智能化梁场箱梁预制施工工艺研究

姜博雯

中交一公局集团有限公司  100024

摘要：在公路桥梁中，传统的预制构件采用固定台座、拼装定型模架等方式进行，一道工序结束后再进行下一道工序，导致工程进度缓慢。在技术上进行革新，建立一座可移动的、高度机械化的、可实现流水作业的、占用空间少、有利于环保、且具有较高的工厂化生产效率的智能梁场；可以确保产品的品质，节约建设费用。为使该工程更好地在工程中得到更广泛的应用，对该工程进行了研究和总结。

关键词：智能化；梁场箱梁预制；施工工艺

1传统梁场存在的问题

常规的道路预制箱梁的施工方式一般是使用固定式钢筋混凝土预制台座、拼装式定型钢模板，作业工人在生产台座上顺序地将钢筋骨架进行组装，并进行内模外模、浇筑、拆除内模外模。预制构件的养护、张拉和灌浆工艺，都是在一个地方进行的，要等上一个工艺结束后再进行下一个工艺，经常要求工作人员在不同的工艺之间进行变换。由于各工种间的差异，很难充分利用各自的专长，因此，很难保证箱梁桥的制作品质，也很难保证其施工效率。主要有以下五点：1、占用空间大。由于常规的箱梁预制场存在着大量的制梁平台，且现场各个功能区域缺乏一体化，因此，在进行梁场规划时，往往会面临土地占用过多的问题，尤其是在沿海、欠发达的地区；在暂时征用土地费用过高，或是在山间进行施工，很难找到比较适合修建梁厂的地方。2.对环保不利。在常规的预制构件中，在预制构件中要安装数量庞大的混凝土平台，而且这些平台都是一次利用，工程竣工后，会形成一大批施工废弃物，不利于环保。3.对工厂生产不利。由于传统的装配式梁场占地面积大，各个作业区域分布比较分散，而且交叉作业比较多，造成了生产率低下；对工程质量和安全控制不利。4.产量不高。在常规的预制场中，自动化水平低下，各个操作过程之间无法实现高效的连接，尤其是对模板进行分块拆卸和安装所需要的工日很多，导致在平均产能的情况下，需要分配大量的资源。尤其是，在一些在大桥中所占比例很大的项目中，由于箱梁的预制周期比较长，这给后期的箱梁安装和桥面施工带来了不利影响，从而导致了大桥的建设工期比较紧张。5.对自然条件的限制。常规的箱梁预制场只有钢筋加工区域有遮雨棚，且在南方高温多雨、多台风的地区，难以实现全时作业。

2工艺原理

为了克服常规梁场所面临的种种问题，采用技术创新的方式，构建一座可移动的、高度机械化的、可以实现流水作业的新型智能梁场，研究并总结出一套适用于道路箱梁预制的新型智能装配施工技术。新型智能化梁场箱梁预制施工工艺是对传统箱梁预制工艺的一种突破与创新，它是在社会发展到了某种程度之后，机械化作业逐渐替代了传统的手工作业的一种表现。该新工艺将预制箱梁的施工作业按施工的先后顺序设置成了流水的施工模式，在进行后面的工序时，前面的工序也始终在进行，从而达到了集约化的目的。这种方式可以将施工效率进行全面提升，在每一道工序中，工人只需要对此工序的质量进行负责就可以了，这不仅提升了工人的职业化程度，还极大地提升了施工质量。在钢筋骨架的加工、转移过程中，对钢筋骨架的结构稳定性进行了充分的重视，减少了人工、机械操作造成的箱梁缺陷，保证了成品合格率，也降低了生产成本。并从本质上解决了目前存在的一些问题，如：预制构件制造人员经常更换工作种类，无法充分利用各种工作人员的专长性，无法保证箱梁制造的品质，以及施工效率低下等。

