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▲合龍后的漢江特大橋

始建于20世紀80年代的京港澳高速公路是全國最早貫通南北的交通大動脈之一，也是“2035年國家綜合立體交通網(wǎng)”的重要組成部分。它北起北京，南至香港、澳門，途經(jīng)眾多省市，連接著京津冀、中原城市群、長江中游城市群和珠三角等重要經(jīng)濟區(qū)。

京港澳高速湖北段是第一條縱貫湖北南北的高速公路，也是當時湖北省建設規(guī)模最大、技術(shù)標準最高的跨世紀宏偉工程，距今已運行20余年。據(jù)測算，京港澳高速湖北北段近年來的日均車流量已超16萬輛次，超出原設計交通流量甚多，改擴建施工勢在必行。2023年1月，湖北交通投資集團有限公司投資210.1億元開工改擴建京港澳高速湖北北段，將其由雙向四車道擴展至雙向八車道，這也是湖北首條改擴建的高速公路。位于武漢的漢江特大橋作為其中的控制性工程，建成后，對提升該通道的通行能力、完善湖北省高速公路路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、引領(lǐng)湖北全省高速公路向智慧化轉(zhuǎn)型升級、促進武漢城市圈產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、推動區(qū)域經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。

塔吊遠程地面智控施工技術(shù)是漢江特大橋施工中的一項重大創(chuàng)新舉措，為施工過程帶來了全方位的變革與提升。

操作者工作環(huán)境艱苦、勞動強度大、身心壓力重，施工面臨多種安全風險等是傳統(tǒng)塔吊作業(yè)模式的種種弊端，亟需一種創(chuàng)新技術(shù)來打破僵局。

漢江特大橋改擴建首次在國內(nèi)橋梁施工中采用了塔吊遠程地面智控施工技術(shù)，成功將操作者的工作場地從高危的空中轉(zhuǎn)移至安全舒適的地面智慧中心。這一技術(shù)的核心在于通過在塔吊的塔身上安裝一系列先進的無線設備及多個高清相機，構(gòu)建起一個360度無盲區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)。這些相機分布于起重臂兩側(cè)、平衡臂兩側(cè)、起重管臂根上及小車下方、起升卷筒前方等關(guān)鍵部位，能夠?qū)崟r捕捉塔機運行過程中的每一個細節(jié)，確保無視覺死角。

▲江漢特大橋施工采用了“數(shù)控吊罐+智能布料一體化”高墩施工技術(shù)

在地面智慧中心內(nèi)，則配備了一系列先進設備，包括無盲區(qū)監(jiān)控屏、邊緣計算機終端、無線終端、聯(lián)動臺及智能安全帽等。通過5G或光纖或無線網(wǎng)通信技術(shù)，可將塔身相機采集到的視頻信息實時、高速、穩(wěn)定地傳輸至地面操作室的監(jiān)控屏上，操作者借助聯(lián)動臺，即可遠程控制塔吊的各項運行動作，實現(xiàn)了真正意義上的“天操變地操”。此外，配備的垂直跟鉤和側(cè)向跟鉤攝像頭更是一大亮點，它們能夠根據(jù)吊鉤的實時位置自動變焦和轉(zhuǎn)動，始終清晰鎖定吊運物品，為操作者提供精準的視覺輔助，幫助其準確無誤地完成起落吊操作，哪怕是在復雜工況下，也能確保吊運作業(yè)的精準性和安全性。

▲輕型筑塔機內(nèi)部

相較于傳統(tǒng)塔吊作業(yè)，塔吊遠程地面智控施工技術(shù)效率大幅提升，操作響應更迅速，吊運物料的平均時間縮短約20%。安全性方面，遠程控制極大降低了墜落、物體打擊等風險的事故發(fā)生率；費用方面，雖然初期需投入一定資金建設遠程控制系統(tǒng)，但長期而言，因工期縮減、安全事故賠償減少、設備維護便利性提升等因素，綜合成本降低約40%，整體經(jīng)濟效益顯著。

