蔚藍的天空中，偶有三兩朵棉花糖般蓬松白云。
驀然望去，深圳地鐵6號線二期工程華夏站裝配式施工現(xiàn)場，一只“手”正有條不紊施工作業(yè)中。
終于，華夏站勝利封頂。而這只“手”，它已持續(xù)工作425天，共計吊裝2242塊、96259.28噸預制構件，圓滿完成深圳地鐵沙浦站、市中醫(yī)院站、華夏站等3座裝配式車站“搭積木式”的安裝任務。
這是誰的“手”？
此乃中國電建水電七局夾江水工研制的全國首臺裝配式車站90噸+90噸智能門機的“智能機械手”。
擁有這只“智能機械手”的“大型智能起重金剛”，身長24.7米、體重234噸，作業(yè)時它看似張飛穿針，其智能化高精度運行水平實則非人力能及——它運行更精準、更平穩(wěn)，效率更高！
至于它的花式大招——超長重大件均載技術、構件姿態(tài)調(diào)整技術、輔助臺車位置調(diào)整就位技術、精確定位及精準對位技術、自動路徑規(guī)劃及避障技術、構件裝配數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)……拗口？幾個數(shù)字給諸位露一手！
“1毫米，拿捏”
何謂“裝配式車站”？
通俗地說，就是所有鋼筋混凝土預制構件都集中在工廠生產(chǎn)好，最后只等施工現(xiàn)場一次性像搭積木一樣，一塊一塊將地鐵車站主體結構拼接成型。
怎樣才能做到把全國地鐵裝配式車站單塊構件重量之最的預制構件們?nèi)玳久话闫唇拥轿唬?/p>
吊裝，是裝配式車站施工的一道難題。
裝配式車站具有綠色技術集成、BIM技術集成、智能化集成、標準化集成、工業(yè)化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理、一體化精裝等特點。但在現(xiàn)場也存在預制構件種類繁多、安裝精度要求高、安裝工序復雜等施工難題，尤其是預制構件在地面以下的基坑中安裝，為避免基坑兩側塌陷，坑內(nèi)設置了三層縱橫排列的鋼支撐和混凝土支撐，間隙狹窄，像一道道紅外線報警器——要將128.8噸重混凝土預制構件像搭樂高積木一般，嚴絲合縫拼裝到位，就得看這臺門機到底有幾把刷子了。
“精確定位及精準對位”就是它的第一個大招技能——上百噸重的門機吊裝起上百噸重的預制構件，運行精度為毫米級別——1毫米以內(nèi)。
了解門式起重機的人都知道，上百噸自重的門機起吊起上百噸重的預制構件，或因吊鉤搖擺，或因車輪打滑，或因車輪磨損……造成行走誤差不可避免。
智能門機經(jīng)夾江水工研究人員裝備升級后，卻將運行精度“拿捏”在了“1毫米以內(nèi)”。在“自動定位操作”模式下，起升機構和小車依托智能操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫自主路徑規(guī)劃功能、不同部位的多重傳感器等精確運行到指定位置，智能定位精度可達到5毫米以內(nèi)，大車運行智能定位精度可達到10毫米以內(nèi)。若預制構件“巨型積木”位置仍有細微偏差，可啟動門機“隱藏技能”——“微動功能”，小車行走方向通過變頻技術進行微調(diào)，精度可達2毫米以內(nèi)；大車軌道方向、起升的微調(diào)功能調(diào)整精度可控制在1毫米以內(nèi)。
夾江水工總工程師楊芳自信地說：“我們的‘精確定位及精準對位技術’在軌道交通施工領域可以說是全國首創(chuàng)，實實在在解決了裝配式車站現(xiàn)場施工精準吊裝難題?！?/p>
“0.1度，拿捏”
裝配式車站預制構件大致分為七類，底板、中板、縱梁、頂板、側墻、立柱、出入口環(huán)框梁等。從它們的名稱不難看出，其吊裝姿態(tài)并非單一平行下放，門機的設計還需滿足構件翻身、狹窄空間避障、吊具可旋轉、吊裝不同構件等要求。
