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中交三航局李业勋:株洲清水塘大桥智纳米体育能建造的实践与思考
日期:2022年12月24日    来源:网络

  ,以“问答”形式分享工程建设行业杰出科技青年的所思所想、所作所为,畅谈成长的心路历程、专业与情怀、难忘的人和事,展示对话者的思想火花与精神风貌。

  2019年,我被任命为株洲清水塘老工业区产业新城整体开发PPP项目总工程师。清水塘老工业区搬迁改造是湖南省委、省政府“一号重点工程”,项目建设任务大、类别多、工期紧,又是全国21个老工业区改造的首个试点项目,肩负着城市环境系统性整治“先行先试”的重任,作为项目总工程师,我倍感压力。

  株洲清水塘大桥是老城区改造的主体工程之一,主桥为(100+408+100)m中承式双层钢桁架拱桥,大桥施工具有杆件制孔精密、安装工艺复杂、线型控制较难、施工风险较高的特点,其建设规模位列世界同类桥梁第六、国内第三、湖南省内第一。

  面对这项艰巨的施工任务纳米体育,我深刻认识到按照传统的建设方式和管理模式是行不通的,只有将施工过程与科技创新做到同频共振,才能达到高效建设的目的,再辅以“点对点”的技术攻关,有针对性地解决施工过程中的技术难题。

  为了实现智能建造,我牵头成立了“李业勋博士路桥及环境施工创新工作室”,挖掘青年人才的创新潜力,发挥项目团队的协作力与凝聚力。通过“技术钻研、技术创新、技术应用”三位一体应用体系,打造“路桥施工”“环境治理”技术团队。在此基础之上,依托“博士创新工作室”独创“点菜式”自主学习模式,并与项目部共同制定《清水塘教育培训积分考核管理办法》,通过积分评比、量化考核,提升培训效果。

  我提出“引进来与走出去”相结合的学习方式,以“名师讲堂”为依托,邀请行业专家走进项目部进行指导,通过面对面的交流,进一步夯实知识根基。也曾多次组织团队前往广州、武汉等地进行参观学习,打通理论知识与现场实际之间的壁垒,提升建设团队的专业技术水平。创新工作室荣获中交三航局“劳模(先进)创新工作室”、中国建筑业协会“2021年度工程建设质量信得过班组”等荣誉。

  紧扣数字化赋能,针对清水塘大桥跨度大、结构复杂等特点,项目团队建立BIM信息化模型,结合倾斜摄影和GIS技术模型建立三维数字沙盘,开发了一套项目质量、进度、安全和物资等管理应用模块,综合BIM技术和物联网技术开发大型桥梁建造的智慧平台,实现施工过程可视化智能管理,给整个清水塘大桥的建设插上智能建造的翅膀,同时也为清水塘大桥的技术质量增加一层安全屏障。

  清水塘大桥由3000多个构件吊装而成,大桥主拱最高处的吊装,需要将重达百吨的钢杆件吊装至距离水面130m以上的高空,且安装对孔精度要控制在3mm以内。为保障吊装作业安全,铺设“天空之眼”信息化系统,覆盖吊装全过程。

  “天空之眼”系统是基于BIM实体化应用技术,将实际建成后的清水塘大桥进行等比例缩放,对现有施工进程进行千百次模拟计算,预测影响大桥主拱合拢最关键的点以及存在安全隐患最大的点。然后在大桥南北岸对称设置22个监测点,据点进行“应力监测计”的铺设,选取变化幅度最为明显的“应力值”进行实时监测,真正实现大桥施工过程的信息化全覆盖。

  此外,为从根本上遏制安全隐患,“天空之眼”系统还设置了“三级报警装置”,利用信息通道将现场实时监测的数据传导至绑定手机,系统会根据现存隐患等级进行排序,选取不同的提示音,通过邮件在手机上进行提示,实现远程报警。大桥的技术管理人员便能通过手机预警进行风险程度预判,在第一时间“对症下药”。

  株洲清水塘大桥为大跨度钢拱桥,此类桥梁的安装,通常采用缆索吊机或爬拱吊机等进行悬臂架设,国内现有爬拱吊机为360°全回转单吊点吊机,施工功效相对较低。项目团队结合清水塘大桥的实际情况,开辟新思路,创新性提出一种新型桁架式爬拱吊机。新型吊机共设4个吊点,每个吊点均可纵横移动,实现多点同步提升,实现桥梁建设高效化。在新型爬拱吊机的基础上,为进一步优化施工工序,我和团队又提出“拱上吊梁”的大型钢桁架拱桥施工新思路,探索大型钢桁架拱桥钢梁施工的新工艺。

