聯(lián)起鋼結(jié)構(gòu)從設(shè)計(jì)、加工、物流運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)安裝等6個(gè)階段16個(gè)環(huán)節(jié)的信息化管理，實(shí)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(tái)上將施工數(shù)據(jù)與鋼構(gòu)件自動(dòng)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(chǎng)吊裝時(shí)間，還是焊接時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，全部信息在平臺(tái)上都一覽無余，推動(dòng)數(shù)字技術(shù)下沉落地。”許慧說。通過鋼結(jié)構(gòu)全生命周期管理平臺(tái)的運(yùn)用，北京豐臺(tái)站施工過程中累計(jì)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(xiàng)目基坑最深處近40米，基坑安全管理形勢(shì)嚴(yán)峻。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用了基坑自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，隨時(shí)掌握基坑變形數(shù)據(jù)，為安全管理提供依據(jù)?！敝需F建工集團(tuán)北京城市副中心站綜合交通樞紐項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人楊陽介紹。

　　除了基坑變形監(jiān)測(cè)，北京城市副中心站綜合交通樞紐項(xiàng)目運(yùn)用的安全生產(chǎn)智能化管控平臺(tái)，還能全天候監(jiān)測(cè)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(chǎng)安全質(zhì)量技術(shù)等管理人員工作時(shí)，均佩戴智能安全帽開展工作，安全帽應(yīng)具備定位、語音對(duì)講、近期軌跡、自動(dòng)AI識(shí)別等有效功能。”楊陽說，智能安全帽監(jiān)測(cè)到位置、人員等信息，通過移動(dòng)端實(shí)時(shí)整理、分析數(shù)據(jù)，可以清楚了解工人現(xiàn)場(chǎng)分布，給項(xiàng)目管理者提供科學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)管理和決策依據(jù)。

　　北京城市副中心站綜合交通樞紐運(yùn)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(xiàng)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(duì)建造成本、安全、質(zhì)量、進(jìn)度、資源等實(shí)施一體化管理，推動(dòng)著鐵路站房建設(shè)由“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”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?，通過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(chǎng)等，使工程施工有序進(jìn)行，優(yōu)化安全管理?！敝需F十二局雄安站項(xiàng)目科技部部長(zhǎng)鄭河舟介紹，BIM與GIS相結(jié)合，加上無人機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行不同階段的航拍掃描，生成數(shù)字模型，更加真實(shí)地反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)度。此外，中鐵建工集團(tuán)原雄安站項(xiàng)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(yùn)營(yíng)維護(hù)中，能夠隨時(shí)調(diào)取，保障車站整體運(yùn)行安全穩(wěn)定。

　　專家指出，隨著我國(guó)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(dòng)鐵路站房建設(shè)革新升級(jí)。（記者 齊 慧 李芃達(dá)）

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