圖為重慶東站候車大廳。

玻璃安裝機器人在工作。

　　受訪單位供圖

　　【應用選萃】

　　◎本報記者 雍 黎  通訊員 吳 宇

　　機器人精準作業(yè)，細致地平整地面、熟練地安裝玻璃天幕、高效地焊接管道；運用數(shù)字建模技術，對每一片鋼板實行“量體剪裁”并固定“坐標”；依托智慧建造管控平臺，實現(xiàn)施工安全精細化管理……

　　日前，我國西部地區(qū)最大高鐵樞紐站——重慶東站站房工程宣告建設完工。在這座總建筑面積約123萬平方米的超級交通樞紐的建設過程中，形成了一系列智慧建造場景，實現(xiàn)了大型公共建筑建造模式從“人海戰(zhàn)術”向“智能建造”的轉型。

　　機器人施工用人少效率高

　　在重慶東站施工現(xiàn)場，傳統(tǒng)的人工施工場景已被機器人施工場景取代。由四輪激光地面整平機、履帶地面抹平機以及地面抹光機組成的“機器人地面整形軍團”，憑借先進的激光定位系統(tǒng)，可將混凝土平整度誤差控制在3毫米范圍內。

　　“重慶夏季高溫，但在機器人施工場景下，機器人可以替代人工在40℃高溫下連續(xù)作業(yè)，使人工成本降低了40%，施工效率提升了3至4倍，整體工期縮短70%?！敝需F建設重慶東站項目執(zhí)行經理江志遠說。

　　重慶東站總建筑面積約123萬平方米。在傳統(tǒng)人工施工場景下，地面平整度會因工人技藝水平而有所差別，而機器人施工能夠做到標準統(tǒng)一。該站公共建筑面積大、空曠度高，也更適合機器人施工。

　　在機器人施工場景下，除了平整地面，機器人還承擔起了安裝玻璃幕墻的重任。

　　重慶東站四周均為高架層玻璃幕墻，明亮通透。為了進一步提升建筑外觀的大氣與美觀，設計師將玻璃幕墻底部玻璃的高度調整至5米，并將原有的兩間一跨分格布局改為四間一跨，有效減少了幕墻龍骨帶來的視覺遮擋，增強了整體的通透感。然而，單塊2米寬、5米高玻璃的安裝，無疑是一項極具挑戰(zhàn)性的任務。

　　“這一片超大玻璃板，過去需要十幾個人一起協(xié)同搬運安裝?！敝需F建設重慶東站裝飾負責人徐飛說?，F(xiàn)在，在機器人施工場景下，團隊使用的玻璃安裝機器人采用模塊化機械臂與高精度伺服驅動系統(tǒng)來完成搬運與安裝工作。這套具備800公斤負載能力的裝備，通過多傳感器融合技術實現(xiàn)了毫米級定位，再配合自適應柔性吸盤組與真空負壓控制系統(tǒng)，將傳統(tǒng)需要多人協(xié)作的高危作業(yè)，轉化為機械臂的“精準舞蹈”。

　　重慶東站采用玻璃安裝機器人后，僅用3個多月就全部完工。相比傳統(tǒng)人工施工，機器人施工效率提升3倍，作業(yè)風險降低了90%。

　　不僅如此，機器人在地下管廊施工中同樣大顯身手。它可以在直徑800毫米、壁厚8毫米的鋼質管道中進行焊接工作。

　　“傳統(tǒng)人工施工場景下，需要分6層進行焊接工作，而在機器人施工場景下，機器人僅需2小時即可完成焊接，效率是人工作業(yè)的3倍，節(jié)省了70%的人工成本?！敝需F建設重慶東站機電負責人李明康說。此外，機器人還能像壁虎般吸附在鋼結構表面，實現(xiàn)橫焊、立焊、仰焊。這不僅保證了焊接質量，還提高了焊接效率。

　　數(shù)字建模實現(xiàn)“量體剪裁”

　　重慶東站以“山水千里、黃桷參天”為設計理念，將山城特色融入建筑“基因”，在東西主入口處打造了世界級超高超大多曲面樹形柱。樹形柱正面呈喇叭口造型，每根樹形柱都像穿了一身“萬鱗甲”，為不規(guī)則多曲面造型，最大的一根外表由近1200塊大小不一的3毫米厚不銹鋼板組成。

　　重慶東站建筑美學上的突破，得益于數(shù)字建模技術應用場景的落地。

　　“我們構建了三維可視化模型，依據模型設計面板的曲率和造型，結合受力分析將面板劃分為多個單元板塊，對每片鋼板實行‘量體剪裁’并確定其‘坐標’，確保鋼板拼接的縫隙誤差控制在毫米級?！苯具h說，在數(shù)字建模技術應用場景下，工期節(jié)省30天，材料損耗率降低15%。

　　在重慶東站候車大廳內，20根以“黃桷樹”為造型的支撐柱向上延展，穩(wěn)穩(wěn)撐起7.3萬平方米的候車空間，并與管簾式曲面吊頂自然銜接，營造出協(xié)調而寬闊的候車環(huán)境。管簾式曲面天花吊頂與天窗弧面連接平滑自然，模擬出長江與嘉陵江江面交匯的效果。

　　這一獨特造型的實現(xiàn)，是裝飾團隊通過數(shù)字建模技術進行三維模擬優(yōu)化的結果。

　　“如果沒有數(shù)字建模技術應用場景，大廳天窗根本做不成。”徐飛介紹，候車大廳天窗包梁延續(xù)了鋼結構異形桁架的變化，采用半包鋁板與屋面鋼結構相呼應，并以裝飾板點綴。這種異形結構每一片形狀都不一樣，如果采用傳統(tǒng)方式，需要人工標注后再進行板材加工，安裝時不合適還需進行調整，僅標注就要耗時幾個月。而在數(shù)字建模技術應用場景下，每一塊材料都是“量體裁剪”，避免了反復調整。這一舉措不僅實現(xiàn)了精細化加工，使材料損耗率降低15%，還有效減少了運輸次數(shù)，降低運輸碳排放近20噸，縮短施工周期近1個月。

　　多系統(tǒng)集成讓管控更精細

　　重慶東站站場規(guī)模大，為3場15臺29線，站房上下8層。面對標段眾多、施工界面復雜、板塊協(xié)同推進的巨大挑戰(zhàn)，中國鐵路成都局集團有限公司客站建設指揮部依托自主研發(fā)的智慧建造管控平臺，集成了人員管理、材料追蹤、投資管理等多個子系統(tǒng)，打造了智慧管理場景，實現(xiàn)了施工全過程的精準管控。

　　在智慧管理場景下，工作人員借助物聯(lián)網設備與傳感器，能夠對施工現(xiàn)場進行全方位、無死角監(jiān)管。在電子大屏上，各標段進展、人員出勤情況、設備分布狀況等信息一目了然，施工管理的智能化與精細化水平顯著提升。

　　為確保大型工程中混凝土施工的質量，智慧建造管控平臺還集成了“混凝土智能管家”系統(tǒng)，對混凝土澆筑和養(yǎng)護過程中的溫度、濕度進行全方位實時監(jiān)控。中鐵八局重慶東站項目黨支部書記張明說：“在智慧管理場景下，‘混凝土智能管家’系統(tǒng)，徹底解決了傳統(tǒng)人工測溫效率低、精度不足的問題?！?/div>