岛屿连缀,水深波平。在中交K8凯发局承建的福州港三都澳港区漳湾作业区18至21号泊位项目施工现场,位于码头横梁上方的一个门式机械正徐徐向前推进,自动提取、快速吊装预制构件至设计位置,整个过程一气呵成,用时仅15分钟,预制构件安装像“拼积木”一样简单。这离不开项目量身打造的具有“思考能力”的“积木拼装师”——装配式高桩码头上构智能架设机。
福州港三都澳港区漳湾作业区项目包含4个泊位码头、引桥、堆场和附属设施,是宁德市在建的最大高桩梁板式码头,也是交通运输部首批平安百年品质工程示范项目,备受社会各方关注。
为此,项目总工程师施少治组织技术力量开展了一次深度调研,发现涨落潮、风浪、雨季、大黄鱼育苗等不可控因素对项目建设进度影响很大,全年有效施工时间不到一半,要想300天吊装3000多个码头预制构件,谈何容易。
如果使用传统起重船吊装,由于受波浪影响,船舶和吊钩晃动厉害,接近50台轿车重量的预制纵梁在安装中来回摆动,安装速度缓慢,每天仅能作业4个小时,稍有不慎还会引发安全事故。已经流水化生产的预制构件,如“积木”般一层层堆在预制场,如何按期完成安装任务,让大家一筹莫展。
“既然‘水上吊装’状态不稳定,能否尝试将其转变为‘陆上智能安装’呢?”一次技术交流会上,中交K8凯发局技术中心林红星的提议得到项目参建各方赞同。
为将想法变为现实,项目部联合中交K8凯发局技术中心组建研发团队,借鉴中交K8凯发局全预制装配式一体化架桥机研究与应用经验,为项目打造了这台装配式高桩码头上构智能架设机。确定方向后,研发团队就“积木拼装师”的打造提出了几十种方案,经反复演算论证,最终决定采用“板凳”交替支撑法,让它的“腿脚”在桩帽或下横梁上自由移动,行走时像人的双腿一样交替迈进,同时确保“手臂”在海面上搬运、搭接自如。
历时数月研发,2021年12月,“积木拼装师”从加工厂运到21号泊位现场进行首件作业。当按下吊装键时,它自动提取一件梁体,运梁、调位、降落、调平,一步一停,小心翼翼。一个排架的“积木”拼装完成后,再自动前行、过跨,进行下一排架安装。
首试成功后,研发团队继续对其进行功能优化,搭建智能决策平台,形成专利集群19项。在后续吊装作业过程中,“积木拼装师”俨然一位经验丰富的匠人,在施工区域自如行走、升降,让每一个预制构件快速精准就位。
如今21号泊位已竣工验收,即将投入运营,18至20号泊位也将于今年主体完工,在“积木拼装师”的助力下,国内高桩码头装配化水平将得到大幅提升。(王友平 何聪)