全国首台装配式车站90吨+90吨智能门机 完成安装任务

深圳地铁6号线二期工程华夏站装配式施工现场，一只“手”正有条不紊施工作业中。终于，车站胜利封顶。

而这只“手”已持续工作425天，共计吊装2242块、96259.28吨预制构件，圆满完成深圳地铁沙浦站、市中医院站、华夏站等3座装配式车站“搭积木式”的安装任务。

这是谁的“手”？

此乃中国电建水电七局夹江水工研制的全国首台装配式车站90吨+90吨智能门机的“智能机械手”。

拥有这只“智能机械手”的“大型智能起重金刚”，身长24.7米、体重234吨，作业时它看似张飞穿针，其智能化高精度运行水平实则非人力能及——它运行更精准、更平稳，效率更高！

至于它的花式大招——超长重大件均载技术、构件姿态调整技术、辅助台车位置调整就位技术、精确定位及精准对位技术、自动路径规划及避障技术、构件装配数据管理系统……拗口？几个数字给诸位露一手！

“1毫米，拿捏”

何谓“装配式车站”？

通俗地说，就是所有钢筋混凝土预制构件都集中在工厂生产好，最后只等施工现场一次性像搭积木一样，一块一块将地铁车站主体结构拼接成型。

怎样才能做到把全国地铁装配式车站单块构件重量之最的预制构件们如榫卯一般拼接到位？

吊装，是装配式车站施工的一道难题。

装配式车站具有绿色技术集成、BIM技术集成、智能化集成、标准化集成、工业化生产、装配化施工、信息化管理、一体化精装等特点。但在现场也存在预制构件种类繁多、安装精度要求高、安装工序复杂等施工难题，尤其是预制构件在地面以下的基坑中安装，为避免基坑两侧塌陷，坑内设置了三层纵横排列的钢支撑和混凝土支撑，间隙狭窄，像一道道红外线报警器——要将128.8吨重混凝土预制构件像搭乐高积木一般，严丝合缝拼装到位，就得看这台门机到底有几把刷子了。

“精确定位及精准对位”就是它的第一个大招技能——上百吨重的门机吊装起上百吨重的预制构件，运行精度为毫米级别——1毫米以内。

了解门式起重机的人都知道，上百吨自重的门机起吊起上百吨重的预制构件，或因吊钩摇摆，或因车轮打滑，或因车轮磨损……造成行走误差不可避免。

智能门机经夹江水工研究人员装备升级后，却将运行精度“拿捏”在了“1毫米以内”。在“自动定位操作”模式下，起升机构和小车依托智能操作系统、数据库自主路径规划功能、不同部位的多重传感器等精确运行到指定位置，智能定位精度可达到5毫米以内，大车运行智能定位精度可达到10毫米以内。若预制构件“巨型积木”位置仍有细微偏差，可启动门机“隐藏技能”——“微动功能”，小车行走方向通过变频技术进行微调，精度可达2毫米以内；大车轨道方向、起升的微调功能调整精度可控制在1毫米以内。

夹江水工总工程师杨芳自信地说：“我们的‘精确定位及精准对位技术’在轨道交通施工领域可以说是全国首创，实实在在解决了装配式车站现场施工精准吊装难题。”

“0.1度，拿捏”  

装配式车站预制构件大致分为七类，底板、中板、纵梁、顶板、侧墙、立柱、出入口环框梁等。从它们的名称不难看出，其吊装姿态并非单一平行下放，门机的设计还需满足构件翻身、狭窄空间避障、吊具可旋转、吊装不同构件等要求。

夹江水工对构件姿态调整技术进行攻关，研发出可360度旋转的智能专用吊具。

该智能吊具在行业内首次配置独立的电气控制系统，采用无线通讯遥控驱动吊具360度无死角吊装构件，大大提高了吊具操作的灵活性和工作的可靠性，吊梁旋转角度控制精度可达±0.1度。

此外，研发团队考虑到预制构件长度较长，在多点起吊情况下，为避免因受力不均对混凝土预制构件造成不可逆损伤，对“超长重大件均载技术”进行细致研究，在专用吊具上采用均衡油缸技术均衡各吊点受力。

经现场实际使用，为装配式车站量身打造的专用智能吊具完全满足了基坑安装预制构件高精度控制的要求，并已获取相关技术专利。

“20厘米，没门”

诸位应该都见过挑水吧？

日常生活中，体格再健壮的人挑起几十公斤重的水，在物体的惯性力作用下，行走时都不可能做到让水桶纹丝不动、滴水不漏——更不要说吊装形状各样、上百吨重的预制构件了——吊钩摇摆是不可避免的。

无论门机小车、大车、起升机构运行得多么精准，摇摆的预制构件又怎么能实现被高精度拼装呢？

为最大程度实现高精度对位的目标，夹江水工攻关研究电子防摇技术，成功开发出电子防摇应用程序。在没有防摇控制时，吊钩的摆动为20厘米左右，矿泉水瓶一般长。虽然相比22.5米的预制构件来说，20厘米就是“推一把”的功夫，但对于有“技术洁癖”的研发人员来说：“20厘米，没门！”“智能门机就该一步到位”“我们必须给业主提供最周到的技术服务”。

通过电子防摇系统的防摇控制后，吊钩达到了较好的防摇效果，完全满足了装配式车站高精度吊装的要求。

“第一台，首创”

夹江水工作为拥有五十多年传统的水工制造业龙头，始终牢记央企的初心使命，牢记建设“制造强国”的责任担当，2017年1月，走出舒适圈，自主立项“水电站智能门机”科技项目，正式开始“智能门机”的研发工作。

“什么是智能门机？”

“智能化如何展现？”

“如何实现机械和电气的进一步融合？”

…………

其实，这些问题最初也曾像一团迷雾阻隔在机械和电气设计师的眼前。

“对水电行业来说，这是‘无人区’。”机械设计研究院院长范如谷对研发过程仍历历在目，“那时候我们到处搜集国内外智能门机文献资料，组织设计人员培训进修，与高校协作……”副总工程师蒋从军说得很实在：“我们从一开始就在考虑门机怎样实现全面感知、全自动化运行、智能诊断远程维护，这一定是未来的趋势，前提是怎样和机械设计的伙伴‘打好配合’，做好关键技术开发，赋予设备智能。”

夹江水工智能门机研发团队一步一个脚印，2018年12月，“水电站智能门机”科技项目在电建集团获得科技项目立项。经过潜心研究、内部反复试验，以及在水电行业首台大型智能门机白鹤滩水电站1600吨门机、全国首台装配式车站90吨+90吨智能门机等项目工程中检验，2022年，夹江水工科技项目“水电站智能门机研制”荣获中国电建科技进步一等奖，被鉴定为总体达到国际领先水平。

“我们有信心、有能力、有决心，未来把‘夹江水工’牌智能门机、智能产品做得更好，这只是一个良好的开端。”夹江水工总工程师杨芳、副总工程师蒋从军以及所有为之奋斗的设计师们默契地说了同样一句话。