CN115871091A - 基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，通过物联网系统，实现对梁片全预制周期数据收集、过程监管；本发明公开的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，通过梁场生产全过程信息化管理，数据让管理更透明、操作简单、效率提升快，通过机器换人、自动化减人，降低施工管理成本、提升了经济效率；且包括了集约化、节约土地资源，工厂化生产、效率高，智能控温蒸养、绿色环保，相对于常规梁厂，成本更低，实用性更高，有利于实现工业化扩大生产应用。

Description

基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法

技术领域

本发明涉及预制梁一体化生产线施工领域，尤其涉及一种基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法。

背景技术

预制梁，是采用工厂预制，再运至施工现场按设计要求位置进行安装固定的梁，预制梁有结构性能良好，保证结构力学性，离散性小，质量好，表面光洁度高，能达到清水混凝土的装饰效果，使结构与建筑统一协调，降低现场施工的噪音，防火性能好等优点，因此，现目前对于预制梁的使用也较为广泛；

然而，现有常规预制梁场的预制梁生产线中，预制梁生产的施工工期长，人工占比大，生产效率低，对吊装设备依赖性高，施工成本高，生产线受季节、天气影响，施工效率无法保障；

因此，本领域的技术人员致力于开发基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，以解决上述现有技术的不足。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是目前现有常规预制梁场的预制梁生产线中，预制梁生产的施工工期长，人工占比大，生产效率低，对吊装设备依赖性高，施工成本高，生产线受季节、天气影响，施工效率无法保障的缺陷问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，包括以下步骤，

步骤1、模板清理、涂脱模剂；

步骤2、吊装底腹板钢筋、安装端模；

步骤3、液压模板合模、吊装顶板钢筋；

步骤4、固定顶板钢筋、精调模板；

步骤5、预制梁浇筑混凝土；

步骤6、梁原位静置，侧模脱模；

步骤7、通过移动台座移梁至1级蒸养棚内；

步骤8、1级蒸养，所述1级蒸养包括升温—恒温—降温24h；

步骤9、2级蒸养，所述2级蒸养包括升温—恒温—降温6h；

步骤10、通过移动台座移梁至张拉区张拉；

步骤11、将预制梁压浆、封锚；

步骤12、将预制梁吊运至存梁区；

进一步地，所述步骤2中，包括底腹板钢筋绑扎后进行吊装底腹板钢筋、安装端模；

进一步地，所述步骤3中，包括顶板钢筋绑扎后进行液压模板合模、吊装顶板钢筋；

进一步地，所述步骤5中，包括搅拌站搅拌混凝土、振捣混凝土；将搅拌后的混凝土倒入鱼雷罐；将物料运输至布料机上，进行底腹板钢筋绑扎；底腹板钢筋绑扎后进行预制梁浇筑混凝土；

进一步地，所述步骤5中，所述布料机通过确定布料开始时间、结束时间，混凝土在运输灌中停留的时间，布料机在每个区域浇筑的混凝土方量，布料振捣关联的数据，实现智能浇筑；

进一步地，所述步骤5中，所述搅拌混凝土包括通过箱梁混凝土拌合模块进行智慧梁场混凝土拌合，通过智慧梁场中央控制平台，可以实时监控观看梁片混凝土的拌合情况，如每盘混凝土骨料、水泥、外加剂等成分的超差控制，搅拌时长等，在详情中可以查询详细的历史浇筑情况，在源头上对混凝土质量进行监控；

进一步地，所述步骤5中，所述振捣混凝土包括通过箱梁凝土振捣模块进行智慧梁场混凝土振捣；

进一步地，所述步骤5中，所述通过振捣智能数控控制系统，即预制梁每侧30个附着式高频振捣器，实现预制梁混凝土浇筑的分区振捣和整体振捣，保证预制梁混凝土的密实度和梁体的外观质量；

进一步地，所述步骤5中，所述振捣智能数控控制系统包括触摸屏遥控振动器控制系统，可根据工艺，对每路振动器设定振动时间、频率后，单独振捣或编组振捣；选定后按启动即可，完成定时振捣；系统对振动数据及时间进行记录，以便后续工艺改善；针对模板的振捣时间、振捣的频率的数据与梁场信息化平台实现对接；对混凝土振捣位置、振捣时间的预定，振捣开始时间、结束时间，以统一振捣时间来保障混凝土浇筑质量；包括通过智能振捣系统，对梁片振捣部位、时间、间隔、次数等进行智能调控，提升了混凝土振捣密实度，通过智能控制振捣时间、频率，消除了由于振捣工人施工经验不足、技术不熟练导致的漏振、过振问题；包括通过手动输入坍落度，振捣控制系统根据混凝土坍落度的高低与振动时间关联起来，混凝土坍落度大的，振捣控制装置控制其对应的振捣器的振动时间短，混凝土坍落度小的，振捣控制装置控制其对应的振捣器的振动时间长；通过选择坍落度和振动频率来控制振动器，增强混凝土的密实度，保障梁板浇筑质量；

进一步地，所述步骤5中，所述混凝土浇筑包括以下步骤，

步骤5-1、通过地面无线操控，令混凝土运输通过鱼雷罐采用往复式轨道连通厂区和拌合站，混凝土到达后，通过布料机将混凝土输送至梁板浇筑位置；

具体地，所述步骤6中，梁体混凝土浇筑完成后，预制梁原位静置15～16h，等待混凝土强度上升预制梁混凝土稳定；

进一步地，所述步骤6中，包括通过智能脱模控制系统进行脱模，所述智能脱模控制系统通过主控柜与分站通讯，控制整个模板的运行；实现脱模的脱模行程控制，和左右幅模板的速度同步控制；通过液压控制系统中安装位移传感器，实现模板整体的脱合行程同步控制，和左右幅模板的速度同步控制；包括操作者可切换不同编号的模板系统；通过先进的位移传感器与同步控制系统，实时感知模板当前开合状态，合模时间、开模时间，环境温度、模块面板温度状态，自动协调各部位动作；

