高速铁路预制梁场生产过程智能化设备配置与探究

高速铁路预制梁场生产过程智能化设备配置与探究

崔宝玲

（中建铁路投资建设集团有限公司   呼和浩特   ）

摘要：高速铁路预制梁场生产过程以工序控制为主，目前各工序生产过程已均可实现智能化，智能化设备的配置直接影响后期项目生产功效及项目效益，文章以沪渝蓉高铁4标梁场为例，详细解析了铁路箱梁场生产过程智能化设备的配置与新型设备的探究，给类似工程提供参考。

关键词：高速铁路；预制梁场；智能化设备

1.引言

近年来，随着铁路交通的大发展，大型桥梁工程预制梁场智能化、集约化生产成为目前的主要发展趋势，智能化设备研制已能够覆盖各工序，实现每一生产环节智能化控制，通过智能化设备的引用，可实现减少单位时间用工量、提高功效、降低劳动强度、解决疑难问题等优点，但是智能化设备需要在梁场规划阶段就进行提前谋划、确定设备配置，提前预留相应场地，保证能够实现智能化配置的要求或预留升级的接口，从而实现智能化。

2.工程概况

本标段配置梁场两座，交通便利，地势较开阔，有利于预制梁的运输。主要负责标段范围内DK126+737～DK170+131.55段共计1048榀箱梁的制架任务。

3.规划与配置

通常来讲，梁场按功能区分为制梁区、存梁区、拌和站、钢筋加工场、生活区五大区域，本文以钢筋加工场及制梁生产区为例进行配置。

3.1智能钢筋加工生产线规划布置

1）自行式绑扎胎具

梁场采用自行式绑扎胎具进行钢筋绑扎，自行式绑扎胎具是由滑移台车配以绑扎胎具;通过滑移台车将钢筋绑扎移入钢筋加工场内，靠近半成品存放区，使用桁吊吊装半成品钢筋至绑扎胎具位置，钢筋绑扎完毕后，通过台车滑移至倒运区，由龙门吊配合吊具吊装钢筋笼至模板内，滑移台车即可返回，形成连续作业。

2）全自动定位网焊接机

全自动定位网焊机适用多种型号箱梁定位网的焊接，设备采用坐标定位技术，定位精度高，焊接过程采用电阻焊，加热时间短，热量集中，且不需要焊丝、焊条等焊接材料，焊接成本低，焊接过程不产生有害烟尘，保护施工人员身体健康。

3）智能化钢筋加工设备

钢筋智能化生产设备采用智能化弯曲中心、数控全自动钢筋剪切弯曲生产线及智能化弯曲剪切机器人，可通过系统录入钢筋型号及弯曲数据实现精确下料，在操作平台上自动完成所有型号钢筋的生产；智能化弯曲剪切机器人通过机械手实现钢筋剪切、弯制、余料收集等一系列操作，同时可互联网+系统一体连接。同时钢筋设备均有预留接口，可实现下料数量统计信息传输至互联网+系统，实现数据集成管理，与常规加工设备相比，智能加工设备可提高生产效率，减少钢筋加工作业人员数量，加工尺寸更精确。

3.2智能化制梁生产区工装配置

1)内模自动纵移装置

内模纵移由两部分构成，由纵移装置和内模底部的传动轨道实现走行，纵移支架通过预理安装座设置于制梁台座和内棋存放台座之间，预埋安装座初始状态的顶面与地面平齐,自动纵移装置底部通过液压支撑控制纵移装置的高度；

纵移支架的纵向两端均布置有驱动装置和反滚轮，反滚轮用于支撑箱梁内模，驱动装置的驱动轮与传动轨道配合实现内模在制梁台座和内模存放台座之间的纵向移动。

2）箱梁端模快速拆除装置

该设备包括端模、反力架、液压千斤顶、泵站及无线遥控模块，采用反力架与液压千斤顶同步加压，实现端头模板快速拆，以确保端头混凝土质量。

采用手动及无线遥控两种操作方式，液压泵站具备单个油缸施加反力及5台油缸同步施加反力功能，同步施加反力功能能更好的保持端模受力平衡，防止由于模板受力不均匀损坏混凝土。

3）智能张拉系统

该系统能根据预设的桥梁张拉工艺，完成张拉力和钢绞线伸长量的理论计算。按照张拉工艺的要求顺序完成张拉，并记录下所有张拉记录，在张拉工作完成后，方便地将张拉记录输出成word文档。计算机全自动同时控制四组千斤顶同步进行钢绞线张拉、持荷、锚固、回退、检测、判断、及时报警，同时配有千斤顶配套标定的综合系统。

张拉过程中力值与伸长值实时采集，实时显示力值与时间、力值与伸长值、伸长值与时间关系曲线，实现动态判断，真正做到应力与应变的“双控”。

通过位移传感器自动测量每个荷载下的千斤顶行程，自动计算出伸长量偏差，当测量值与理论值之间的偏差超过6%时，张拉系统自动报警提示。

4）智能化压浆系统

高速搅拌压浆台车集自动上料、自动计量、高速搅拌、低速储料防凝固和真空辅助泵送压浆等设备于一体，并能自动控制制浆、抽真空、压浆和保压计时，提供了从制浆到抽真空和压浆一整套完整的自动化施工设备，同时实现了压浆过程数据、结果数据自动上传。同时实现现场设备与工管平台的信息上传与下载，操作方便。

5）温湿度匹配养护箱

温湿度匹配养护箱是基于梁体同条件养护原理研制的，主要目的是改善梁体养护过程中试件与梁体温度不匹配的情况；该养护箱通过在梁体底、腹、顶的芯部预埋测温导线，按照模块上的标注的标牌分别连底腹顶的传感器，传感器与养护箱内的温湿度控制器数据连接，实现温湿度匹配养护。

6）智能化静载试验系统

基本原理是利用桥梁自重和一定的底面反力实现双线箱梁静载试验时无需开孔，通过在箱梁底板设置传感器，通过无线网络，将静载试验数据实时传输至控制平台，由控制平台对数据进行分析处理，最终得出静载试验结论。在试验过程中实现自动加载、精确计算、无线传输，避免了人为读数误差，确保了静载试验检测数据的准确性。

静载试验加载模块根据主控模块指令为静载试验提供加载动力，通过预设程序实现自动加载，并根据实时检测数据调整千斤顶加载速度，确保加载同步准确和平衡稳定。荷载检测模块、挠度测量模块对静载试验数据进行实时采集，试验结束后主控模块根据试验数据自动生成静载试验报告。

4.总结

箱梁生产过程各工序是梁场生产控制的关键，因梁场设置于固定厂区，是工厂化生产，结合梁场取证对工序的高要求，保证梁场生产的产品满足取证要求，同时结合公司及业主智能化要求，智能化的设备配置逐渐成为各标段及项目在规划初期首先要考虑的重点，目前智能化设备研制已涵盖了各工序，市面上出现了全自动箱梁侧模打磨机、全自动箱梁内模板打磨机、全自动振捣整平机、箱梁凿毛及切筋机器人、防水涂料自动喷涂系统等一系列的智能设备，本文未一一详细描述，但引入智能设备应综合考虑产能及项目效益，不可盲目投入，造成资源及设备浪费。

参考文献：

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[3] 黄亮,刘伟涛.谈高速铁路预制梁场设备配置与管理[J].山西建筑, 2014(17):239-240.DOI:10.3969/j.issn.1009-6825.2014.17.134.

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