铁路绿色梁场建设及自动化设备信息化管理配套技术研究

发表时间:2020-05-20 11:49作者:梁新华,林国辉

【摘要】在铁路建设水平高速发展的今天,如何利用铁路预制梁场的建设展现高速铁路科技发展方向,实现绿色施工的要求,促进施工生产模式的转变,成为相关领域的主要研究内容。论文通过对郑济铁路原阳制梁场的建设思路,详细介绍了铁路梁场绿色建设的过程,及信息化、自动化设备配套技术研究,为以后铁路梁场的建设提供参考和借鉴。

1引言

郑济铁路原阳制梁场是全国首个40m简支箱梁预制场,是铁路总公司重大科研创新成果的首次工程化应用。相对于传统的制梁场模式,原阳制梁场建设时提出“建绿色梁场,集成自动化生产设备,促信息化管理手段”的梁场建设总体思路,从场地规划、绿色梁场建设到自动化设备的配套选型,信息化管理等方面进行了系统研究。

2标准化梁场绿色施工建设体系

BIM为辅助,“四节一环保”为引导,从优化梁场布局、减少场地占用及硬化;优化给排水系统方案,加大施工用水回收利用;优化施工方案利用绿色能源,避免扬尘污染等线路出发,更大限度地节约资源和减少环境污染,促进铁路桥梁预制绿色施工技术发展。

2.1“四节一环保”梁场建设

在梁场建设过程中,必须考虑基础设施满足绿色施工的要求。主要体现在以下方面:

1)节水与水资源利用:项目部生活区厕所、浴室、洗漱间采用节水器具,方便高效,提高水资源利用率;生活区饮用水采用节水型水处理系统;生产区梁体养护采用智能化喷淋系统,不仅可以全方位养护梁体,还可以根据室外温度调整养护周期和喷淋时长,减少人力,提高质量和效率;办公区、生活区分路供水,施工区用水车供水。

2)节地与土地资源保护:优化施工总平面图布置,减少土地资源的占用;施工现场搅拌站、仓库、加工房、材料堆场等布置应因地制宜、经济合理;缩短了运输距离;施工现场道路按照永久道路和临时道路相结合的原则布置。施工现场内形成环形通路,减少道路占用土地;移挖作填,挖填平衡,减少取弃土场征用,实现节地;铁路梁场完工后,改建成公路梁场,并且采用双层存梁,节约占地。

3)节材与材料资源利用:施工优选绿色、环保材料;合理配筋,使钢筋利用最大化;采用盘螺和定尺钢筋,减少对焊和余料浪费;采用成品束钢绞线,没有余料;健全机械保养、限额发(领)料制度,控制总体消耗;加强材料保护,避免损坏;采用拼装式工装,可以重复倒用;混凝土采用粉煤灰、矿粉、减水剂等外加剂等,减少水泥用量,同时降低水化热。

2.2拼装式工装在梁场的应用

拼装式构造在现在应用得越来越广泛,梁场由于其特殊性,周转材料一直都是管理难点,为了降低成本,增加倒用次数,原阳梁场大量采用了拼装式工装。拼装式钢台座可以方便梁场的改造,减少混凝土的破除;拼装式预扎架可以实现32m箱梁和40m箱梁的共用;拼装式模型可减少焊接量,方便以后的拆装,避免切割模板。

3自动化设备的应用

3.1数控钢筋加工设备

数控钢筋加工设备是一种非常智能化的操控系统,优化了施工工艺,提高了机械自动化水平。在加工工艺程序中,对钢筋的工艺制定,如定尺、切断、弯箍精度,也极大提高了制作的精度,解决了人工加工的难题,提高了工作效率,是精准制作的好帮手,缓解了劳动强度。

3.2自动张拉设备

自动张拉系统的主要功能包括:(1)便捷的操作功能。可进行参数预设,一键启动张拉,自动完成整个张拉全过程;自动平衡同步张拉;自动控制持荷时间;力值、位移值显示及存储,自动计算张拉结果并打印完整的张拉记录表。(2)强大的辅助控制功能。具有断电恢复功能;系统具备自动温控系统,以保证液压系统工作效能;千斤顶回顶保护功能,防止回油压力过高造成爆顶。(3)全面的安全防护功能。实时监测并及时进行故障诊断;工作异常或张拉数据超差时自动停止张拉并进行报警;实时计算当前钢绞线伸长值,并与当前的理论伸长值进行比对;张拉力复核,防止因传感器异常导致张拉质量事故;(4)远程数据传输功能:张拉数据无线传输至梁场服务器,可远程传输至铁路工程管理平台,管理部门可查阅张拉结果及张拉过程。

3.3自动压浆设备

预应力管道压浆是后张法预应力混凝土桥梁工程预应力施工的主要环节和关键工序,压浆质量直接影响桥梁的承载能力和耐久性。高质量的管道压浆可以提高预应力筋的防腐防锈能力,加强预应力钢筋或钢绞线与混凝土的粘接性,保证预应力度,减少预应力损失。

4信息化管理技术的创新

郑济铁路梁场通过研制设计新型自动化工装和设备,优化了试验检测及管控手段,实现了施工全过程视频监控、试验数据自动称量和自动上传,促进信息化技术的更新与升级。

5铁路梁场信息化管理平台开发与应用

郑济梁场与铁科院联合开发并试运行铁路梁场综合管理平台V2.0,通过先进的管理理念固化为信息化管理手段,使物资、试验、钢筋加工、混凝土生产、预应力加载、压浆、养护、静载试验、运架流程环环相扣。

5.1进度管理信息化

进度管理模块由生产台账、BIM模型、计划管理、制架存关系、施工日志、预制梁检测等组成,可以全面展示梁场箱梁生产状态、生产工序、出库等信息,并可进行预制梁信息追溯、原材料追溯、工序技术档案追溯等。

5.2质量管理信息化

质量管理模块包括物资管理、试验管理、拌和站、工序管理、出库管理、自动静载、统计分析、审批管理等,对原材料进场质量管控到预制梁成品的出库进行全过程控制,实现各种检测数据的流通共享,达到全员、全过程质量管理的目的,使预制梁的施工质量得到可靠保证,并且可实现静载数据自动上传和拌和站称量超标报警等。

5.3运架作业管理信息化

运架作业管理模块主要由工程管理、设备管理、在线监控、设备维保、人员管理、统计分析等组成,通过对运架大型设备的远程监控,确保在运架梁过程中的设备安全得到保证。

6结语

郑济铁路绿色梁场建设及自动化设备信息化管理配套技术研究保证了郑济高铁40m铁路箱梁首次的工程化应用,标志着我国大跨度铁路箱梁得到了突破和提升;有效促进了梁场建设、设备配置、内业资料管理和现场施工安全质量工作的提升;对铁路梁场的建设有着推广和借鉴的作用。


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