具体地，所述步骤7中，移动式制梁台座在电机的驱动下，将梁柔性平稳送入蒸养房进行蒸汽养护；

进一步地，所述步骤7中，所述梁体进入蒸养房后，一键启动，无需人工监控温度、手动调节阀门，智能控温系统设置的温度曲线，自动调节棚内温度；通过温湿度测试终端监测到的温湿度数据自动运算调节温度，保持蒸养房内恒温恒湿，实现梁体全方位智能养生，同时实现蒸养温度曲线记录；

进一步地，所述步骤7、步骤10中，所述移动台座包括信息化移动台座控制系统、智能移动台座摆渡系统组合构成；达到进行信息化移动台座控制和智能移动台座摆渡；

进一步地，所述步骤7、步骤10中，所述信息化移动台座控制包括通过遥控操作对应工位的小车进行慢进、慢退、快进、快退，以及柔性启动、柔性停止等控制极大程度降低对梁体的扰动，梁体移动，平稳安全，避免台座启动与停止过程的冲击造成的梁体断裂的情况发生；实现台座移动速度多段可调，操作人员手持无线遥控器操作，可随时掌握梁体移动姿态，确保梁体移动安全；

进一步地，所述步骤7、步骤10中，所述信息化移动台座控制包括位置信息采集功能，当前移动制梁台座的编号，台座移动系统记录台座的行走状态、停靠时间、感知位置信息，方便移动台座与模板之间的对位操作；根据预设的参数，及时发出相关指令，提醒工作人员进行台座上梁体的循环作业；

进一步地，所述步骤7、步骤10中，所述信息化移动台座控制通过釆用多轮组跨轨环形轨道移动，形成环形流水生产线；

进一步地，所述步骤7、步骤10中，所述信息化移动台座控制通过采用变频调速+无线远程控制技术，进行位置实时感应，电机柔性启停，极大程度降低对梁体的扰动，避免台座启动与停止过程的冲击造成的梁体损伤、断裂的情况发生；所述台座移动速度多段可调，操作人员手持无线遥控器操作，可随时掌握梁体移动姿态，确保梁体移动安全；

进一步地，所述步骤7、步骤10中，所述智能移动台座摆渡包括通过移动式制梁台座横移摆渡车，以完成制梁台座行走线路的换线，实现环形生产，横移摆渡车，两车采用PLC+编码器+变频器编程控制，每条生产线配置2台横移摆渡车，两车采用PLC+编码器+变频器编程控制，可实现平稳启动和停止，极大程度实现两车同步；采用多轮组跨轨技术，无需十字交叉轨，可实现到位停止位置感知，半自动摆渡的功能；

进一步地，所述步骤10中，包括进行强度和弹模实验后进行移动台座移梁至张拉区张拉；

进一步地，所述步骤10中，包括采用智能同步一次对称张拉和智能压浆施工技术系统进行箱梁预应力张拉；

进一步地，所述步骤10中，所述智能张拉系统由智能千斤顶、油控控制系统、配套材料三部分组成；

进一步地，所述步骤10中，所述同步张拉系统是一种智能预应力张拉系统设备；

进一步地，所述步骤10中，包括以下步骤，

步骤10-1、安装连接装置后，在控制软件中输入对应参数，点击运行后实现自动张拉、持荷、回油等操作，并同时保存、上传张拉时张拉力、伸长量等数据，实现智能数字化预应力张拉施工；

步骤10-2、通过系统控制软件输入控制流程后，预应力张拉设备实现自动控制功能；

步骤10-3、通过对张拉千斤顶油压监控、控制，实现零至设定力值持续张拉、持荷、卸载状态的自动控制；

进一步地，所述步骤10中，所述预应力智能张拉设备自动一次对称张拉，可精准同步升降压，实现预应力精确同步张拉；设备实时显示张拉力及预应力筋伸长量，系统自动记录数据表，无法篡改，实时上传至“智廉湖杭云控平台”，实现动态管理和历史溯源；

进一步地，所述步骤12中，包括以下步骤，

步骤12-1、当梁体混凝土强度达到设计强度100％，移动式制梁台座将预制梁输送到预应力施工区相应位置；

步骤12-2、智能张拉压浆完成后，由龙门吊将箱梁从移动台座上起吊移位至存梁台座上存放；

步骤12-3、待相应的桥跨桥墩和盖梁施工完成后，运梁车将箱梁动至相应的桥跨位，架桥机进行箱梁架设；

进一步地，所述步骤2、3、5中，所述钢筋绑扎包括以下步骤，

步骤a-1、钢筋由钢筋加工厂集中加工，采用仓储式集中配送；

步骤a-2、钢筋骨架均采用定位胎架进行定位绑扎，抽拉式定位胎架对钢筋进行定位；

步骤a-3、钢筋骨干绑扎完成后，采用多点式整体吊架吊装至混凝土浇筑区移动台座上方；

进一步地，本发明的一种基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，包括全程由在线监控系统进行智能化监控，实时采集施工数据，根据现场实际进行相应的开发，可以在公有云、私有云、虚拟机、实体机进行部署；针对纷杂的现场环境，拥有完备的解决策略，并有丰富对外接口，方便给第三方系统提供数据；对预制梁生产混凝土运输、布料、模板、振捣、走行、蒸养等生产环节信息的采集与存储；并预留对外接口，方便给第三方系统提供数据支持；

进一步地，所述监控包括采用智慧梁厂监控中心4K高清大屏幕数据看板，进行实时状态及数据显示、历史数据、趋势曲线查询、视频监控、报表功能、报警功能及用户管理；

进一步地，本发明的一种基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，包括通过整合智慧梁场先进硬件下的各个软件系统，应用物联网+数据分析技术，打造智慧梁场中央控制平台，平台分为混凝土拌合、混凝土振捣、蒸汽养护、智能张拉压浆、智慧用电、智慧喷淋、视频监控七大模块，实现了梁场全预制周期生产数据的全方位监控，以及对施工生产各阶段、施工内容的可视化、数智化监管；将生产端数据与监管平台进行了互联、互通，使整个制件过程完成“智慧”检测和施工过程“数字化存档”，便于进行动态监管和历史溯源；

