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        智能技術(shù)讓高鐵站房“綠”意盎然

        2023-04-20 18:43:58矯陽
        科學(xué)導(dǎo)報 2023年24期
        關(guān)鍵詞:北站站房天窗

        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(fēng)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(jié)構(gòu)封頂,其建筑面積約1400平方米的天窗也施工調(diào)試成功,標(biāo)志著國內(nèi)站房面積最大的側(cè)懸式模塊化滑移啟閉感應(yīng)智能天窗建成。根據(jù)廈門地區(qū)以往的天氣計(jì)算,運(yùn)用這項(xiàng)智能天窗技術(shù),預(yù)計(jì)每年可減少約40天的通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn),相當(dāng)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(jìn)工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域清潔低碳轉(zhuǎn)型。“為響應(yīng)國家‘碳達(dá)峰’‘碳中和’的戰(zhàn)略目標(biāo),在新建廈門高鐵站房項(xiàng)目中,我們探索了多項(xiàng)感應(yīng)式智能天窗、太陽能光纖照明等綠色新技術(shù)應(yīng)用,讓高鐵站房建設(shè)不斷變‘綠’”。中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司新建廈門北站項(xiàng)目負(fù)責(zé)人耿彬說。

        新建廈門北站位于既有廈門北站北側(cè),是國內(nèi)首條跨海高鐵福廈鐵路全線技術(shù)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(xiàng)綠色設(shè)計(jì)降低能耗。

        正上方屋面采用感應(yīng)式智能天窗設(shè)計(jì)。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(yù)制化模塊構(gòu)成。分布在天窗四周的風(fēng)雨感應(yīng)器,可根據(jù)每天實(shí)時監(jiān)測的光照強(qiáng)度、風(fēng)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(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

        這塊智能天窗十分“聰明”?!安粌H能實(shí)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(shè)集團(tuán)有限公司天窗施工負(fù)責(zé)人潘峰潭說。

        得益于預(yù)制化技術(shù),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(shè)計(jì)安裝的是智能光纖照明系統(tǒng),面積達(dá)7000平方米,居全國之首。

        “智能光纖系統(tǒng)宛如向日葵?!惫⒈蛘f。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(jī)每天自動精準(zhǔn)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(dá)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(yùn)營中的廈門地鐵1號線。站房基礎(chǔ)底部距地鐵隧道僅3米,重合長度達(dá)250米。地鐵1號線每天往返運(yùn)營達(dá)300余次,一旦施工有誤,將對地鐵運(yùn)營造成極大的安全隱患。

        面對地鐵保護(hù)、復(fù)雜鋼構(gòu)等安全施工難題,建設(shè)團(tuán)隊(duì)遵循“守底線、補(bǔ)缺陷、除隱患、防風(fēng)險”的安全專項(xiàng)整治行動目標(biāo),全面應(yīng)用智慧監(jiān)測手段,確保工程建設(shè)安全可控。

        “我們在地鐵隧道內(nèi)布置了83個監(jiān)測點(diǎn)位,實(shí)時監(jiān)測地鐵結(jié)構(gòu)位移、沉降等各項(xiàng)參數(shù),保證施工安全?!惫⒈蛘f,通過自動地鐵監(jiān)測,團(tuán)隊(duì)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(xué)指導(dǎo)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(diǎn)與最低點(diǎn)相差24米,總重量7423噸。

        “金屬桿件看似堅(jiān)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(yīng)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(fù)雜鋼構(gòu)時時處于健康狀態(tài),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)了鋼結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng),對鋼結(jié)構(gòu)在安裝過程、整體提升和卸載后的受力狀態(tài)進(jìn)行全面“體檢”。

        “安裝在鋼構(gòu)件上的136個陣列傳感器,可實(shí)現(xiàn)每秒30次高頻采集,實(shí)時感知鋼結(jié)構(gòu)施工全過程的應(yīng)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(jī)等系統(tǒng)終端?!惫⒈蛘f,鋼結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)提供的預(yù)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(jī)器人轉(zhuǎn)動“鷹眼”,對施工現(xiàn)場進(jìn)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(gòu)建高效建造體系?“我們通過引進(jìn)各類智能化生產(chǎn)設(shè)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(chǔ)和主體施工階段,項(xiàng)目部搭建了數(shù)控鋼筋加工中心。通過引進(jìn)數(shù)控調(diào)直彎箍一體機(jī)、自動碼垛機(jī)器人、數(shù)控鋼筋籠滾焊機(jī)、智能鋸切套絲機(jī)等15種智能鋼筋加工設(shè)備,每天可加工鋼筋300余噸。“只需在系統(tǒng)上輸入所需鋼筋的參數(shù),便能一鍵下發(fā)指令到對應(yīng)的智能設(shè)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(xiàng)目部摒棄了傳統(tǒng)的人工收面,改用自動收面機(jī)器人,通過遙控和提前進(jìn)行AI設(shè)定,機(jī)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(jié)構(gòu)施工中,為保證結(jié)構(gòu)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(gòu)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(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)探索應(yīng)用智能焊接機(jī)器人替代人工進(jìn)行焊接。

        “焊接機(jī)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(jī)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(jī)械施工工效的問題,項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)建立了機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)管理平臺。現(xiàn)場上百臺大型施工機(jī)械均安裝了智能監(jiān)測芯片,每臺機(jī)械每天的作業(yè)情況都被精準(zhǔn)傳輸至該平臺進(jìn)行計(jì)算分析,幫助項(xiàng)目管理人員及時調(diào)整閑置或工作效率低下的機(jī)械。

        “智能設(shè)備、智能平臺的應(yīng)用,讓我們實(shí)現(xiàn)了工序的高效推進(jìn),最終工程主體結(jié)構(gòu)提前15天封頂,鋼結(jié)構(gòu)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(shè)已進(jìn)入最后的百日沖刺關(guān)鍵時期,預(yù)計(jì)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(dá)到13臺27線,建成運(yùn)營后,年旅客發(fā)送量達(dá)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(jìn)一步促進(jìn)福建沿海城市群快速發(fā)展。

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