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寻孔定位并套上零部件紧固

2019-07-17 22:02:55 人民网 浏览数: 时讯网

6月12日上午,在北京北站外的京张高铁清华园隧道进口,随着最后一组500米长钢轨精准落位,京张高铁历时7个月紧张铺设,完成了全线铺轨,初露峥嵘。 京张高铁是京津冀协同发展的重要基础工程,是北京冬奥会重要交通保障设施,被誉为中国铁路发展“集大成者”...

  6月12日上午,在北京北站外的京张高铁清华园隧道进口,随着最后一组500米长钢轨精准落位,京张高铁历时7个月紧张铺设,完成了全线铺轨,初露峥嵘。

  京张高铁是京津冀协同发展的重要基础工程,是北京冬奥会重要交通保障设施,被誉为中国铁路发展“集大成者”、智能高铁示范工程。

  智能系统提高效率

  京张高铁全长174公里,起自北京北站,途经清河站、昌平站、八达岭长城站、东花园北站、怀来站、下花园北站、宣化北站、张家口站。从北京北站引出后,京张高铁就钻进了清华园隧道。

  “清华园隧道全长6公里多,是目前国内位于城市核心区,穿越地层最复杂、重要建筑物最多的国铁单洞双线大直径盾构高风险隧道。”项目负责人赵海涛说,整个隧道穿过近90条城市管道线路,施工过程必须保证精准无误,否则就会影响城市生活。

  清华园隧道是京张高铁唯一采用盾构法施工的隧道,建造过程中,盾构机架在两条钢轨上,工人操作遥控装置,将零件平稳运输到指定地点进行拼装,整个系统全部实现机械化作业,环环相扣,严丝合缝。借助盾构机,整个隧道施工像外科手术一样精准,既保护了历史遗迹,又不打扰城市生活。

  项目部副总工程师刘磊则担负攻坚任务,他介绍说:“为使施工和管理更智慧,使隧道在极端复杂的地下环境中自由穿越,我们投入力量开发可视化智慧施工系统。”

  这一系统包括施工参数、过程监测、地质预测等,实现全过程可视化动态管理。每一个盾构机搭载了几千个传感器,都具有感知、修正和自动调节的功能,设备状况、地下工作情况等数据,都直接上传到中铁十四局集团的全国大盾构数据指挥中心,盾构专家24小时提供远程监控和技术服务。刘磊说,智能检测可以随时对海量数据进行处理分析,使风险始终处于可控状态。

  在铺轨过程中,面对铺轨作业标准高、交叉作业面多、30‰长大坡道给铺轨施工带来的巨大挑战,京张城际铁路有限公司不断优化方案和资源配置,创新施工工艺,改造机械设备,应用智能机器人检测,采用机械化、自动化铺轨机组和施工信息化等手段,大幅提高了轨道精度和施工效率。中铁三局还引进、研发各种先进的设备和技术,实现了指挥中枢信息化和智能化,质量追溯全生命周期智能化等,为工程建设提供了科技支撑。

  京张高铁全线轨道铺通是京张高铁建设施工的标志性节点,后续将继续通过科技手段,全力推进轨道精调、“四电”(供电、通信、信号、电力)设备安装及调试等,为下一步静态验收和联调联试奠定坚实基础。

  智能设备攻克难题

  京张高铁离不开工程师们设计出的“黑科技”装备。如“多面手”“千里眼”和“顺风耳”一样的多种设备频频亮相,为京张高铁的建设开启了“科技大片”的既视感。在建造、维护、管理、安全等流程上,创新的智能化土壤孕育了京张高铁高科技基因。

  2019年3月2日,在中铁电气化局京张高铁站后“四电”工程施工生产推进会上,两名工作人员将管材及所需零件送入接触网腕臂自动预配平台,测量腕臂长度,切割管材、分拣料头、转移管材,寻孔定位并套上零部件紧固,5分钟一气呵成,自动完成作业。

  “该预配平台利用机器化减人,将原来12名操作人员配备要求降低到4人,实现了‘分散加工集中干、空中作业地上干、现场施工工厂干’等转变,极大地提升了接触网腕臂预配平台的安全、精准效能。”中铁电气化局四电工程电气化项目部预配中心负责人陈晓说道。如“多面手”一样,接触网腕臂自动预配平台实现工厂化生产。它在满负荷状态下完成每天近200组腕臂预配,预制出来的每一根腕臂的技术标准误差都控制在1毫米之内。

  东花园隧道位于河北张家口市,在施工工程中,及时检测降水情况十分重要,工程师设计出如“千里眼”的系统,完美地化解了这一难题。东花园隧道紧邻康西草原、官厅水库、野鸭湖国家湿地公园,日最大涌水量达35.4万立方米,防渗水成为设计的重难点。中铁十八局与西安交通大学、北京交通大学合作,研发“自动控制降水与预警”系统与“深孔测斜”监测项目,把“眼睛”安在深水基坑中,联合边坡稳定性安全监控软件,实时监控降水情况。

  同样位于张家口市的正盘台隧道,则运用像“顺风耳”一样的装备解决了安全问题。该隧道全长近13公里,属单洞双线隧道,是崇礼铁路最长隧道。隧道内部信号常常无法连接,给施工带来了极大安全隐患。铺轨施工相关负责人介绍,他们开发了应用智能工程运输指挥系统,使用电子防护器,研发了隧道内工点与施工车辆以及施工车辆间的接近报警系统,解决了隧道铺轨施工过程中信息不畅等问题。

  此外,还有新型材料机器人喷涂防水,提高喷水效率,解决喷涂厚度不均等问题;AR辅助施工智能安全帽实时传送施工推进现状,搭建信息化沟通轨道;在京张高铁官厅水库特大桥投入使用的集水槽安装安全操作平台,完美贴合大桥梁体翼缘板的外部结构,使得操作更加方便自如,又很好地保护了水资源。

  智能运营惊喜可期

  据中国铁道科学研究院集团有限公司(铁科院)专家介绍,自动驾驶车载设备收到计划后,根据动车组当前的位置,计算出控制动车组运行的控制速度曲线,自动控制动车组加速、运行、减速、停车、开车门等。2018年6月至9月,自动驾驶设备顺利通过所有风险测试,可确保行驶安全。自此,京张高铁将可以实现有人值守的无人驾驶。

  “这是世界首次,在350公里的时速下模拟一个最好的司机,用算法开出一条安全、节能、高效的列车。”中铁设计京张高铁信号设计负责人王东方说。

  在京张高铁的智能化运营中,最亮眼的莫过于列车的全自动驾驶设计。列车的自动驾驶系统基本能达到和地铁一样,不同的是速度。与地铁相比,高铁的速度更快、线路更网络化、运行环境更复杂。地面调度中心先规划准确的运行计划,通过传输网络发送至列车自动控制系统的地面设备,再通过铁路移动通信网,移送动车组上的自动驾驶车载设备。

  基于北斗卫星和地理信息系统技术,京张高铁为建设、运营、调度、维护、应急全流程提供智能化服务。线路实时“体检”系统,可以将全线每一个桥梁、车站,每一处钢轨通过传感器连接至电脑。零件是否老化,路基是否沉降,照明是否损坏,都能一目了然。

  “未来,京张高铁10个车站将有同一个‘大脑’。”中铁设计京张高铁智能工程化设计总体负责人李红侠说。通过这个“大脑”,工作人员在控制室就可以实现客站灯光、温度、湿度等设备管理、应急指挥等。

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