信息化与智能化在高铁预制梁场中的创新应用

信息化与智能化在高铁预制梁场中的创新应用

徐大武

中铁四局集团第一工程有限公司安徽省合肥市230000

摘要：本文介绍了梁场集成化管理信息系统、设备物联网信息系统等信息化的创新应用；并探讨了预应力自动张拉系统、自动静载试验系统、预制箱梁自动喷淋养护系统，液压不锈钢模板施工四个智能化的创新应用，不仅提高了高铁预制梁工程质量和安全，而且提高了工效，创造了效益，同时也为下步高铁梁场智能化、信息化持续改进提供了参考。

关键词：高铁预制梁场；信息化；智能化；创新应用

引言

建桥需要架梁，因此在修建高速铁路过程中，T梁被得到广泛应用，预制梁场的建设也成为影响高速铁路质量和进度的重要因素。为了更好的保证高铁整体先进性，需加强预制梁场信息化以及智能化研究。

1高铁预制梁场中信息化创新应用

1.1预制梁场集成化管理

可以建立以BIM可视化技术为基础，以物联网，大数据为支撑，整合预制梁场碎片化应用系统，结合行业规范标准，项目管理制度的集成平台，实现对预制梁场的信息化、标准化、智能化、精细化管理。预制梁场的集成化管理并非将已有的系统功能简单拼凑，而是将各个系统模块进行有效整合。将原本没有关联的模块之间串联起来，实现各系统之间的共享与协同，将集成化平台价值发挥到最大。该集成化平台的主要功能覆盖到以下几个方面：绿色施工管理（排水系统、供电、照明、环境监测等系统，养护系统），安全管理（消防系统、监控系统），技术管理（BIM可视化交底），劳务实名制管理（劳务实名制系统）。

1.1.1绿色施工管理

预制梁场的绿色施工管理主要是针对场站扬尘噪音控制，污水排放，水循环利用和生产生活节电方面的管理。如通过在预制梁场内布置噪声、扬尘监测仪器，仪器利用GPRS/4G网络与集成化管理平台进行数据交换，仪器获取的数据实现对梁场周围大气环境的监测，当粉尘、PM2.5超标时，施工人员及时对场地进行洒水降尘处理，并对每日梁场空气质量数据统计分析，形成专题图表。再如预制梁场养护系统，接入到集成管理平台中，平台根据每日天气情况，气温、湿度，对预制梁养护的间隔进行自动调整，减少水资源浪费。

1.1.2安全管理

预制梁场安全管理，主要针对预制梁场的施工安全、用电安全的管理，如在预制梁场厂区内布置监控系统和消防系统，将监控系统和消防报警系统接入到集成管理平台，通过监控和消防报警系统对预制梁场施工进行实施监控。

1.1.3技术管理

利用BIM技术进行建模，利用其可视化的特点进行模型漫游；预制小箱梁的架设方案模拟，辅助方案进行优化；小箱梁施工，吊装的安全技术交底，规范施工工艺流程，提高施工质量，减少不安全的行为发生。

1.1.4劳务实名制管理

劳务实名制系统主要用于对预制梁场实现封闭式管理，对作业工人实行实名制管理。在梁场出入口安装门禁闸机设备，所有作业工人打卡上下班，同时也能避免无关外来人员进入施工现场。每日考勤数据将传回至管理平台，并可生成考勤表格，对工人出勤率进行统计。

1.2设备物联网信息系统应用

研发设备物联网信息系统，全面整合提梁机、龙门吊、拌和站、压浆机、张拉机、喷淋系统、钢筋制备、实验室设备、锅炉、空调等设备。各种数据统一保存和管理，通过互联网+实现数据报表手机APP实时查看，设备统一管理，设备运行状态及维修保养状态实时监控，更好地指导现场施工生产。

2高铁预制梁场中智能化创新应用

2.1物联网系统应用

物联网建筑业的集成应用主要是通过在施工现场安装RFID、红外感应器、GPS、激光扫描器等信息传感设备，按照规定的协议，将任何与工程建设相关的人员或物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。该项技术有三项特点：一是全面感知性，利用传感器、RFID和二维码等采集技术，随时获取现场人员、材料和机械数据；二是可靠传送性，利用互联网和通讯网络，实施获取的数据可随时交互共享；三是智能处理性，利用云计算、大数据等智能计算技术对海量数据进行分析处理，提取有用信息，实现智能决策与控制。2.2液压不锈钢模板系统

预制梁场采用了4套全液压不锈钢模板系统进行整体安拆模。这种液压半自动系统模板，在现场拼装完成形成一套整体的模板，并利用液压顶进行关拆模板，采用地面轨道进行模板纵向行走，以保证安装后模板在一条直线上，避免了人工关模后T梁扭曲变形。等待混凝土浇筑完成后，采用蒸汽养生棚全覆盖蒸汽养生，这样可以防止混凝土顶面在初凝时产生温度裂缝，能够有效提高混凝土早期强度。经过5天，混凝土的抗压强度和弹性模量就能够达到设计值的100%以上，为加快施工进度提供了有力的保障。

2.3液压不锈钢模板施工

传统的模板进行T梁施工，每套模板施工需要6名工人；采用液压不锈钢模板进行T梁施工，只需要4名工人。模板工序的人工使用量降低了33%。在施工效率方面，采用液压不锈钢模板进行T梁施工，每套模板周转时间为20小时，相比传统的模板缩短4个小时。总体来说，采用液压不锈钢模板可以缩短预制梁片生产周期，效率是传统模板的1.3倍。在龙门吊使用数量和时间方面，传统的每套模板安拆需使用龙门吊时间为8小时，而采用不锈钢液压模板，每套模板安拆使用龙门吊时间仅为2小时，节约了整整6小时。

2.4预制梁场地喷式智能养护系统

预制梁场地喷式智能养护系统主要包含智能养护系统主机、恒压供水系统、地喷管路系统、无线温湿度测试系统四大部分。养护系统主机包含PLC控制器、调试变频器、节能水泵、压力测试计、温湿度测试仪、电磁阀门、无线温湿度汇集终端等主要元器件。恒压供水系统包含压力泵、变频器、恒压罐等主要配件，用于给整个预制梁场提供恒压用水。地喷管路系统分为两大部分：其一为预埋在台座两侧用于养护预制梁腹板的PPR喷淋管；其二为养护预制梁顶面或内箱的橡胶喷淋管。无线温湿度测试发射终端监测待养护的预制混凝土梁的温度与湿度并将监测数据发送至系统主机上的无线温湿度接受终端并传输给PLC并由PLC根据既定条件进行运算，并根据运输结果确定是否开启喷淋养护调节养护的温湿度（温湿度监测终端按照30s采集一次数据的频率进行数据采集），待一次养护结束后，无线温湿度测试终端再次监测温湿度条件有系统主机运算判断，符合设定养护的温度与湿度即停止喷淋，否则继续喷淋养护。整个过程监测-运算-启动-反馈四个步骤形成闭环回路。

结束语

总之，信息化与智能化预制梁场降低了人工使用量，工人的劳动强度低，不用加班加点施工。同时，龙门吊使用频率大大降低，安全风险系数大为增强，施工进度明显加快。T梁的外观质量得到明显改善，内在质量完全可控，钢筋保护层合格率比较高，形成标准化模块，提高了结构物的质量。采用液压不锈钢模板施工还减少了模板打磨时间，也不用脱模剂，只需要脱模后用干净毛巾抹净，经多次使用后，混凝土外观效果更好。因为使用大型设备明显减少，预制梁场总工期缩短周期，实际上，设备租赁费、项目部管理费等明显减少。

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