智控液壓爬模施工技術(shù)在漢江特大橋索塔施工中扮演著極為關(guān)鍵的角色，是確保索塔高質(zhì)量、高效率建設的核心技術(shù)之一。

傳統(tǒng)爬模在實際施工過程中依賴大量人工操作，施工人員需頻繁在復雜多變的高空環(huán)境下實施攀爬、模板安裝與拆卸等作業(yè)，強風、狹窄空間等因素都極大地增加了人員墜落、物體打擊等事故風險。在自動化程度上，傳統(tǒng)爬模幾乎依靠人力，工序之間銜接松散，施工節(jié)奏緩慢，制約了整體施工進度。混凝土養(yǎng)護更是一大棘手難題，傳統(tǒng)方式難以根據(jù)混凝土實時狀態(tài)精準養(yǎng)護，往往因養(yǎng)護不及時或養(yǎng)護條件控制不當，導致混凝土表面出現(xiàn)裂縫、內(nèi)部強度發(fā)展不均勻等質(zhì)量問題，對索塔結(jié)構(gòu)的耐久性構(gòu)成嚴重威脅。

相比之下，智控液壓爬模施工技術(shù)實現(xiàn)了地面遠程“一鍵操控”的革命性突破，這一創(chuàng)新成果得益于先進的智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過預設的優(yōu)化程序，能夠自動且精確地指揮爬模完成一系列復雜動作，包括爬升、下降及模板開合等。在爬升過程中，系統(tǒng)借助高精度傳感器實時監(jiān)測爬模各關(guān)鍵部位的運行參數(shù)，如位置、速度、受力情況等，一旦檢測到異常波動，立即啟動調(diào)整機制，確保爬升過程平穩(wěn)、安全。模板的開合動作同樣由智能控制系統(tǒng)精確控制，實現(xiàn)了快速、準確定位，不僅有效提高了施工效率，還大幅降低了因人工操作不當而導致的模板損壞或安裝誤差風險。

智控液壓爬模施工技術(shù)充分利用傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建起一個全方位、實時感知和反饋的智能監(jiān)測網(wǎng)絡。傳感器廣泛分布于爬模各關(guān)鍵部位，不斷采集油缸壓力、模架位移、視頻監(jiān)控和風速等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳輸至智能控制系統(tǒng)，經(jīng)過復雜而精確的運算和分析，為施工決策提供科學、可靠的依據(jù)。在混凝土澆筑過程中，系統(tǒng)依據(jù)采集到的模架位移數(shù)據(jù)，實時判斷模板的穩(wěn)定性，確?；炷翝仓|(zhì)量。

▲江漢特大橋在施工中應用了塔吊遠程地面智控施工技術(shù)

更值得一提的是，該技術(shù)中的智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)了對混凝土養(yǎng)護的智能化精細管理。通過在混凝土內(nèi)部和周圍布置溫度傳感器和濕度傳感器，系統(tǒng)能夠?qū)崟r精準掌握混凝土的水化熱變化動態(tài)及環(huán)境溫濕度狀況?；陬A設的養(yǎng)護標準參數(shù)，自動調(diào)節(jié)噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)實現(xiàn)了定時定量的精準噴淋。在混凝土水化熱釋放高峰期，系統(tǒng)會自動增加噴淋頻率和水量，加快熱量散發(fā)，有效防止混凝土內(nèi)部溫度過高而引發(fā)裂縫；在混凝土硬化后期，則根據(jù)實際情況動態(tài)調(diào)整養(yǎng)護策略，確?；炷猎谡麄€養(yǎng)護周期內(nèi)始終處于適宜的養(yǎng)護環(huán)境，顯著提高了混凝土的強度和耐久性。

此外，智控液壓爬模施工技術(shù)在提高施工精度方面表現(xiàn)卓越。索塔施工對模板的定位精度要求高，哪怕是毫米級誤差，都可能對索塔的整體線形和結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生影響。該技術(shù)借助智能控制系統(tǒng)精確控制模板開合和定位，同時結(jié)合高精度測量設備實時監(jiān)測和動態(tài)調(diào)整模板位置，使索塔的施工精度優(yōu)于傳統(tǒng)施工方式，為漢江特大橋的高質(zhì)量建設奠定了堅實基礎(chǔ)。

通過手機App、PC端及專門設立的控制中心，施工人員和管理人員可以實時全方位遠程查看和精準控制索塔施工。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，相關(guān)人員可立即通過遠程控制系統(tǒng)下達指令，及時調(diào)整施工參數(shù)或采取相應的應急措施，真正實現(xiàn)了“運籌帷幄之中，決勝千里之外”。這種遠程監(jiān)控和控制方式不僅提高了管理效率，還顯著減少了施工人員在高空作業(yè)的時間和頻次，進一步降低了安全風險。