采用以上方案，本发明公开的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，具有以下优点：

(1)本发明的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，相对于常规梁厂，成本更低，实用性更高，有利于实现工业化扩大生产应用；

(2)本发明的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，采用工厂化室内作业，冬季、雨季均可以施工，减少环境影响、保障了施工效率；

(3)本发明的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，有效减少对吊装设备的依赖，相比简易的“门机吊灌”方式，避免浇筑与绑扎钢筋等工序“争抢”吊装设备，节省吊装操作人工和混凝土罐车，采用智能集成振捣系统，振捣人数大大减少，让浇筑更高效、更智能；

(4)本发明的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，减小了模板拆装的吊装风险，也减少了混凝土车辆运输的安全风险，让浇筑更安全、更高效、更智能；

(5)本发明的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，智能控制液压整体大刚度模板，通过先进的位移传感器和同步控制系统，实时感知模板脱合状态，解决了原单一式液压模板脱模不同步、模板“卡死”等问题；

(6)本发明的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，混凝土采用轨道式输送，轨道直接连通拌合站和智慧梁厂，搭配布料机，实现混凝土一键运输、布料、浇筑；

(7)本发明的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，智能振捣系统，对梁片振捣部位、时间、间隔、次数等进行智能调控，提升了混凝土振捣密实度；

(8)本发明的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，根据设置的温湿度曲线，实时监控，自动调节温湿度，保持恒温恒湿，高效节能、绿色环保，梁片蒸养48d内即可满足设计要求，相比自然覆盖保湿7～10d养护期，极大地提升了制梁效率；

(9)本发明的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，整体大刚度模板+附着式高频振捣器+智能蒸汽养护+智能张拉压浆技术的综合应用，使梁片结构安全和耐久性、梁板整体质量大幅提升；

(10)本发明的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，智慧梁厂管理平台以物联网、大数据为支撑，实现对梁场的可视化、信息化、标准化、综合化管理；进一步提高桥梁工业化、数字化、智能化水平；实时跟踪生产过程、实现对梁片生产过程中的混凝土运输、布料、振捣、蒸汽养护温度生产质量的监管，可整体提升梁场管理水平和生产效率；科技赋能，助力建设桥梁品质工程；

综上所述，本发明公开的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，通过梁场生产全过程信息化管理，数据让管理更透明、操作简单、效率提升快，通过机器换人、自动化减人，降低施工管理成本、提升了经济效率；且包括了集约化、节约土地资源，工厂化生产、效率高，智能控温蒸养、绿色环保，相对于常规梁厂，成本更低，实用性更高，有利于实现工业化扩大生产应用。

以下将结合具体实施方式对本发明的构思、具体技术方案及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法流程图；

图2为本发明实施例1的液压整体大刚度模板智能控制系统操作界面；

图3为本发明实施例1的智慧梁厂混凝土运输、浇筑布料系统示意图；

图4为本发明实施例1的智慧梁厂智能控温蒸汽养护系统操作界面；

图5为本发明实施例1的智慧梁厂信息化附着振动控制系统操作界面；

图6为本发明实施例1的智慧梁厂智能模板控制系统操作界面；

图7为本发明实施例1的智慧梁厂移动台座摆渡系统系统示意图；

图8为本发明实施例1的智能预应力钢束张拉系统操作界面；

图9为本发明实施例1的智慧梁场中央控制平台操作界面；

图10为本发明实施例1的智慧梁场混凝土拌合管控界面；

图11为本发明实施例1的智慧梁场混凝土振捣管控界面；

图12为本发明实施例1的常规普通区域箱梁混凝土智慧喷淋养护管控界面；

图13为本发明实施例1的箱梁凝土智能张拉压浆管控界面；

图14为本发明实施例1的箱梁施工智慧用电管控界面；

图15为本发明实施例1的智慧梁厂实时视频管控画面；

具体实施方式

以下介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，这些实施例为示例性描述，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

如若有未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，如相关说明书或者手册进行实施。

目标施工工程：湖杭高速公路吴兴至德清段工程TJ01标主线全长8.223km，标段共计4048榀/榀梁板，其中30m箱梁1443榀。合同工期2021年5月1日～2023年5月31日，25个月，760日历天，预制架设工期为2022.3.1～2023.3.1＝360d；

材料与设备:基于物联网技术监控水泥搅拌桩施工所需要的主要大屏幕液晶显示器、施工记录仪、自动化在线制浆记录，传感器及仪器设备如表1；

表1智慧梁厂主要设备配置

实施例1、智慧预制梁厂对目标施工工程进行预制梁生产

智慧预制梁厂包括进行全程中央信息监控，根据现场实际进行相应的开发，可以在公有云、私有云、虚拟机、实体机进行部署；针对纷杂的现场环境，拥有完备的解决策略，并有丰富对外接口，方便给第三方系统提供数据。中央信息监控系统可以对预制梁生产混凝土运输、布料、模板、振捣、走行、蒸养等生产环节信息的采集与存储；并预留对外接口，方便给第三方系统提供数据支持；智慧梁厂监控中心4K高清大屏幕数据看板，实时状态及数据显示、历史数据、趋势曲线查询、视频监控、报表功能、报警功能及用户管理；在线监控记录系统是智能施工系统的眼睛和大脑；负责监控施工参数的同时记录下施工整个过程的过程情况；

