智能技術讓高鐵站房“綠”意盎然

矯陽

只需45秒，屋面420扇玻璃天窗就能一鍵開啟，并隨著光照、風力、降雨及室內外溫差自動選擇開閉角度。

近日，新建廈門北站公交樞紐站完成主體結構封頂，其建筑面積約1400平方米的天窗也施工調試成功，標志著國內站房面積最大的側懸式模塊化滑移啟閉感應智能天窗建成。根據廈門地區以往的天氣計算，運用這項智能天窗技術，預計每年可減少約40天的通風系統運轉，相當于每年減少14.13噸二氧化碳排放。

黨的二十大報告指出，推動能源清潔低碳高效利用，推進工業、建筑、交通等領域清潔低碳轉型。“為響應國家‘碳達峰’‘碳中和’的戰略目標，在新建廈門高鐵站房項目中，我們探索了多項感應式智能天窗、太陽能光纖照明等綠色新技術應用，讓高鐵站房建設不斷變‘綠’”。中鐵建設集團有限公司新建廈門北站項目負責人耿彬說。

新建廈門北站位于既有廈門北站北側，是國內首條跨海高鐵福廈鐵路全線技術難度最大的站房，也是福建省內規模最大的換乘中心，建筑面積25萬平方米。

新建廈門北站采用了多項綠色設計降低能耗。

正上方屋面采用感應式智能天窗設計。整個天窗呈人字形，高差2.6米，由420個單重180公斤的工廠預制化模塊構成。分布在天窗四周的風雨感應器，可根據每天實時監測的光照強度、風力大小、降雨及室內外溫差等數據，自動開合天窗及窗簾，為旅客營造舒適換乘環境，同時實現節能降耗。

這塊智能天窗十分“聰明”。“不僅能實現傳統的聯動，還可以自定義調整天窗的開合角度、開合時間及窗簾的覆蓋面積。”中鐵建設集團有限公司天窗施工負責人潘峰潭說。

得益于預制化技術，施工現場僅用15天就完成了安裝，極大地提高了施工效率。

新建廈門北站屋面設計安裝的是智能光纖照明系統，面積達7000平方米，居全國之首。

“智能光纖系統宛如向日葵。”耿彬說。原來，整個智能光纖系統的光纖長度超過10萬米，并可以通過采光機每天自動精準追蹤太陽方位。耿彬介紹說，該系統一次光能利用率最高可達80%，較國外同類型產品提升120%，全年可節約用電約40000千瓦時。

新建廈門北站中軸線正下方，是運營中的廈門地鐵1號線。站房基礎底部距地鐵隧道僅3米，重合長度達250米。地鐵1號線每天往返運營達300余次，一旦施工有誤，將對地鐵運營造成極大的安全隱患。

面對地鐵保護、復雜鋼構等安全施工難題，建設團隊遵循“守底線、補缺陷、除隱患、防風險”的安全專項整治行動目標，全面應用智慧監測手段，確保工程建設安全可控。

“我們在地鐵隧道內布置了83個監測點位，實時監測地鐵結構位移、沉降等各項參數，保證施工安全。”耿彬說，通過自動地鐵監測，團隊把看不見的地下情況以數字化的方式直觀呈現到地面終端系統，科學指導安全施工。

智慧監測手段無處不在。

新建廈門北站站房鋼屋蓋南北跨度約267米，東西跨度約143米，由22705根桿件拼接而成，拼接截面約54222個，屋蓋最高點與最低點相差24米，總重量7423噸。

“金屬桿件看似堅不可摧，但在施工過程中由于受力、溫度等條件的變化，桿件內部會自發產生應力形變，憑肉眼難以分辨，存在安全隱患。”耿彬說。

為保證工程復雜鋼構時時處于健康狀態，項目團隊研發了鋼結構健康監測系統，對鋼結構在安裝過程、整體提升和卸載后的受力狀態進行全面“體檢”。

“安裝在鋼構件上的136個陣列傳感器，可實現每秒30次高頻采集，實時感知鋼結構施工全過程的應力、撓度、位移和溫度變化等狀態，并將數據傳至電腦、手機等系統終端。”耿彬說，鋼結構健康監測系統提供的預警功能，讓施工管理人員一目了然。

此外，施工現場還安裝了AI全景機器人轉動“鷹眼”，對施工現場進行360度巡檢，小到不扣安全帽戴等不安全行為都能一一捕捉，全方位確保了安全監管無漏洞。

工期緊張，如何構建高效建造體系？“我們通過引進各類智能化生產設備、建立智慧管理平臺等多種措施，持續提升施工效率。”耿彬說。

在基礎和主體施工階段，項目部搭建了數控鋼筋加工中心。通過引進數控調直彎箍一體機、自動碼垛機器人、數控鋼筋籠滾焊機、智能鋸切套絲機等15種智能鋼筋加工設備，每天可加工鋼筋300余噸。“只需在系統上輸入所需鋼筋的參數，便能一鍵下發指令到對應的智能設備，做到按需定制。”耿彬說，通過智能化、產業化生產，在大幅減少人工投入的同時，日均產能提高30%，鋼筋用量也節省了9%。

混凝土澆筑凝固前的刮平工序，俗稱“收面”。項目部摒棄了傳統的人工收面，改用自動收面機器人，通過遙控和提前進行AI設定，機器人自動找平收面，從過去的10毫米優化到4毫米內，施工效率提升了2倍。

在鋼結構施工中，為保證結構穩定性，焊縫表面絕不能出現裂紋、焊瘤等缺陷。以往，部分超壁厚鋼構件，僅焊接一條焊縫就要耗時40小時，需安排多名焊工倒班輪換不停歇工作。項目技術團隊探索應用智能焊接機器人替代人工進行焊接。

“焊接機器人自帶的攝像頭與智能芯片，將焊接深度和焊接路線的調整精確至毫米級別，避免了人工焊接時手抖、注意力不集中等影響焊接質量的問題。”耿彬說，相對比人工焊接，機器人焊接時長縮短了3倍，焊接質量提升了2倍，且焊縫100%一次性通過UT超聲無損探傷。

圍繞提升現場機械施工工效的問題，項目技術團隊建立了機械物聯網管理平臺。現場上百臺大型施工機械均安裝了智能監測芯片，每臺機械每天的作業情況都被精準傳輸至該平臺進行計算分析，幫助項目管理人員及時調整閑置或工作效率低下的機械。

“智能設備、智能平臺的應用，讓我們實現了工序的高效推進，最終工程主體結構提前15天封頂，鋼結構提前23天合攏，金屬屋面提前16天封閉。”耿彬說。

新建廈門北站施工建設已進入最后的百日沖刺關鍵時期，預計5月底將完成裝飾裝修工作。新建廈門北站總體規模將達到13臺27線，建成運營后，年旅客發送量達5000萬人次，將串連起福州、廈門“一小時生活圈”和廈漳泉“半小時交通圈”，形成一條黃金旅游帶，進一步促進福建沿海城市群快速發展。