夾江水工對構件姿態(tài)調(diào)整技術進行攻關，研發(fā)出可360度旋轉的智能專用吊具。
該智能吊具在行業(yè)內(nèi)首次配置獨立的電氣控制系統(tǒng)，采用無線通訊遙控驅動吊具360度無死角吊裝構件，大大提高了吊具操作的靈活性和工作的可靠性，吊梁旋轉角度控制精度可達±0.1度。
此外，研發(fā)團隊考慮到預制構件長度較長，在多點起吊情況下，為避免因受力不均對混凝土預制構件造成不可逆損傷，對“超長重大件均載技術”進行細致研究，在專用吊具上采用均衡油缸技術均衡各吊點受力。
經(jīng)現(xiàn)場實際使用，為裝配式車站量身打造的專用智能吊具完全滿足了基坑安裝預制構件高精度控制的要求，并已獲取相關技術專利。
“20厘米，沒門”
諸位應該都見過挑水吧？
日常生活中，體格再健壯的人挑起幾十公斤重的水，在物體的慣性力作用下，行走時都不可能做到讓水桶紋絲不動、滴水不漏——更不要說吊裝形狀各樣、上百噸重的預制構件了——吊鉤搖擺是不可避免的。
無論門機小車、大車、起升機構運行得多么精準，搖擺的預制構件又怎么能實現(xiàn)被高精度拼裝呢？
為最大程度實現(xiàn)高精度對位的目標，夾江水工攻關研究電子防搖技術，成功開發(fā)出電子防搖應用程序。在沒有防搖控制時，吊鉤的擺動為20厘米左右，礦泉水瓶一般長。雖然相比22.5米的預制構件來說，20厘米就是“推一把”的功夫，但對于有“技術潔癖”的研發(fā)人員來說：“20厘米，沒門！”“智能門機就該一步到位”“我們必須給業(yè)主提供最周到的技術服務”。
通過電子防搖系統(tǒng)的防搖控制后，吊鉤達到了較好的防搖效果，完全滿足了裝配式車站高精度吊裝的要求。
智能門機平穩(wěn)起吊預制構件
“第一臺，首創(chuàng)”
夾江水工作為擁有五十多年傳統(tǒng)的水工制造業(yè)龍頭，始終牢記央企的初心使命，牢記建設“制造強國”的責任擔當，2017年1月，走出舒適圈，自主立項“水電站智能門機”科技項目，正式開始“智能門機”的研發(fā)工作。
“什么是智能門機？”
“智能化如何展現(xiàn)？”
“如何實現(xiàn)機械和電氣的進一步融合？”
……
其實，這些問題最初也曾像一團迷霧阻隔在機械和電氣設計師的眼前。
“對水電行業(yè)來說，這是‘無人區(qū)’。”機械設計研究院院長范如谷對研發(fā)過程仍歷歷在目，“那時候我們到處搜集國內(nèi)外智能門機文獻資料，組織設計人員培訓進修，與高校協(xié)作……”副總工程師蔣從軍說得很實在：“我們從一開始就在考慮門機怎樣實現(xiàn)全面感知、全自動化運行、智能診斷遠程維護，這一定是未來的趨勢，前提是怎樣和機械設計的伙伴‘打好配合’，做好關鍵技術開發(fā)，賦予設備智能。”
夾江水工智能門機研發(fā)團隊一步一個腳印，2018年12月，“水電站智能門機”科技項目在電建集團獲得科技項目立項。經(jīng)過潛心研究、內(nèi)部反復試驗，以及在水電行業(yè)首臺大型智能門機白鶴灘水電站1600噸門機、全國首臺裝配式車站90噸+90噸智能門機等項目工程中檢驗，2022年，夾江水工科技項目“水電站智能門機研制”榮獲中國電建科技進步一等獎，被鑒定為總體達到國際領先水平。
“我們有信心、有能力、有決心，未來把‘夾江水工’牌智能門機、智能產(chǎn)品做得更好，這只是一個良好的開端?！眾A江水工總工程師楊芳、副總工程師蔣從軍以及所有為之奮斗的設計師們默契地說了同樣一句話。
全國首臺裝配式車站90噸+90噸智能門機
車站基坑內(nèi)縱橫排列的鋼支撐和混凝土支撐
七類預制構件示意圖
專用吊具上采用均衡油缸技術均衡各吊點受力
智能門機平穩(wěn)起吊預制構件
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