步骤1、模板清理、涂脱模剂；

步骤2、底腹板钢筋绑扎后，进行吊装底腹板钢筋、安装端模；

步骤3、顶板钢筋绑扎后，进行液压模板合模、吊装顶板钢筋；

步骤4、固定顶板钢筋、精调模板；

步骤5、通过搅拌站搅拌混凝土，将混凝土倒进鱼雷罐，运输至布料机上，进行底腹板钢筋绑扎后，进行预制梁浇筑混凝土；

步骤6、梁原位静置，侧模脱模；

步骤7、通过移动台座移梁至1级蒸养棚内；

步骤8、1级蒸养(升温—恒温—降温24h)；

步骤9、2级蒸养(升温—恒温—降温6h)；

步骤10、进行强度和弹模实验后，通过移动台座移梁至张拉区张拉(3h)；

步骤11、将预制梁压浆、封锚；

步骤12、将预制梁吊运至存梁区；

所述脱模包括通过智能脱模控制系统进行脱模，所述智能脱模控制系统通过主控柜与分站通讯，控制整个模板的运行；实现脱模的脱模行程控制，和左右幅模板的速度同步控制；通过液压控制系统中安装位移传感器，实现模板整体的脱合行程同步控制，和左右幅模板的速度同步控制；包括操作者可切换不同编号的模板系统；通过先进的位移传感器与同步控制系统，实时感知模板当前开合状态，合模时间、开模时间，环境温度、模块面板温度状态，自动协调各部位动作；

液压整体大刚度模板智能控制系统操作界面如图2所示；

所述混凝土输送由搅拌机出料口“鱼雷罐”输送到混凝土布料机，布料机将混凝土分层布料入模，由此，替代了常规的罐车运输混凝土，吊车加吊斗或泵车泵送入的方式。混凝土运输、浇筑，更智能、更高效混凝土运输，布料系统采用往复式轨道搭配“鱼雷罐”输送，快速、准时输送混凝土，布料机可实现智能浇筑。监控布料开始时间、结束时间，混凝土在运输灌中停留的时间，布料机在每个区域浇筑的混凝土方量，布料振捣关联的数据；

所述智慧梁厂混凝土运输、浇筑布料系统示意图如图3所示；

所述蒸养控制采用蒸养控制系统，所述蒸养控制系统主要由PLC控制器、固定触摸屏、电动执行器组成。蒸养系统配置蒸养棚、蒸养设备、蒸养控制系统。操作者通过操作柜的人机界面可设置所需温度控制曲线，系统根据设置的曲线与采集到的温度实时数据进行对比，自动调节蒸汽阀门的开关或开口度，实时调节蒸养室的送汽量，从而使蒸养室的温湿度曲线趋近于设定的曲线。全程无需人员干涉，系统自动完成。当到达设定蒸养时间后，系统自动发出蒸养完成提示信息。另外，TCP/IP网络接口，中央信息系统可以读取梁片蒸养数据。蒸养棚采用试验恒温养护室标准建设，外包隔热保温层，能减少热传导和热辐射；

所述智慧梁厂智能控温蒸汽养护系统操作界面如图4所示；

所述蒸养房采用试验恒温养护室标准建设，智能蒸养系统根据设置的温度曲线，分为静置、升温、恒温、降温四个阶段。梁体混凝土浇筑完成后，预制梁原位静置15～16h，等待混凝土强度上升预制梁混凝土稳定，移动式制梁台座在电机的驱动下，将梁柔性平稳送入蒸养房进行48h蒸汽养护，梁体进入蒸养房后，一键启动，无需人工监控温度、手动调节阀门，智能控温系统设置的温度曲线，自动调节棚内温度，高效节能、绿色环保，通过温湿度测试终端监测到的温湿度数据自动运算调节温度，保持蒸养房内恒温恒湿，实现梁体全方位智能养生，同时实现蒸养温度曲线记录。智慧梁场浇筑混凝土智能蒸养系统，根据设置的温度曲线，自动调节温度，保持恒温恒湿，对梁片进行360度无死角智能养生，不受季节及外界天气变化影响，大大缩短了梁片的养护时间；

所述预制梁混凝土浇筑的分区振捣和整体振捣通过预制梁每侧30个附着式高频振捣器，通过振捣智能数控控制系统实现；信息化附着振捣控制系统主要由PLC控制器、固定触摸屏、可移动触摸屏、变频器、低压电器元件组成。主要用于混凝土浇筑过程中，进行附着式振捣器的控制。具有振动频率、强度可调，振动时间可调，振动时序和先后顺序可调，以及振动过程记忆等功能。触摸屏遥控振动器控制系统，可根据工艺，对每路振动器设定振动时间、频率后，单独振捣或编组振捣。选定后按启动即可，完成定时振捣。系统对振动数据及时间进行记录，以便后续工艺改善。针对模板的振捣时间、振捣的频率的数据与梁场信息化平台实现对接。对混凝土振捣位置、振捣时间的预定，振捣开始时间、结束时间，以统一振捣时间来保障混凝土浇筑质量。智能振系统，对梁片振捣部位、时间、间隔、次数等进行智能调控，提升了混凝土振捣密实度；可手动输入坍落度，振捣控制系统根据混凝土坍落度的高低与振动时间关联起来，混凝土坍落度大的，振捣控制装置控制其对应的振捣器的振动时间短，混凝土坍落度小的，振捣控制装置控制其对应的振捣器的振动时间长。通过选择坍落度和振动频率来控制振动器，增强混凝土的密实度，保障梁板浇筑质量；

所述智慧梁厂信息化附着振动控制系统操作界面如图5所示；

所述移动台座包括信息化移动台座、智能移动台座；

所述信息化移动台座让操作者遥控操作对应工位的小车进行慢进、慢退、快进、快退，以及柔性启动、柔性停止等控制极大程度降低对梁体的扰动，梁体移动，平稳安全，避免台座启动与停止过程的冲击造成的梁体断裂的情况发生。可实现台座移动速度多段可调，操作人员手持无线遥控器操作，可随时掌握梁体移动姿态，确保梁体移动安全。移动台座位置信息采集功能，当前移动制梁台座的编号，台座移动系统记录台座的行走状态、停靠时间、感知位置信息，方便移动台座与模板之间的对位操作。根据预设的参数，及时发出相关指令，提醒工作人员进行台座上梁体的循环作业；通过釆用多轮组跨轨环形轨道移动，形成环形流水生产线。移动台座采用变频调速+无线远程控制技术，位置实时感应，电机柔性启停，极大程度降低对梁体的扰动，避免台座启动与停止过程的冲击造成的梁体损伤、断裂的情况发生。台座移动速度多段可调，操作人员手持无线遥控器操作，可随时掌握梁体移动姿态，确保梁体移动安全；