  为保证大桥施工中“临时结构的稳定性、永久结构的安全性、施工成本的合理性、建设工期的可控性”,组织开展了大跨度钢桁架拱桥关键施工技术研究、新型斜拉扣挂系统设计制造技术研究等三类11项科研攻关课题,申报发明及新型实用专利20余项,为大桥建设提供技术支持。截至目前,我带领整个技术团队共发表科技论文19篇,在大型桥梁施工仿真分析、特种设备研发等方面,初步取得了良好的经济和社会效益。

  2022年11月13日,株洲清水塘大桥主拱顺利实现合龙,合龙后清水塘大桥宛如横卧在湘江上的一道长虹。“长虹卧波”之湘江美景既是我们团队历时1158个日夜辛勤努力的成果,纳米体育也是智能建造技术在大跨度钢桁架拱桥施工建造中的成功探索,在一定程度上推进了科技为生产赋能的进程。

  从业8年,最难忘的是刚入职到港珠澳大桥东人工岛项目时,怀揣着一颗“桀骜”的心,总感觉扎根一线有点“大材小用”,找不到自己的定位……现在回想起来有点幼稚,但当时确实有些迷茫。但有一件事情让我改变了想法,当时人工岛结合部非通航孔桥工程在进行高频振动打桩,施工过程中无法打桩,项目经理向我这个“博士”咨询,桩打不下去除了设备问题,能不能从土力学上找到答案?当时我竟语塞了,虽然自己是岩土工程博士,但确实没有结合现场实际去认真思考这个问题。随后,我就下海上船、调试设备、测试沉桩,最终基于振动锤工作原理、纳米体育地质及施工资料,反向分析得出动侧摩阻力折减系数η 和标准贯入击数N 呈对数关系变化,利用动侧摩阻力折减系数η 计算高频振动打桩施工过程中桩周土体的动侧摩阻力,建立动侧摩阻力与桩体平均可打桩深度的计算式,计算结果误差最大为1.96 %,与实际施工较吻合。

  诸如此类的事,还有很多。我也在一次次的教导中逐渐找到了自己的定位,明确了自己的价值,开始沉下心来,踏踏实实做事,明白“唯有耐得住寂寞,才能受得住繁华”。当然,我也没有辜负自己,一路拼搏一路凯歌,从一名一线技术员稳扎稳打一步步成长为大型桥梁的总工程师。

  施工行业每天面对的事情复杂繁琐,因此我坚持每日进行工作复盘,养成冥想的习惯,在冥想中我会将类似问题进行归类整合,总结经验和规律,不断提升自己的工作能力,确保工作有成效。

  我还是一个喜欢讲故事的人,喜欢给别人讲故事,更喜欢给我的作品“讲故事”,骨子里有点文青气质的我,还会写诗送给我的“老朋友”,比如“一汪清水映新城,两岸相通筑飞虹”,这是我写给清水塘大桥的诗。

  身体是革命的本钱,作为一名工程行业从业人员,拥有一个健康的身体是开展工作的必要前提。因此在工作之余,我坚持锻炼身体,以“日行一万步”作为每日最低的运动标准。在此基础上,我充分利用碎片化时间,不断加强锻炼,提升自己的身体素质。

  众所周知,建筑业面临生产效率低、事故率高、劳动力短缺、成本不断增加等问题,且逐年呈现上升的趋势。这种情况下,我深知借助数字化、信息化的智能建造,无疑是行业发展的方向。如何实现智能建造,让智能建造真正起到助力施工生产的作用?是我和团队一直在思考的问题。

  立足自身纳米体育,在株洲清水塘大桥建造过程中,通过BIM、物联网、人工智能、云计算、大数据等技术基本实现了智能建造。但经过实践,我也发现,如果所谓的智能建造只是将传统的生产和施工环节简单进行自动化和智能化,并不是真正的智能建造,只是借助信息化手段提高了工作效率。因此在我看来,真正的智能建造应该基于相关的设计程序,即一套可以适时根据施工环境进行变化的程序,才可以称得上是智能建造。

  在清水塘大桥实现智能建造的过程中,我发现智能建造并不单是建筑行业的事情,它是一个需跨行业进行多方协作的体系,面向的环节也具有多样性,这就需要各环节的执行主体进行协作。同时,信息技术作为智能建造的支撑手段,相关主体也应参与整个方案的构建。因此,要想夯实智能建造的根基,应当基于BIM、物联网、人工智能、云计算、大数据等技术,进一步加强基础技术与平台研发的投入。但现实表明,相关技术的集成度和平台的支撑度还远远无法满足智能建造系统的需要。所以,发展的根源是需要加强产学研用,不断研发适用的智能建造基础技术与平台,支撑智能设计、智能生产、智能物流和智能施工的有效实施。

  智能建造作为建筑发展的“新引擎”,将有力推动建筑业的改造升级和高质量发展。我坚信,随着智能建造的持续推进,建筑业一定能够彻底实现“智能建造”,将弹性建造、高效建造、高质量建造、安全建造和绿色建造的目标变为现实。

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