驾驭“超级工程”让丰台站工程建造更“聪明”

”中铁建工集团北京丰台站改建工程总工程师许慧说,借助BIM、云计算、移动互联网、物联网等前沿信息技术和智能设备,让丰台站工程建造变得更“聪明”,更安全,更高效。

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经过三年半的建设,北京丰台站在西南三环外拔地而起。眼看这座全新的车站即将开通,6000多名中铁建工兴致勃勃。

早在2018年,百年老站就开始改造和新站建设。建筑面积近40万平方米,相当于两个半故宫的规模。施工问题多;独特的高速与普通高速双层停车场重叠,建筑结构复杂……这些都给中铁建工的施工队伍带来了前所未有的体验。挑战。

“要想把控这个‘超级工程’,就必须用最先进的技术和设备,通过技术创新,实现从‘制造’到‘智能制造’的跨越。” 中国铁建北京丰台站改造项目总工程师徐辉表示,借助BIM、云计算、移动互联网、物联网等前沿信息技术和智能装备,丰台的建设车站将变得“更智能”、更安全、更高效。

具有“身份证”质量可追溯性的钢结构构件

BIM(建筑信息模型)是一种利用信息技术和数字模型进行设计、施工和管理的方法。作为智慧建设的重要手段之一,它为整个项目过程的精细化管理提供了强有力的数据支撑和技术支撑。

丰台站钢结构用钢总量近20万吨,钢结构构件1万余根,钢筋用量14万吨,混凝土浇筑量81万立方米。要实现质量的实时追溯管理,难度可想而知。中铁建信息化团队自主研发了基于BIM+GIS(地理信息系统)的钢结构全生命周期管理平台。

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中国铁建北京丰台站BIM与信息中心负责人董英飞介绍,该平台以3D模型为载体,包括项目概况、智慧工地、进度管理、安全管理、质量管理等模块,涵盖钢结构从设计、深化设计、工厂加工、物流运输、现场安装、结构检测等6个阶段16个环节的施工管理,实现了钢结构质量的可追溯性丰台站主体钢结构全生命周期。

“我们对10000多个主要部件和70,000多个焊缝进行了唯一编号,使它们都有’身份证’。通过手机管理平台APP软件,管理人员扫描贴在部件上的二维码复杂建筑施工放线,了解每个部件嗯,包括尺寸、材质、规格、重量等一系列‘身份’信息,管理人员可以准确安排施工。” 董无羡说道。

焊工扫描钢部件上的二维码。中国铁建供图

在钢构件的焊接、探伤中复杂建筑施工放线,一线操作人员通过扫码、拍照、上传三步,自动将施工人员、操作时间、现场照片等质量信息与构件关联起来,真正做到了钢结构精细化管理下沉。每一位焊工、每一道焊缝也为项目积累了宝贵的施工大数据。

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此外,钢结构全生命周期管理平台在工厂阶段套料管理的应用也降低了钢材的消耗。按照丰台站近20万吨钢结构消耗量测算,可直接减少二氧化碳排放约3600吨。

BIM动画模拟施工工人一目了然

丰台站工程具有构件类型多、单体构件大、钢筋混凝土节点复杂的特点。董无玖说,工人们从来没有做过这么复杂的工程。如果用传统的 CAD 二维图来表示,需要很长时间。了解钢筋排列形状和关系。一旦钢筋绑扎不当,或施工顺序错误,不仅会降低施工效率,耽误工期,还会影响工程质量。

“针对站房混凝土结构中的40多个复杂节点,我们利用BIM技术构建模型,细化到钢筋,然后将过程和施工顺序制作成3D动画形式,并使用视觉直观的表达方式,传达操作人员的技术细节。与二维图文形式相比,更易于工人理解,避免了空工和返工的情况。董无羡说道。

盯着安全塔式起重机的数字眼睛不“打架”

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施工高峰期,丰台站工地共有塔吊22台,部分地区还有3台移动履带吊进行穿梭吊装,争分夺秒抢进度。履带式起重机和塔式起重机如此密集作业,一旦动臂“打架”,就会引发安全事故。

群塔防撞系统。中国铁建供图

“如何避免碰撞,保证不同塔机、塔机和履带式起重机之间移动大家伙的安全?这要归功于我们开发的组塔防撞和吊钩可视化系统。” 董无限表示,该系统依托网络化技术,卫星定位系统可以实时采集每台塔式起重机和履带式起重机的运行状态。

塔机驾驶室屏幕上实时显示机械运行状态的各种数据。有吊装作业时,视频画面将吊钩周围情况清晰呈现给司机,解决了吊钩在不同施工区域穿插作业造成的视线盲区问题。出问题了,所有的画面和声音都被全程记录下来,通过网络传输到后台,这就是塔机的黑匣子。一旦塔机运行触发碰撞预警和报警规则,系统将立即进行预警,甚至减速停止运行。相比之前用对讲机远程指挥,信号不清晰,智能系统对司机更有保障,

项目部建设的3D智慧工地平台还集成了高清视频监控系统、深基坑自动监控系统、大体积混凝土监控系统、环境在线监控系统、人员管理系统等其他功能模块。查看和管理提高了施工现场的控制和响应能力。

机器人帮助工作效率提高 2 倍以上

北京丰台站还引进了很多智能设备,如无人机、智能自动剪钢机器人、3D扫描仪、VR设备等,使工地从传统的人工作业转变为人机协同施工。简单的人工操作大大提高了施工精度。据测算,施工效率提高了2倍以上。

无人机创建的周边模型。中国铁建供图

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在丰台站,无人机的作用不是拍视频,主要是做模型。“这些任务过去需要派人员到现场勘察、现场拍照、人工搭建模型,工作量巨大。现在使用无人机,仅用一周时间就可以完成目前的施工、地形采集和数据处理。车站周边6平方公里的区域。” 董无羡说,3D扫描仪对每个建筑物和构筑物的最小采集尺寸精确到毫米,弥补了无人机局部建模精度低的缺点,共同为项目留下了宝贵的3D数据。

操作员控制放线机器人。中国铁建供图

不同于传统的全站仪,布局机器人可以实现“哪里打哪里”。布置人员在BIM模型中点击要测量或布置的点,机器人会自动瞄准。以往由两个人完成的放线任务,现在只需一个人即可完成,准确性更有保障。

丰台站工程基坑深度为14至18米,与现有地铁10号线和铁路线非常接近。传统基坑监测主要依靠人工全站仪,每天采集大量点位,效率低,数据响应不及时。丰台站采用基坑智能监测系统,24小时自动监测基坑沉降、水平位移等数据。采取适当的控制措施,确保基坑安全。”董无忧说。

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