所述智慧梁厂智能模板控制系统操作界面如图6所示；

所述智能移动台座为移动式制梁台座横移摆渡车，完成制梁台座行走线路的换线，实现环形生产，横移摆渡车，两车采用PLC+编码器+变频器编程控制，每条生产线配置2台横移摆渡车，两车采用PLC+编码器+变频器编程控制，可实现平稳启动和停止，极大程度实现两车同步。采用多轮组跨轨技术，无需十字交叉轨，可实现到位停止位置感知，半自动摆渡的功能；

所述智慧梁厂移动台座摆渡系统系统示意图如图7所示；

所述预应力智能张拉为一次对称张拉箱梁预应力采用智能张拉和智能压浆施工技术；所述预应力智能张拉通过设备自动一次对称张拉，可精准同步升降压，实现预应力精确同步张拉；设备实时显示张拉力及预应力筋伸长量，系统自动记录数据表，无法篡改，实时上传至“智廉湖杭云控平台”，实现动态管理和历史溯源；

所述智能预应力钢束张拉系统操作界面如图8所示；

所述智慧预制梁厂包括通过智慧梁场中央控制平台进行监控；所述智慧梁场中央控制平台通过整合智慧梁场先进硬件下的各个软件系统，应用物联网+数据分析技术打造，平台分为混凝土拌合、混凝土振捣、蒸汽养护、智能张拉压浆、智慧用电、智慧喷淋、视频监控七大模块，实现了梁场全预制周期生产数据的全方位监控，以及对施工生产各阶段、施工内容的可视化、数智化监管。将生产端数据与监管平台进行了互联、互通，使整个制件过程完成“智慧”检测和施工过程“数字化存档”，便于进行动态监管和历史溯源，实现了梁场全预制周期生产数据的全方位监控，对施工生产各阶段、施工内容的可视化、数智化监管，保证了梁片标准化、系统化的生产；

所述智慧梁场中央控制平台操作界面如图9所示；

所述智慧梁场混凝土拌合，通过智慧梁场中央控制平台，可以实时监控观看梁片混凝土的拌合情况，如每盘混凝土骨料、水泥、外加剂等成分的超差控制，搅拌时长等，在详情中可以查询详细的历史浇筑情况，在源头上对混凝土质量进行监控，所述智慧梁场混凝土拌合管控界面如图10所示；

所述混凝土振捣，在混凝土振捣模块，在液压智能整体模板系统两侧各设置了30个附着式高频振捣器，其中每三个调整为一个作业单元，可见附着式振捣器的振捣部位、振捣时间、间隔时间、振动频率等情况，可对梁片混凝土进行充分振捣，实现横向、纵向及竖向振捣全覆盖，以提升梁体混凝土密实度和强度；所述智慧梁场混凝土振捣管控界面如图11所示；

所述蒸汽养护，在蒸汽养护模块，梁片浇筑完成后，由移动台座运送至蒸养棚，智能蒸养系统根据设置的温湿度曲线进行蒸汽养护。平台接入智能蒸养系统，自动监控养护棚架内混凝土的温湿度，高效节能、绿色环保，保证了混凝土水化热的平稳释放，防止了温度骤变等冷热冲击的影响，最大可能的减少了温差裂缝、收缩裂缝的出现，且混凝土强度得以保证，有效保障保证梁片结构安全和耐久性；所述智慧梁场箱梁凝土蒸汽养护管控界面如图12所示；

另外地，本发明实施例1还包括了箱梁混凝土智慧喷淋养护，由于本标段共计4048榀/片梁板，共计15种梁型，其中10m空心板梁、16m矮T梁，18m～35m箱梁，在智慧梁厂设置常规普通预制生产区域。在梁场存梁区与智慧梁场普通区都运用了智慧喷淋养护，用于对智慧梁场箱梁以及非标梁进行养护。智慧喷淋采用DCS智能旋转式喷头，即使预制梁侧板喷淋采用地埋式管道喷嘴系统，配备智能控制系统通过手机APP可以实现梁板斜腹板以及顶板的无死角养生。整个喷淋操作简单，通过手机APP一键式操作即可控制整个梁场的喷淋设备，配合梁场智能监控系统，可实时查看梁板养生情况；所述常规普通区域箱梁混凝土智慧喷淋养护管控界面如图13所示，是20号台座梁板处在养生状态中；

另外地，本发明实施例1还包括了施工用电智慧管控，通过智慧用电系统，实时监控、故障报警，安全监管信息化、实时化、透明化。智慧用电系统是通过对本项目配电箱电气设备智能化改造升级，对操作管控及漏电、过载、短路、三相不平衡、过压、故障电弧、温升异常等电气安全危险做到实时监管,对电路中主要引起火灾的因素进行不间断的数据监测与数据分析并及时报警,管理人员通过手机短信和APP通知后台推送获取报警信息，收到信息后可及时处理,及时开展隐患排查治理，实现全天候的用电实际监控，有效防止电气火灾的发生。配电箱采用的人脸识别系统，是一款识别精确度高,安全可靠的系统,确保精确识别每一个人，确保电工专人管理，规范用电安全,完全避免了非电工违规操作所述箱梁施工智慧用电管控界面如图14所示；

另外地，本发明实施例1还包括了实时视频监控,在视频监控模块，设置了多个的高清摄像头，可以将智慧梁场整个预制周期的过程一览无余，图15是拌合站料仓情况、钢筋骨架的施工和吊装、混凝土运输及浇筑、存梁区养护情况等；

智慧梁厂施工效益分析:

预制架设工期2022.3.1～2023.3.1＝360d，每天必须完成1433榀÷360d＝4榀/d，智慧梁厂4条生产线，每条生产线配备4个移动台座，采用混凝土运输鱼雷罐、自动布料、集成振捣、智能蒸汽养护、移动台座等先进技术，达到了全预制周期高效智能一体化生产，每条生产线实现1榀/d，每榀梁的生产周期由传统的12d缩短至4d，智慧梁厂4条生产线可生产120榀梁/月。

