智能技術讓高鐵站房“綠”意盎然

矯陽

只需45秒，屋面420扇玻璃天窗就能一鍵開啟，并隨著光照、風力、降雨及室內(nèi)外溫差自動選擇開閉角度。

近日，新建廈門北站公交樞紐站完成主體結構封頂，其建筑面積約1400平方米的天窗也施工調(diào)試成功，標志著國內(nèi)站房面積最大的側懸式模塊化滑移啟閉感應智能天窗建成。根據(jù)廈門地區(qū)以往的天氣計算，運用這項智能天窗技術，預計每年可減少約40天的通風系統(tǒng)運轉，相當于每年減少14.13噸二氧化碳排放。

黨的二十大報告指出，推動能源清潔低碳高效利用，推進工業(yè)、建筑、交通等領域清潔低碳轉型?！盀轫憫獓摇歼_峰’‘碳中和’的戰(zhàn)略目標，在新建廈門高鐵站房項目中，我們探索了多項感應式智能天窗、太陽能光纖照明等綠色新技術應用，讓高鐵站房建設不斷變‘綠’”。中鐵建設集團有限公司新建廈門北站項目負責人耿彬說。

新建廈門北站位于既有廈門北站北側，是國內(nèi)首條跨海高鐵福廈鐵路全線技術難度最大的站房，也是福建省內(nèi)規(guī)模最大的換乘中心，建筑面積25萬平方米。

新建廈門北站采用了多項綠色設計降低能耗。

正上方屋面采用感應式智能天窗設計。整個天窗呈人字形，高差2.6米，由420個單重180公斤的工廠預制化模塊構成。分布在天窗四周的風雨感應器，可根據(jù)每天實時監(jiān)測的光照強度、風力大小、降雨及室內(nèi)外溫差等數(shù)據(jù)，自動開合天窗及窗簾，為旅客營造舒適換乘環(huán)境，同時實現(xiàn)節(jié)能降耗。

這塊智能天窗十分“聰明”?！安粌H能實現(xiàn)傳統(tǒng)的聯(lián)動，還可以自定義調(diào)整天窗的開合角度、開合時間及窗簾的覆蓋面積?！敝需F建設集團有限公司天窗施工負責人潘峰潭說。

得益于預制化技術，施工現(xiàn)場僅用15天就完成了安裝，極大地提高了施工效率。

新建廈門北站屋面設計安裝的是智能光纖照明系統(tǒng)，面積達7000平方米，居全國之首。

“智能光纖系統(tǒng)宛如向日葵。”耿彬說。原來，整個智能光纖系統(tǒng)的光纖長度超過10萬米，并可以通過采光機每天自動精準追蹤太陽方位。耿彬介紹說，該系統(tǒng)一次光能利用率最高可達80%，較國外同類型產(chǎn)品提升120%，全年可節(jié)約用電約40000千瓦時。

新建廈門北站中軸線正下方，是運營中的廈門地鐵1號線。站房基礎底部距地鐵隧道僅3米，重合長度達250米。地鐵1號線每天往返運營達300余次，一旦施工有誤，將對地鐵運營造成極大的安全隱患。

面對地鐵保護、復雜鋼構等安全施工難題，建設團隊遵循“守底線、補缺陷、除隱患、防風險”的安全專項整治行動目標，全面應用智慧監(jiān)測手段，確保工程建設安全可控。

“我們在地鐵隧道內(nèi)布置了83個監(jiān)測點位，實時監(jiān)測地鐵結構位移、沉降等各項參數(shù)，保證施工安全。”耿彬說，通過自動地鐵監(jiān)測，團隊把看不見的地下情況以數(shù)字化的方式直觀呈現(xiàn)到地面終端系統(tǒng)，科學指導安全施工。

智慧監(jiān)測手段無處不在。

新建廈門北站站房鋼屋蓋南北跨度約267米，東西跨度約143米，由22705根桿件拼接而成，拼接截面約54222個，屋蓋最高點與最低點相差24米，總重量7423噸。