“數(shù)控吊罐+智能布料一體化”高墩施工技術(shù)在漢江特大橋索塔施工中的應用，是一項具有開創(chuàng)性意義的技術(shù)創(chuàng)新，為高墩混凝土施工帶來了全新的解決方案，推動了橋梁建設技術(shù)的發(fā)展。

在傳統(tǒng)的橋梁墩柱施工中，尤其是在橋梁主塔尺寸較大或混凝土方量不斷增加的情況下，會暴露出混凝土輸送泵管拆卸、安裝工程量大等一系列問題，這不僅耗費大量的人力和時間，還增加了施工成本。而且，在施工過程中若設置眾多預埋件，會進一步增加施工的復雜性。輸送管清洗工作更是一項繁重的任務，清洗量大且難度高，若清洗不徹底，殘留的混凝土容易在管內(nèi)凝結(jié)，堵塞管道，造成混凝土澆筑中斷，影響施工進度。此外，混凝土澆筑不連續(xù)也容易形成冷縫，嚴重影響混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，進而影響橋梁安全性。

▲智控液壓爬模施工技術(shù)在漢江特大橋索塔施工中扮演著極為關(guān)鍵的角色

針對這些問題，漢江特大橋索塔施工團隊大膽創(chuàng)新，首次采用了“數(shù)控吊罐+智能布料一體化”高墩施工技術(shù)。該技術(shù)通過一系列精心設計的機械結(jié)構(gòu)和先進的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了混凝土吊運及澆筑過程的高度自動化和智能化。例如，設備搖臂與吊架和蓄能油缸之間采用巧妙的鉸接方式，使得臥式液壓吊罐靈活受料、載料。尤其當混凝土被輸送至施工現(xiàn)場后，通過與其他設備協(xié)同工作，臥式液壓吊罐可以準確地接收混凝土，并保持吊運穩(wěn)定，避免了混凝土灑落或離析；卸料時，通過操作換向閥手柄，與倉門油缸和倉門緊密配合，精準地控制卸料速度和卸料量、保持卸料平穩(wěn)，保證了施工的安全性和準確性。

“數(shù)控吊罐+智能布料一體化”高墩施工技術(shù)的又一關(guān)鍵創(chuàng)新點是回轉(zhuǎn)支承的應用。它賦予了變幅皮帶布料機強大的360度回轉(zhuǎn)功能，意味著布料機可以在水平方向上自由旋轉(zhuǎn)，將混凝土精準地輸送到索塔施工的各個部位，無需頻繁移動設備，不僅極大地提高了布料效率和范圍，使施工效率提升了約20%，還減少了因人工操作疲勞引起的質(zhì)量風險，有效規(guī)避了高空接長和拆除泵管等危險作業(yè)，降低了施工過程中的安全風險。

同時，行走電機與滑動齒輪、齒條配合，使變幅皮帶布料機具備了靈活的行走功能。在施工過程中，布料機可以根據(jù)需要沿設定軌道或路徑移動，進一步擴大了混凝土的布料范圍，確保了混凝土在索塔每個角落都能澆筑得均勻、準確。集料斗與皮帶機和布料斗協(xié)同作業(yè)，則實現(xiàn)了變幅皮帶布料機精準布料，有效收集和緩存混凝土，確?；炷凉倪B續(xù)性。

臥式液壓吊罐與變幅皮帶布料機緊密配合，則成功解決了傳統(tǒng)澆筑工藝中存在的一系列難題——徹底摒棄了工程對高壓混凝土泵的依賴，有效避免了因泵管堵塞而導致的施工中斷及一系列混凝土質(zhì)量問題。

在實際施工過程中，“數(shù)控吊罐+智能布料一體化”高墩施工技術(shù)還展現(xiàn)出了其他的卓越性能和顯著優(yōu)勢。例如，數(shù)控吊罐對混凝土坍落度的精確控制，使得混凝土在澆筑過程中具有良好的流動性和填充性，有效避免了空洞、蜂窩等質(zhì)量缺陷，保證了索塔混凝土結(jié)構(gòu)的密實性和強度。

2024年12月19日，漢江特大橋順利合龍，標志著京港澳高速湖北北段改擴建工程距離全段通車目標又近一步。通車后，將極大增強國家南北大通道的通行能力，有效緩解交通壓力，提升交通運輸效率，降低物流成本，同時對深化區(qū)域間經(jīng)濟聯(lián)系，推動沿線地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，促進武漢城市圈及湖北省的經(jīng)濟社會和諧發(fā)展具有深遠影響。