智慧梁厂占地面积：长187m×38m＝7106m²＝10.7亩。

移动台座共计16个，每个综合单价29万元，合计费用464万元。

混凝土运输系统(一套鱼雷罐+2套布料机系统)合计约200万元。

投入4套模板，每套模板制作、运输等费用约为37.5万元，合计费用150万元。

蒸养系统(33m×4m彩钢瓦房)8间，每个单价3.75万元，合计费用30万元。

仅需2个10t桁吊+1个存梁区150t龙门吊，10t桁吊每台12.5万元/年，一年需要费用25万元；150t龙门吊一年需要费用＝12月×1台×3.5万元/月＝42万元，合计费用67万元。

养护蒸汽用量5t/榀，蒸汽单价190元/t，单榀梁费用＝5t/榀×190元/t＝950元/榀，1433榀梁共需费用＝1433榀×950元/榀＝136万元。

智慧梁场预制梁4条生产线完成1433榀预制梁生产，4条生产线4榀梁/d，120榀/月，完成1433榀÷4榀/d＝358d。可以满足360d的合同工期要求；

表2预制运架工期智慧梁厂施工经济分析表(1433榀30m小箱梁/360天)

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对比例2、传统常规预制梁场对目标施工工程进行预制梁生产

步骤1、模板清理、涂脱模剂；

步骤2、底腹板钢筋绑扎后，进行吊装底腹板钢筋、安装端模；

步骤3、顶板钢筋绑扎后，进行液压模板合模、吊装顶板钢筋；

步骤4、固定顶板钢筋、精调模板；

步骤5、通过搅拌站搅拌混凝土，将混凝土倒进鱼雷罐，运输至布料机上，进行底腹板钢筋绑扎后，进行预制梁浇筑混凝土；

步骤6、梁原位静置，侧模脱模；

步骤7、通过移动台座移梁至1级蒸养棚内；

1级蒸养，所述1级蒸养包括升温—恒温—降温24h；

步骤9、2级蒸养，所述2级蒸养包括升温—恒温—降温6h；

步骤10、进行强度和弹模实验后，通过移动台座移梁至张拉区张拉；

步骤11、将预制梁压浆、封锚；

步骤12、将预制梁吊运至存梁区；

传统常规预制梁场施工效益分析：

湖杭高速公路TJ01标段30m预制，如采用常规的梁厂预制生产，每个制梁台座1榀/12d，一个台座每月30d÷12榀/d＝2.5榀/台座/月，每个制梁台座面积192.5m²。

预制梁厂用地面积长187m×38m＝7106m²＝10.7亩，仅可容纳制梁台座＝7106m²÷192.5m²＝37个。常规预制梁场完成1433榀预制梁生产，37个台座×2.5榀/台座·月＝93榀/月，完成1433榀÷93榀/月＝469d，不能满足360d的合同工期要求。

常规预制梁场完成1433榀预制梁生产任务，需要配备1433榀÷360天＝4榀/d，需要台座数量4榀/d×1榀/12d＝48个，5万元/1个台座，48个台座共需用地面积16亩。需要至少投入16套模板，每套模板制作、运输等费用约为37.5万元。需投入5台150吨龙门吊，费用3.5万元/月，一年费用＝12月×5台×3.5万元/月＝294万元；需投入8台混凝土运输罐车，费用3.0万元/月，一年费用＝12月×8台×3.0万元/月＝288万元；养护喷淋用水按7d、12次/d、每次10min、喷水强度8L/min×㎡、作用面积160㎡计算，每榀梁预计消耗＝7d×12次/d×10min/次×8L/min×㎡×160㎡＝107.5m³，水费4.1元/m³，单榀梁板所需费用＝107.5m³×4.1元/m3＝440.75元；

表10.1预制运架工期常规预制梁场施工经济分析表(1433榀30m小箱梁/360天)

试验例3、实施例1智慧梁厂与对比例2常规预制梁场施工效益对比

湖杭高速公路TJ01标段预制梁30m箱梁共1433榀，常规的梁厂预制梁生产采用固定式台座，喷淋式养护，完成1433榀30m箱梁预制生产需要469d。智慧梁厂预制梁4条生产线采用蒸汽养护，完成1433榀30m箱梁预制生产需要358d。工期缩短469d-358d＝111d，常规的梁场建设费用1544万元，智慧梁厂建设费用1172.8万元，减少梁厂(场)建设费用371.2万元。常规预制梁场生产线受季节、天气影响，施工效率无法保障；智慧梁厂生产线采用工厂化室内作业，冬季、雨季均可以施工，减少环境影响、保障了施工效率。

智慧梁厂有效减少对吊装设备的依赖，相比简易的“门机吊灌”方式，避免浇筑与绑扎钢筋等工序“争抢”吊装设备，节省吊装操作人工和混凝土罐车，采用智能集成振捣系统，振捣人数从6人减为仅需操作人1人，让浇筑更高效、更智能。减小了模板拆装的吊装风险，也减少了混凝土车辆运输的安全风险，让浇筑更安全、更高效、更智能；

表10.3智慧梁厂、常规预制梁场施工效益对比分析表(1433榀30m小箱梁/360天)

智能控制液压整体大刚度模板，通过先进的位移传感器和同步控制系统，实时感知模板脱合状态，解决了原单一式液压模板脱模不同步、模板“卡死”等问题。混凝土采用轨道式输送，轨道直接连通拌合站和智慧梁厂，搭配布料机，实现混凝土一键运输、布料、浇筑。智能振捣系统，对梁片振捣部位、时间、间隔、次数等进行智能调控，提升了混凝土振捣密实度。梁片浇筑完成后，由移动台座运送至蒸养房进行蒸汽养护，蒸汽养护是智慧梁厂最核心的模块。系统根据设置的温湿度曲线，实时监控，自动调节温湿度，保持恒温恒湿，高效节能、绿色环保。梁片蒸养48d内即可满足设计要求，相比自然覆盖保湿7～10d养护期，极大地提升了制梁效率。整体大刚度模板+附着式高频振捣器+智能蒸汽养护+智能张拉压浆技术的综合应用，使梁片结构安全和耐久性、梁板整体质量大幅提升。

