“3D打印”高速公路

科技日报记者 乔地

随着外号为“变形金刚”的巨无霸摊铺机缓缓移动,按照既定配合比搅拌均匀的沥青混凝土平整如镜地摊铺在10余米宽的路面上,几台压路机前后交替穿梭碾压……一个小时铺设长度可达180米。

6月29日中午,科技日报记者在建设中的(北)京雄(安)武(汉)高速河南信阳上罗段,见到像3D打印一样摊铺高速公路沥青混凝土路面。当时,室外气温39℃,作业沥青路面施工现场则蒸腾着160℃以上的高温热浪。

“路面摊铺作业对温度有严格要求,达到一定标准才能对沥青进行碾压,工人们正趁着夏季抢抓施工进度。”在施工现场,中铁十局上罗高速公路工程指挥部总工程师宋俊领告诉科技日报记者,“我们这台‘巨无霸’摊铺机也叫‘超级变形金刚’,相较传统摊铺机进行了多项创新设计。其布料装置可折叠、熨平装置可伸缩,摊铺宽度可在3米和20米之间调节,将传统摊铺机拆装最少两个小时的难题,变为2分钟,结束了桥梁、中分带开口、服务区等宽窄变化时需频繁拆装机器的历史,实现了连续变宽摊铺,大大提高了施工质量和效率。如果按照过去人工配合简易设备摊铺的施工方法,不仅工效低,品质差,使用寿命短,而且现场的施工人员也遭罪。”

作为河南省“双千工程”,上罗高速整个项目注重工艺、工法的创新,为项目建设科技赋能。不仅3D路面摊铺技术,还有桩板式无土路基施工、植入法预制管桩、钢渣应用于基层水泥稳定碎石施工等50余项创新和创优成果,均为河南省首次在高速公路桥梁工程建设中应用。

人坐在办公室里指挥机器去干活

一边是火热的施工现场,一边是温暖如春的办公室。坐在施工现场附近的信息化管控中心室内,空调把室温调节在人体适宜的温度,与施工现场相比。“让机器去受罪吧!通过智慧工地指挥大屏,我们可以对现场实时动态一览无余,实现施工的全过程管控。”中铁十局上罗高速公路工程指挥部指挥长。

据介绍,信息化管控中心通过施工协同一体化施工平台,可以实现对施工全方位、全过程、全覆盖的远程监控和指挥调度,足不出户便实时掌握现场动态。不仅如此,平台同步融合施工资料管理系统、现场质量安全检测系统、项目施工进度分析系统,并涵盖品质工程建设、产业工人管理、塔吊监控检测、无人机应用展示、BIM技术应用等项目管理的方方面面,成为全面展示项目管理的“窗口”。

陈其亮说,坐在办公室里,还可以借助视频监控、预警系统加强环境防治及质量监控,设置“VR安全体验馆”,对管理人员、入场工人定期进行沉浸式安全教育。通过无人驾驶技术和3D数字化智能摊铺,推进路面施工技术革新,大大降低了劳动强度,提高了施工自动化、智能化和数字化水平。

在上罗高速控制性工程淮河特大桥施工现场,科技日报记者看到,桥梁基础和下构全部完成,主梁连续梁右幅已合龙完成,正在进行桥面铺装和防撞护栏施工。二公司党委副书记、纪委书记李斌介绍,该桥梁全长3038.6米,远期规划为IV级航道,其中主桥上部主跨采用65+110+65米变截面预应力现浇连续箱梁,以减少对淮河的污染,保证未来内河航运的发展。

建大桥如搭积木

这是他们采用桥梁预制装配化技术建成的,箱梁预制中采用自行式整体液压模板、预应力整体穿束、智能张拉和压浆、手机APP自动喷淋等一系列现代化施工技术,既提高了工效,又创造了效益;现浇涵洞、承台、肋板等结构物采用大块钢模板,关键部位采用不锈钢材料或内衬亚克力板和无拉杆技术,确保了混凝土结构实体结构尺寸和外观质量,达到了内实外美的良好效果。

在桥涵施工方面,他们采用的新型泥浆循环施工技术,减少了泥浆排放和外运,增加了循环利用频率,顺应了节能环保的要求;智能机械臂焊接工艺有效提升了钢筋加工精度,降低了劳动强度;混凝土振动搅拌技术的应用,充分改善了混凝土微观物理结构和施工和易性,有效减少了水泥用量,提高了混凝土的力学性能和耐久性能,达到了绿色低碳、节能提质的良好效果。

“在路基施工方面,我们利用土壤改良剂替代石灰或水泥,通过粉料撒布车定量撒布后进行掺拌并碾压成型,既省去了生石灰的消解过程,又做到了节能减排和绿色环保。而在路面施工方面,钢渣应用于基层水泥稳定碎石施工的方法使工业固废‘变废为宝’,切实践行了绿色施工理念。”中铁十局上罗高速公路工程指挥部党工委副书记、副指挥长王卫亚说。

王卫平还说,他们定制的“挖沟神器”用在防排施工方面,保证了路基边沟开挖的线形和施工质量;通过在定型挖斗周边焊接角铁这一工艺改进,有效提高了非膨土地段植草边沟的绿化成效;填方高度超过8米的土质路基地段采用玻璃钢纤维拱形骨架块拼接工艺替代现浇水泥混凝土骨架防护,桥台锥坡采用玻璃钢纤维六棱块替代混凝土预制块,石质挖方边坡的浆砌窗孔式防护优化为厚层基材喷射植被防护,在提高工效的同时显著降低了碳排放。

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