云平台无人值守技术的顶推远程控制与故障诊断关键技术研究
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完成单位:中交武汉港湾工程设计研究院有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-2-608
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
刘益平、胡 琦、王 炜、吴 睿、李志健、胥 奇、曹 煜、王 臻
随着基础设施建造技术的快速进步,我国桥梁步履式顶推施工技术也在不断进行着优化与完善,技术越来越成熟。近年来,国内每年的桥梁顶推重量已超过20万吨,顶推技术已成为了跨越既有线和深山峡谷桥梁的主要建造工艺之一,更有越来越多的既有线改扩建工程和高速公路枢纽采用顶推法进行施工;不久的将来,无人化工厂将会成为一种新的生产模式,席卷所有的生产行业。但目前随着就业发展的灵活化和多元化,劳务成本不断上升,年轻人不愿意去工地的趋势十分明显,项目上劳务人员短缺的问题将日益突出;现有的步履式顶推技术没有将施工现场信息进行集成与应用,且顶推施工不具备故障诊断和预警功能,在顶推过程中,需要大量人员对设备进行实时观察与反馈,严重影响现场施工的安全性及效率。
项目组依托宿迁北京路京杭运河钢结构桥梁建设项目,开展了公路桥梁上部结构顶推施工远程在线、无人值守顶推设备系统及其故障在线诊断关键技术的研发创新,取得了以下主要创新性成果。
1.首次研发了具有远程在线控制和无人值守的公路桥梁上部结构步履式顶推设备系统,实现了顶推过程关键数据实时管控、顶推作业在线控制和施工现场3D 模拟显示。
2.研究提出了桥梁顶推施工设备系统的在线故障诊断方法,构建了云-边-端协同的故障自主排查与诊断系统,为现场实时在线识别故障、及时提供解决方案奠定了基础。
3.建立了与桥梁上部结构顶推设备系统融为一体的应力和偏位智能监测的辅助系统,实现了顶推过程结构受力状况和线形状态的自诊断、自控制和自纠正。
项目获得授权发明专利2项,授权实用新型专利5项,授权软件著作2项,发表高水平科技论文4篇,发布省部级工法1部,获评省部级QC成果一等奖1项,形成了完善的专利组合和有效的知识产权保护。
该成果已成功应用于暮坪湘江特大桥、金简仁快速路沱江大桥、左岸大道、安罗黄河高速等项目中,节省了大量人员投入,降低了作业风险,提升了工程品质,确保了工期,为项目节省各项开支2792.53万人民币。具有控制精度高、人员需求量低、安全性高等优点,与传统顶推施工技术比较,充分构建了云-边-端协同的故障自主排查与诊断系统,为现场实时在线识别故障、及时提供解决方案奠定了基础。