智慧梁厂预制施工总费用1172.8万元，常规预制梁场预制施工总费用1554万元，由于常规预制梁场预制工效低，每个制梁台座1榀/12d，在预制运架工期要完成全部1433榀的运架，所需台座及模板数量多，梁场用地面积大，配套设备品种多，常规预制梁场建设、施工费用高。智慧梁厂制梁场预制工效高，4条生产线，每条生产线1片梁/d，4条生产线4榀梁/d，120片梁/月，所需台座及模板数量少，梁场用地面积小，无需配套设备，所需费用更少，能创造更多的效益。

表明，与传统预制梁相比，智慧梁厂节约用地45％，减少模板40％，整体生产效率提高了3倍，实现了“机械化换人、自动化减人、智能化无人”总体目标，在公路、铁路、市政的预制梁生产施工中具有极高的推广应用前景。

综上所述，本发明的基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，通过梁场生产全过程信息化管理，数据让管理更透明、操作简单、效率提升快，通过机器换人、自动化减人，降低施工管理成本、提升了经济效率；且包括了集约化、节约土地资源，工厂化生产、效率高，智能控温蒸养、绿色环保，相对于常规梁厂，成本更低，实用性更高，有利于实现工业化扩大生产应用。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的试验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，其特征在于包括以下步骤，

步骤1、模板清理、涂脱模剂；

步骤2、吊装底腹板钢筋、安装端模；

步骤3、液压模板合模、吊装顶板钢筋；

步骤4、固定顶板钢筋、精调模板；

步骤5、预制梁浇筑混凝土；

步骤6、梁原位静置，侧模脱模；

步骤7、通过移动台座移梁至1级蒸养棚内；

步骤8、1级蒸养，所述1级蒸养包括升温—恒温—降温24h；

步骤9、2级蒸养，所述2级蒸养包括升温—恒温—降温6h；

步骤10、通过移动台座移梁至张拉区张拉；

步骤11、将预制梁压浆、封锚；

步骤12、将预制梁吊运至存梁区。

2.如权利要求1所述基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，其特征在于，

所述步骤2中，包括底腹板钢筋绑扎后进行吊装底腹板钢筋、安装端模；

所述步骤3中，包括顶板钢筋绑扎后进行液压模板合模、吊装顶板钢筋。

3.如权利要求1所述基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，其特征在于，所述步骤5中，

包括搅拌站搅拌混凝土、振捣混凝土；将搅拌后的混凝土倒入鱼雷罐；将物料运输至布料机上，进行底腹板钢筋绑扎；底腹板钢筋绑扎后进行预制梁浇筑混凝土；

所述布料机通过确定布料开始时间、结束时间，混凝土在运输灌中停留的时间，布料机在每个区域浇筑的混凝土方量，布料振捣关联的数据，实现智能浇筑；

所述搅拌混凝土包括通过箱梁混凝土拌合模块进行智慧梁场混凝土拌合，通过智慧梁场中央控制平台，可以实时监控观看梁片混凝土的拌合情况，如每盘混凝土骨料、水泥、外加剂等成分的超差控制，搅拌时长等，在详情中可以查询详细的历史浇筑情况，在源头上对混凝土质量进行监控；

所述振捣混凝土包括通过箱梁凝土振捣模块进行智慧梁场混凝土振捣；

所述通过振捣智能数控控制系统，即预制梁每侧30个附着式高频振捣器，实现预制梁混凝土浇筑的分区振捣和整体振捣，保证预制梁混凝土的密实度和梁体的外观质量；

所述振捣智能数控控制系统包括触摸屏遥控振动器控制系统，可根据工艺，对每路振动器设定振动时间、频率后，单独振捣或编组振捣；选定后按启动即可，完成定时振捣；系统对振动数据及时间进行记录，以便后续工艺改善；针对模板的振捣时间、振捣的频率的数据与梁场信息化平台实现对接；对混凝土振捣位置、振捣时间的预定，振捣开始时间、结束时间，以统一振捣时间来保障混凝土浇筑质量；包括通过智能振捣系统，对梁片振捣部位、时间、间隔、次数等进行智能调控，提升了混凝土振捣密实度，通过智能控制振捣时间、频率，消除了由于振捣工人施工经验不足、技术不熟练导致的漏振、过振问题；包括通过手动输入坍落度，振捣控制系统根据混凝土坍落度的高低与振动时间关联起来，混凝土坍落度大的，振捣控制装置控制其对应的振捣器的振动时间短，混凝土坍落度小的，振捣控制装置控制其对应的振捣器的振动时间长；通过选择坍落度和振动频率来控制振动器，增强混凝土的密实度，保障梁板浇筑质量。

所述混凝土浇筑包括以下步骤：

步骤5-1、通过地面无线操控，令混凝土运输通过鱼雷罐采用往复式轨道连通厂区和拌合站，混凝土到达后，通过布料机将混凝土输送至梁板浇筑位置。

4.如权利要求1所述基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，其特征在于，所述步骤6中，

梁体混凝土浇筑完成后，预制梁原位静置15～16h，等待混凝土强度上升预制梁混凝土稳定；

包括通过智能脱模控制系统进行脱模，所述智能脱模控制系统通过主控柜与分站通讯，控制整个模板的运行；实现脱模的脱模行程控制，和左右幅模板的速度同步控制；通过液压控制系统中安装位移传感器，实现模板整体的脱合行程同步控制，和左右幅模板的速度同步控制；包括操作者可切换不同编号的模板系统；通过先进的位移传感器与同步控制系统，实时感知模板当前开合状态，合模时间、开模时间，环境温度、模块面板温度状态，自动协调各部位动作。

