鐵路綠色梁場建設(shè)及自動化設(shè)備信息化管理配套技術(shù)研究

梁新華，林國輝

（中鐵二局集團(tuán)新運工程有限公司，成都610031）

1 引言

鄭濟(jì)鐵路原陽制梁場是全國首個40m 簡支箱梁預(yù)制場，是鐵路總公司重大科研創(chuàng)新成果的首次工程化應(yīng)用。相對于傳統(tǒng)的制梁場模式，原陽制梁場建設(shè)時提出“建綠色梁場，集成自動化生產(chǎn)設(shè)備，促信息化管理手段”的梁場建設(shè)總體思路，從場地規(guī)劃、綠色梁場建設(shè)到自動化設(shè)備的配套選型，信息化管理等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究。

2 標(biāo)準(zhǔn)化梁場綠色施工建設(shè)體系

以BIM 為輔助，“四節(jié)一環(huán)?！睘橐龑?dǎo)，從優(yōu)化梁場布局、減少場地占用及硬化；優(yōu)化給排水系統(tǒng)方案，加大施工用水回收利用；優(yōu)化施工方案利用綠色能源，避免揚塵污染等線路出發(fā)，更大限度地節(jié)約資源和減少環(huán)境污染，促進(jìn)鐵路橋梁預(yù)制綠色施工技術(shù)發(fā)展。

2.1 “四節(jié)一環(huán)保”梁場建設(shè)

在梁場建設(shè)過程中，必須考慮基礎(chǔ)設(shè)施滿足綠色施工的要求。主要體現(xiàn)在以下方面：

1）節(jié)水與水資源利用：項目部生活區(qū)廁所、浴室、洗漱間采用節(jié)水器具，方便高效，提高水資源利用率；生活區(qū)飲用水采用節(jié)水型水處理系統(tǒng)；生產(chǎn)區(qū)梁體養(yǎng)護(hù)采用智能化噴淋系統(tǒng)，不僅可以全方位養(yǎng)護(hù)梁體，還可以根據(jù)室外溫度調(diào)整養(yǎng)護(hù)周期和噴淋時長，減少人力，提高質(zhì)量和效率；辦公區(qū)、生活區(qū)分路供水，施工區(qū)用水車供水。

2）節(jié)地與土地資源保護(hù)：優(yōu)化施工總平面圖布置，減少土地資源的占用；施工現(xiàn)場攪拌站、倉庫、加工房、材料堆場等布置應(yīng)因地制宜、經(jīng)濟(jì)合理；縮短了運輸距離；施工現(xiàn)場道路按照永久道路和臨時道路相結(jié)合的原則布置。施工現(xiàn)場內(nèi)形成環(huán)形通路，減少道路占用土地；移挖作填，挖填平衡，減少取棄土場征用，實現(xiàn)節(jié)地；鐵路梁場完工后，改建成公路梁場，并且采用雙層存梁，節(jié)約占地。

3）節(jié)材與材料資源利用：施工優(yōu)選綠色、環(huán)保材料；合理配筋，使鋼筋利用最大化；采用盤螺和定尺鋼筋，減少對焊和余料浪費；采用成品束鋼絞線，沒有余料；健全機械保養(yǎng)、限額發(fā)（領(lǐng)）料制度，控制總體消耗；加強材料保護(hù)，避免損壞；采用拼裝式工裝，可以重復(fù)倒用；混凝土采用粉煤灰、礦粉、減水劑等外加劑等，減少水泥用量，同時降低水化熱。

2.2 拼裝式工裝在梁場的應(yīng)用

拼裝式構(gòu)造在現(xiàn)在應(yīng)用得越來越廣泛，梁場由于其特殊性，周轉(zhuǎn)材料一直都是管理難點，為了降低成本，增加倒用次數(shù)，原陽梁場大量采用了拼裝式工裝。拼裝式鋼臺座可以方便梁場的改造，減少混凝土的破除；拼裝式預(yù)扎架可以實現(xiàn)32m箱梁和40m 箱梁的共用；拼裝式模型可減少焊接量，方便以后的拆裝，避免切割模板。

3 自動化設(shè)備的應(yīng)用

3.1 數(shù)控鋼筋加工設(shè)備

數(shù)控鋼筋加工設(shè)備是一種非常智能化的操控系統(tǒng)，優(yōu)化了施工工藝，提高了機械自動化水平。在加工工藝程序中，對鋼筋的工藝制定，如定尺、切斷、彎箍精度，也極大提高了制作的精度，解決了人工加工的難題，提高了工作效率，是精準(zhǔn)制作的好幫手，緩解了勞動強度。