“金屬桿件看似堅不可摧，但在施工過程中由于受力、溫度等條件的變化，桿件內(nèi)部會自發(fā)產(chǎn)生應力形變，憑肉眼難以分辨，存在安全隱患?！惫⒈蛘f。

為保證工程復雜鋼構時時處于健康狀態(tài)，項目團隊研發(fā)了鋼結構健康監(jiān)測系統(tǒng)，對鋼結構在安裝過程、整體提升和卸載后的受力狀態(tài)進行全面“體檢”。

“安裝在鋼構件上的136個陣列傳感器，可實現(xiàn)每秒30次高頻采集，實時感知鋼結構施工全過程的應力、撓度、位移和溫度變化等狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)傳至電腦、手機等系統(tǒng)終端。”耿彬說，鋼結構健康監(jiān)測系統(tǒng)提供的預警功能，讓施工管理人員一目了然。

此外，施工現(xiàn)場還安裝了AI全景機器人轉動“鷹眼”，對施工現(xiàn)場進行360度巡檢，小到不扣安全帽戴等不安全行為都能一一捕捉，全方位確保了安全監(jiān)管無漏洞。

工期緊張，如何構建高效建造體系？“我們通過引進各類智能化生產(chǎn)設備、建立智慧管理平臺等多種措施，持續(xù)提升施工效率?！惫⒈蛘f。

在基礎和主體施工階段，項目部搭建了數(shù)控鋼筋加工中心。通過引進數(shù)控調(diào)直彎箍一體機、自動碼垛機器人、數(shù)控鋼筋籠滾焊機、智能鋸切套絲機等15種智能鋼筋加工設備，每天可加工鋼筋300余噸?！爸恍柙谙到y(tǒng)上輸入所需鋼筋的參數(shù)，便能一鍵下發(fā)指令到對應的智能設備，做到按需定制?！惫⒈蛘f，通過智能化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，在大幅減少人工投入的同時，日均產(chǎn)能提高30%，鋼筋用量也節(jié)省了9%。

混凝土澆筑凝固前的刮平工序，俗稱“收面”。項目部摒棄了傳統(tǒng)的人工收面，改用自動收面機器人，通過遙控和提前進行AI設定，機器人自動找平收面，從過去的10毫米優(yōu)化到4毫米內(nèi)，施工效率提升了2倍。

在鋼結構施工中，為保證結構穩(wěn)定性，焊縫表面絕不能出現(xiàn)裂紋、焊瘤等缺陷。以往，部分超壁厚鋼構件，僅焊接一條焊縫就要耗時40小時，需安排多名焊工倒班輪換不停歇工作。項目技術團隊探索應用智能焊接機器人替代人工進行焊接。

“焊接機器人自帶的攝像頭與智能芯片，將焊接深度和焊接路線的調(diào)整精確至毫米級別，避免了人工焊接時手抖、注意力不集中等影響焊接質(zhì)量的問題?！惫⒈蛘f，相對比人工焊接，機器人焊接時長縮短了3倍，焊接質(zhì)量提升了2倍，且焊縫100%一次性通過UT超聲無損探傷。

圍繞提升現(xiàn)場機械施工工效的問題，項目技術團隊建立了機械物聯(lián)網(wǎng)管理平臺?，F(xiàn)場上百臺大型施工機械均安裝了智能監(jiān)測芯片，每臺機械每天的作業(yè)情況都被精準傳輸至該平臺進行計算分析，幫助項目管理人員及時調(diào)整閑置或工作效率低下的機械。

“智能設備、智能平臺的應用，讓我們實現(xiàn)了工序的高效推進，最終工程主體結構提前15天封頂，鋼結構提前23天合攏，金屬屋面提前16天封閉?！惫⒈蛘f。

新建廈門北站施工建設已進入最后的百日沖刺關鍵時期，預計5月底將完成裝飾裝修工作。新建廈門北站總體規(guī)模將達到13臺27線，建成運營后，年旅客發(fā)送量達5000萬人次，將串連起福州、廈門“一小時生活圈”和廈漳泉“半小時交通圈”，形成一條黃金旅游帶，進一步促進福建沿海城市群快速發(fā)展。