钻爆法隧道智能建造研究现状与发展趋势

近年来,随着人口老龄化的加剧以及隧道建造环境越来越恶劣,机器代人成为了当前隧道建设发展的必然趋势。作为当前隧道工程的两大主流施工工法之一,钻爆法相较掘进机法能够适应各种隧道断面形式和地质条件,灵活性和适应性更强,应用更加广泛;同时,得益于大数据、物联网、5G通讯、人工智能等技术的快速发展和深度融合,钻爆法隧道智能建造技术已经得到了迅速的发展,在隧道围岩智能评价与爆破设计、智能施工装备、智能化建造管控平台以及辅助工序装备上均有了一定的积累和突破。由此,在信息技术、隧道建造技术和智能装备进一步融合的基础上,已初步形成了隧道建设新模式——钻爆法隧道智能建造。首先,系统阐述了钻爆法隧道的发展历程,详细介绍了当前钻爆法隧道智能建造体系;其次,介绍了围岩智能评价与智能化爆破设计的相关进展;随后,介绍了智能凿岩台车、智能锚注台车、智能拱架台车、智能湿喷台车及智能衬砌台车的发展历程和智能化提升过程,同时,对当前隧道智能化管控平台技术体系和应用情况进行了说明;之后,在前期的科研成果基础上,针对隧道施工辅助工序中遇到的问题,研发了隧道掌子面勘察测量机器人和掌子面围岩坍塌预警机器人,部分成果已经在现场推广应用。最后,针对智能化机器人在长、大、深埋隧道中自主行进、自主控制和自主作业的难题,提出了探索思路,以期为中国隧道智能化建造技术发展和灾害主动防控提供参考。

高层建筑幕墙安装机器人系统的运动学分析

针对目前我国建筑业的整体机械化水平较低,幕墙安装尤其是高空幕墙安装仍旧依赖人工的问题开展了高空幕墙安装智能化施工装备的相关技术研究。对该幕墙安装机器人进行了运动学分析,建立了运动学方程,求出了运动学正解和逆解,并分析了机器人的工作空间,为幕墙安装机器人系统的控制提供了基础。

郑万高铁无砟轨道智能化施工技术研究与应用

随着人工智能、云计算、移动互联网等信息技术的快速发展和日臻成熟,我国初步制定了智能高铁发展战略。为了响应国家铁路发展战略号召,结合郑万高铁开展了大量智能化、信息化方面的研究和实践,针对底座混凝土自动摊铺成型、双块式轨枕的智能化分枕、新型嵌套式轨排的自动化铺装与智能化精调、道床的自动布料振捣等施工技术进行了深入研究,形成了双块式无砟轨道智能化施工成套施工技术。该项施工技术的实施,为我国建设,智慧铁路提供了有力的技术支撑,也为我国高铁“走出去”战略的实施提供了技术保障。

超高层建筑顶升模架系统支撑结构截面优化设计

为解决超高层建筑顶升模架系统高耗、高排问题,以西安某超高层建设项目中所使用的顶升模架系统支撑结构为对象,采用尺寸优化法,控制结构应力和位移为约束,以减少顶升模架系统支撑结构钢材用量为目标进行优化,依据优化成果更改杆件分析参数,建立有限元分析模型对其进行静力性能分析,并对比优化前后顶升模架系统支撑结构性能变化以及钢材节省情况。结果表明:优化后顶升模架系统支撑结构在满足约束条件情况下,结构自身重量减轻18.74%的同时,自身刚度增加20.37%,降低了顶升模架系统支撑结构用钢量,提高钢材使用效率,降低损耗,有效控制施工碳排放,从而促进我国实现“双碳”下的智能化绿色施工装备的发展。