技術(shù)
導(dǎo)讀:浙江紹興在人工智能(AI)“加持”下,總重 4000 余噸的鋼箱梁精準(zhǔn)落位,國內(nèi)首次在運(yùn)營鐵路橋梁上應(yīng)用人工智能“移舊換新”,為我國既有鐵路改造升級(jí)提供了全新方案。
據(jù)中國鐵道建筑報(bào)報(bào)道,9 月 10 日凌晨,浙江紹興在人工智能(AI)“加持”下,總重 4000 余噸的鋼箱梁精準(zhǔn)落位,國內(nèi)首次在運(yùn)營鐵路橋梁上應(yīng)用人工智能“移舊換新”,為我國既有鐵路改造升級(jí)提供了全新方案。
紹興城際鐵路是利用既有蕭甬鐵路改造而成的跨市區(qū)域城際鐵路,其中柯橋站是該線新建車站,也是國內(nèi)首個(gè)在運(yùn)營鐵路上增設(shè)的高架車站,站房建筑面積約 3600 平方米,車站規(guī)模為 2 臺(tái) 4 線。
本次換梁施工屬柯橋站建設(shè)關(guān)鍵控制性工程,因新增車站,橋面由 2 股道增加為 4 股道,需將“咽喉區(qū)”混凝土梁更換為鋼箱梁。由于工程位于蕭甬鐵路干線,技術(shù)難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高、施工環(huán)境復(fù)雜,要將鋼箱梁頂推 21 米,梁體兩端與既有結(jié)構(gòu)間隙僅 10 厘米,傳統(tǒng)工藝難以滿足要求。
中鐵二十四局聯(lián)合多所高校,研發(fā)連續(xù)快速同步頂推裝置等專用設(shè)備,并引入 AI 系統(tǒng),為設(shè)備裝上“大腦”。依托數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建三維模型,通過 40 個(gè)高精度傳感點(diǎn)實(shí)時(shí)采集梁體姿態(tài)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)精度準(zhǔn)確感知,助力施工全程智能化校核與自動(dòng)化控制,確?!绊?shù)梅€(wěn)、頂?shù)脺?zhǔn)、頂?shù)每臁保⒋蠓档蛯?duì)鐵路運(yùn)營的影響。
應(yīng)用于該項(xiàng)目的人工智能系統(tǒng),包含感知、仿真、控制三大模塊。其中,感知模塊相當(dāng)于“眼睛”,集成了光柵、拉線傳感器、應(yīng)變片及北斗定位等先進(jìn)技術(shù),可以實(shí)時(shí)監(jiān)測相關(guān)數(shù)據(jù),確保梁體移動(dòng)“不跑偏”。
借助仿真模塊,可對(duì)頂推全過程提前推演,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)“bug”。而依托智能算法的控制模塊,則能同步操控 36 個(gè)頂升千斤頂和 10 個(gè)頂推千斤頂,確保梁體“無縫對(duì)接”。
從報(bào)道獲悉,人工智能系統(tǒng)也被應(yīng)用到橋梁設(shè)計(jì)中。鐵四院針對(duì)鐵路道岔區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜的特點(diǎn),建立了有限元分析模型,精確模擬平移換梁過程中滑軌支點(diǎn)的壓力、橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化以及結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)等關(guān)鍵數(shù)據(jù),提前預(yù)測可能出現(xiàn)的各種難題,滿足了鐵路道岔區(qū)平移換梁后即開通的時(shí)間及精度要求。
10 日凌晨,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)克服精度要求高、交叉干擾大、作業(yè)時(shí)間緊等困難,順利將總重 4086 噸的舊梁頂出,并同步頂進(jìn)重 4389.6 噸的新梁,新梁就位后上下高差、縱橫偏差分別控制在 2 毫米、3 毫米內(nèi)。