3新工艺应用

3.1钢筋智能加工、运输及绑扎

通过钢筋的智能化建设，实现钢筋的进出、加工和分级；实现了运输，吊装，绑扎等全流程的无人操作。精钢精炼工艺的研究。钢筋智能加工系统具体包括了以下4个方面：库存管理（出入库、库存、配送）、生产管理（智能加工断料、料单二维码化、任务排产）、分析决策（原材耗费、出材率统计、产能统计）和质量管理（成品检测、质量溯源、试验记录）等4大部分，共12项功能。技术特点：利用自主开发的手持式装置，可实现进厂钢筋资料的迅速输入，进厂材料的自动识别，出厂时可直接扫出厂的条码；仓库存货的自动更新，使原料进出仓库的智能化管理成为可能。运用AI的智能演算法，对钢筋的下拉模式进行了优化，并对其进行了智能化的加工，从而大大的提升了钢筋的使用效率，并有效的减少了损失。利用钢筋智能管理系统，各种钢筋型号的料牌，可以在翻样的过程中，自动产生一个二维码，从而达到各种钢筋型号的规范化、标准化标识，并对其进行智能分类。精钢输送的智能化。开发出一辆用于钢筋的智能搬运AGV，它的体积为3米乘2米乘0.7米，重量为5吨，最大承载能力为7吨，行驶距离超过8小时。在梁场施工过程中，预先在现场路面预先埋设了监控晶片，利用遥测终端机对行车轨道进行实时监控。输送车按照预制构件的捆绑步骤，将分级好的钢筋自动输送到捆绑位置。智能化钢筋架设及捆绑。通过设计智能化的编程，来控制6-8个点720度的可转动的可转动的机械手，来实现对预制钢筋的自动抓起，并使用了红外光定位的功能，将其装在捆绑的位置上的一个固定槽中，从而实现了对钢筋的自动捆绑；它可以根据自己的红外定位，精确的寻找到两个相交的位置，然后对两个相交的位置进行智能的捆绑。将底部腹板外侧钢筋、定位网和底部腹板内侧钢筋按顺序捆扎；下腹板的辅助钢筋，顶板的底层钢筋，顶板的顶层钢筋等等.对于一些有限制的地方，如有机械手和捆绑机器人不能完成的地方，则需要手动进行捆绑。

3.2定位网片智能焊接

在焊制定位网片时，需要手动改变轮胎夹紧装置，劳动强度大、效率低、品质无法控制；由于轮胎夹具的摆放方式不当，往往会导致孔的位置偏离，因此，采用了一种定位网片焊接平台上的自动转换轮胎技术，可以将多种类型的定位网轮胎夹具聚集在一个平台上，并在此之前，将不同型号的定位网的尺寸坐标进行输入；采用自动化的控制方式，根据所需的位置网片，根据所需位置网片的位置，由本机自行进行控制，并进行开关。采用自动定位网焊机，可自动进行定位钢条的下料，自动排料，电磁磁力吸盘的自动吸附；机械手自动焊接，自动堆叠，使焊网机完全自动化。与手工焊相比，焊网的直径误差不超过1mm，焊网的焊接质量得到了很大的提高，而且没有烧焦钢筋的情况。

3.3基于物联网应用的梁场生产管理系统

梁场生产管理体系是一个涉及到材料、设备和生产全过程的管理体系；将进度管理、安全质量管理融为一体，并使用了手机APP客户端软件，将梁场信息化管理在现场与在线两个方面进行了整合，将数据整合和数据共享功能发挥到了最大程度。该系统可对梁场的检测记录、报告、检测批次及制作工艺证书进行自动生成，从而使梁场的生产管理达到一个新的高度，从而提高了装配式梁场的质量和效率。进度管理：以强大的数据采集、统计和分析为基础，能够快速地找到并修正对项目实施有不利影响的环节和要素，从而保证每月的梁制计划能够顺利完成。工序管理：包括了快速输入终端数据，各个工序跟踪和品质、安全检查管理系统，梁体工序管理信息的动态二维码。在安全和质量管理方面：对现场的作业情况进行了实时的监测，运用特种设备和特殊作业人员查询系统和上岗状态查询系统，配备智能安全帽，从而达到智能化管人的目的。物质动态管理：它拥有实时地对粗集料、细集料、钢筋等主要原材料展开动态管理，并对其理论数量和实际用量进行智能化统计、分析及预警。

4结论

以智能化、高效率、降成本为目的，以新技术、新工艺应用，智能化设备研发、管理方式创新为手段，对铁路常见跨越梁智能装配生产技术进行了研究，从而提高了高铁混凝土箱梁智能化装配的水平，为逐渐构建现代化智能梁场提供技术及实践支持。

参考文献：

[1]夏小刚.智能建造技术在预制T梁生产线的应用[J].建筑经济，2020,41(9):121-125.

[2]夏小刚.智能建造背景下铁路施工企业技术创新实践[J].建筑经济，2020,41(8):43-47.

[3]刘占省，刘诗楠，赵玉红，等.智能建造技术发展现状与未来趋势[J].建筑技术，2021,50(7):772-779.

[4]王峰.我国高速铁路智能建造技术发展实践与展望[J].中国铁路，2021(4):1-8.