3.2 自動張拉設(shè)備

自動張拉系統(tǒng)的主要功能包括：（1）便捷的操作功能。可進(jìn)行參數(shù)預(yù)設(shè)，一鍵啟動張拉，自動完成整個張拉全過程；自動平衡同步張拉；自動控制持荷時間；力值、位移值顯示及存儲，自動計算張拉結(jié)果并打印完整的張拉記錄表。（2）強大的輔助控制功能。具有斷電恢復(fù)功能；系統(tǒng)具備自動溫控系統(tǒng)，以保證液壓系統(tǒng)工作效能；千斤頂回頂保護(hù)功能，防止回油壓力過高造成爆頂。（3）全面的安全防護(hù)功能。實時監(jiān)測并及時進(jìn)行故障診斷；工作異常或張拉數(shù)據(jù)超差時自動停止張拉并進(jìn)行報警；實時計算當(dāng)前鋼絞線伸長值，并與當(dāng)前的理論伸長值進(jìn)行比對；張拉力復(fù)核，防止因傳感器異常導(dǎo)致張拉質(zhì)量事故；（4）遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸功能：張拉數(shù)據(jù)無線傳輸至梁場服務(wù)器，可遠(yuǎn)程傳輸至鐵路工程管理平臺，管理部門可查閱張拉結(jié)果及張拉過程[1]。

3.3 自動壓漿設(shè)備

預(yù)應(yīng)力管道壓漿是后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工的主要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵工序，壓漿質(zhì)量直接影響橋梁的承載能力和耐久性。高質(zhì)量的管道壓漿可以提高預(yù)應(yīng)力筋的防腐防銹能力，加強預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼絞線與混凝土的粘接性，保證預(yù)應(yīng)力度，減少預(yù)應(yīng)力損失。

4 信息化管理技術(shù)的創(chuàng)新

鄭濟(jì)鐵路梁場通過研制設(shè)計新型自動化工裝和設(shè)備，優(yōu)化了試驗檢測及管控手段，實現(xiàn)了施工全過程視頻監(jiān)控、試驗數(shù)據(jù)自動稱量和自動上傳，促進(jìn)信息化技術(shù)的更新與升級。

5 鐵路梁場信息化管理平臺開發(fā)與應(yīng)用

鄭濟(jì)梁場與鐵科院聯(lián)合開發(fā)并試運行鐵路梁場綜合管理平臺V2.0，通過先進(jìn)的管理理念固化為信息化管理手段，使物資、試驗、鋼筋加工、混凝土生產(chǎn)、預(yù)應(yīng)力加載、壓漿、養(yǎng)護(hù)、靜載試驗、運架流程環(huán)環(huán)相扣。

5.1 進(jìn)度管理信息化

進(jìn)度管理模塊由生產(chǎn)臺賬、BIM 模型、計劃管理、制架存關(guān)系、施工日志、預(yù)制梁檢測等組成，可以全面展示梁場箱梁生產(chǎn)狀態(tài)、生產(chǎn)工序、出庫等信息，并可進(jìn)行預(yù)制梁信息追溯、原材料追溯、工序技術(shù)檔案追溯等[2]。

5.2 質(zhì)量管理信息化

質(zhì)量管理模塊包括物資管理、試驗管理、拌和站、工序管理、出庫管理、自動靜載、統(tǒng)計分析、審批管理等，對原材料進(jìn)場質(zhì)量管控到預(yù)制梁成品的出庫進(jìn)行全過程控制，實現(xiàn)各種檢測數(shù)據(jù)的流通共享，達(dá)到全員、全過程質(zhì)量管理的目的，使預(yù)制梁的施工質(zhì)量得到可靠保證，并且可實現(xiàn)靜載數(shù)據(jù)自動上傳和拌和站稱量超標(biāo)報警等。

5.3 運架作業(yè)管理信息化

運架作業(yè)管理模塊主要由工程管理、設(shè)備管理、在線監(jiān)控、設(shè)備維保、人員管理、統(tǒng)計分析等組成，通過對運架大型設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，確保在運架梁過程中的設(shè)備安全得到保證。

6 結(jié)語

鄭濟(jì)鐵路綠色梁場建設(shè)及自動化設(shè)備信息化管理配套技術(shù)研究保證了鄭濟(jì)高鐵40m 鐵路箱梁首次的工程化應(yīng)用，標(biāo)志著我國大跨度鐵路箱梁得到了突破和提升；有效促進(jìn)了梁場建設(shè)、設(shè)備配置、內(nèi)業(yè)資料管理和現(xiàn)場施工安全質(zhì)量工作的提升；對鐵路梁場的建設(shè)有著推廣和借鑒的作用。