5.如权利要求1所述基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，其特征在于，所述步骤7中，

移动式制梁台座在电机的驱动下，将梁柔性平稳送入蒸养房进行蒸汽养护；

所述梁体进入蒸养房后，一键启动，无需人工监控温度、手动调节阀门，智能控温系统设置的温度曲线，自动调节棚内温度；通过温湿度测试终端监测到的温湿度数据自动运算调节温度，保持蒸养房内恒温恒湿，实现梁体全方位智能养生，同时实现蒸养温度曲线记录。

6.如权利要求1所述基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，其特征在于，所述步骤7、步骤10中，

所述移动台座包括信息化移动台座控制系统、智能移动台座摆渡系统组合构成；达到进行信息化移动台座控制和智能移动台座摆渡；

所述信息化移动台座控制包括通过遥控操作对应工位的小车进行慢进、慢退、快进、快退，以及柔性启动、柔性停止等控制极大程度降低对梁体的扰动，梁体移动，平稳安全，避免台座启动与停止过程的冲击造成的梁体断裂的情况发生；实现台座移动速度多段可调，操作人员手持无线遥控器操作，可随时掌握梁体移动姿态，确保梁体移动安全；

所述信息化移动台座控制包括位置信息采集功能，当前移动制梁台座的编号，台座移动系统记录台座的行走状态、停靠时间、感知位置信息，方便移动台座与模板之间的对位操作；根据预设的参数，及时发出相关指令，提醒工作人员进行台座上梁体的循环作业；

所述信息化移动台座控制通过釆用多轮组跨轨环形轨道移动，形成环形流水生产线；

所述信息化移动台座控制通过采用变频调速+无线远程控制技术，进行位置实时感应，电机柔性启停，极大程度降低对梁体的扰动，避免台座启动与停止过程的冲击造成的梁体损伤、断裂的情况发生；所述台座移动速度多段可调，操作人员手持无线遥控器操作，可随时掌握梁体移动姿态，确保梁体移动安全；

所述智能移动台座摆渡包括通过移动式制梁台座横移摆渡车，以完成制梁台座行走线路的换线，实现环形生产，横移摆渡车，两车采用PLC+编码器+变频器编程控制，每条生产线配置2台横移摆渡车，两车采用PLC+编码器+变频器编程控制，可实现平稳启动和停止，极大程度实现两车同步；采用多轮组跨轨技术，无需十字交叉轨，可实现到位停止位置感知，半自动摆渡的功能。

7.如权利要求1所述基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，其特征在于，所述步骤10中，

包括进行强度和弹模实验后进行移动台座移梁至张拉区张拉；

包括采用智能同步一次对称张拉和智能压浆施工技术系统进行箱梁预应力张拉；

所述智能张拉系统由智能千斤顶、油控控制系统、配套材料三部分组成；

所述同步张拉系统是一种智能预应力张拉系统设备；

包括以下步骤，

步骤10-1、安装连接装置后，在控制软件中输入对应参数，点击运行后实现自动张拉、持荷、回油等操作，并同时保存、上传张拉时张拉力、伸长量等数据，实现智能数字化预应力张拉施工；

步骤10-2、通过系统控制软件输入控制流程后，预应力张拉设备实现自动控制功能；

步骤10-3、通过对张拉千斤顶油压监控、控制，实现零至设定力值持续张拉、持荷、卸载状态的自动控制；

所述预应力智能张拉设备自动一次对称张拉，可精准同步升降压，实现预应力精确同步张拉；设备实时显示张拉力及预应力筋伸长量，系统自动记录数据表，无法篡改，实时上传至“智廉湖杭云控平台”，实现动态管理和历史溯源。

8.如权利要求1所述基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，其特征在于，所述步骤12中，包括以下步骤，

步骤12-1、当梁体混凝土强度达到设计强度100％，移动式制梁台座将预制梁输送到预应力施工区相应位置；

步骤12-2、智能张拉压浆完成后，由龙门吊将箱梁从移动台座上起吊移位至存梁台座上存放；

步骤12-3、待相应的桥跨桥墩和盖梁施工完成后，运梁车将箱梁动至相应的桥跨位，架桥机进行箱梁架设。

9.如权利要求1所述基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，其特征在于，所述步骤2、3、5中，所述钢筋绑扎包括以下步骤，

步骤a-1、钢筋由钢筋加工厂集中加工，采用仓储式集中配送；

步骤a-2、钢筋骨架均采用定位胎架进行定位绑扎，抽拉式定位胎架对钢筋进行定位；

步骤a-3、钢筋骨干绑扎完成后，采用多点式整体吊架吊装至混凝土浇筑区移动台座上方。

10.如权利要求1所述基于信息化管理智慧梁厂预制梁生产线一体化应用施工方法，其特征在于，

包括全程由在线监控系统进行智能化监控，实时采集施工数据，根据现场实际进行相应的开发，可以在公有云、私有云、虚拟机、实体机进行部署；针对纷杂的现场环境，拥有完备的解决策略，并有丰富对外接口，方便给第三方系统提供数据；对预制梁生产混凝土运输、布料、模板、振捣、走行、蒸养等生产环节信息的采集与存储；并预留对外接口，方便给第三方系统提供数据支持；

所述监控包括采用智慧梁厂监控中心4K高清大屏幕数据看板，进行实时状态及数据显示、历史数据、趋势曲线查询、视频监控、报表功能、报警功能及用户管理；

包括通过整合智慧梁场先进硬件下的各个软件系统，应用物联网+数据分析技术，打造智慧梁场中央控制平台，平台分为混凝土拌合、混凝土振捣、蒸汽养护、智能张拉压浆、智慧用电、智慧喷淋、视频监控七大模块，实现了梁场全预制周期生产数据的全方位监控，以及对施工生产各阶段、施工内容的可视化、数智化监管；将生产端数据与监管平台进行了互联、互通，使整个制件过程完成“智慧”检测和施工过程“数字化存档”，便于进行动态监管和历史溯源。

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