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数控机械技术在土建施工的应用

 论文栏目:机械技术论文     更新时间:2019/6/5 16:30:16   

摘要:结合国内几个比较典型的案例,借助美国天宝GCS900数控产品在几个大型道路项目精加工施工的实际应用,探讨了数控机械化施工的基本概念,指出了运作原理,总结了具体的施工工艺,最后剖析了其使用精度及成本方面的优势,望能为此领域研究有所借鉴。

关键词:机械技术;数控机械技术;应用

伴随科学技术的日渐发展与更新,数字化控制技术在此背景下,呈现出迅猛的发展势头。现阶段,其已经在多个行业当中得到广泛应用。需要指出的是,其在各领域中的应用程度,能够能够将此领域的现代化水平给间接性的反映出来。既往土建工程的平整度、坡度、标高等诸多外形参数,都是机械操作手对桩位予以目测,并采用手工操作土方机械的方式来进行控制的,并借助检查测量来进行调整、复核。需强调的是,因土方机械有着差异性的性能指标,而且机械操作手的技能水平也存在参差不齐的情况,受这些因素的综合影响,使得一些操作存在比较严重的随机性情况,如此一来,势必会对产品的一次验收合格率造成比较大的影响,使其直线降低。对此,为了能够较好的保证质量,提高合格率,返工难以避免,这样除了会使施工成本增加之外,还会造成大量的资源浪费,对施工进度及企业的整体形象造成直接影响。因此,在公路土建施工过程中,通过数控机械化施工技术的合理化应用,能够较好的将此些问题给解决掉。

1数控机械化施工的基本概念分析

所谓数控机械化施工,从根本上来讲,就是构建各种基础平台,比如三维设计图数据模型、数控机械控制系统、工地现场定位系统、数据采集系统等,以此为依托,与双向通讯技术相结合,对突破时间、工地信息资源以及空间的局限进行充分整合;此外,围绕单台或者多台施工机械,后者使工地内所有的施工机械,开展实施性、全方位、立体化管理,并是整个施工达到精准控制的目的。在各种土建基础工程项目当中,比如大型广场、矿山工程、道路工程、市政公用工程、机场、水利等,能够根据实际需要,把数字智能控制系统安装于施工机械上,比如摊铺机、挖掘机、平地机、压路机及推土机等,组建系统庞大、功能类型多样的数控智能设备,广泛运用在边坡修整、水稳基层、油面的摊铺、断面土石方开挖等工作中,除此之外,还可用于各个阶段的压实与验收工作当中。还需要强调的是,通过开展数控机械化施工,除了能够借助单机、多机组合,围绕某一工序,或者是分项工程,开展全面、深入的控制,还可根据现实情况,实施实多机械或者多标段之间的深层组合,如此一来,便能够为业务提供更好、更为优质的服务,使其更好的进行管控一体化操作。

2关于数控机械化施工的基本原理分析

针对数控机械化施工来讲,从基础层面来分析,即为运用智能机器人全站仪,实现定位控制的实时性与动态化,或者是利用以GPS为基础的RTK技术,对工程机械当前的三维位置,以及其具体状态进行实时且准确的获取;此外,针对此操作系统而言,能够根据现实需要,对来自各传感器的信号或者是定位系统的信号进行有选择性的接收,并将传感器的具体数值实时记录下来;除此之外,还能准确记录当前机器三维位置状态信息、数字化三维设计基准模型数据;通常情况下,可以以一种声音信号、数值及图形的方式,将机械工作部件的具体位置以及目标工作面的位置信息指示出来,因而能够为操作员工作提供引导,使其更加高效的开展各项施工操作。

3数控机械化施工的基本特点及工艺流程

3.1数控机械化施工的基本特点

针对传统的机械化施工来讲,其主要特点有:a。需要测量护桩、方桩,并且还需要多人进行配合,反复进行复核,因而有着比较低的效率;此外,其对外部条件有着比较高的依赖度,比如光线、天气等;工作人员的安全性比较差;b。借助桩位来完成检测、复核、调整等工作,在设备作业到位上,所采取的是人工指导方式,此外,收集、整理数据同样采用的是人工方式,机械频繁使用;c。设计变更数据以及现场工程数据难以做到及时、实施性反馈。d。由于采取的是分步骤静态控制方法,因而在实际生产过程中,可能会出现返工的情况。而对于数控机械化施工而言,其主要特点为:a。能够实现数据的直接输入,没有桩化施工,不仅能节约时间,还能节省成本,有助于工地设备组合效率的提升,并且还能提高整个施工的安全性。b。无需打桩参照,能够实现自动化控制,而且在数据采集上也能自动化完成,因而能够大幅减少机械的使用频率。c。可以对工程量及进度进行实时性监控,实现管理与控制的一体化。d。以动态化方式控制全过程,可大幅减少返工。

3.2数控机械化施工的基本工艺流程

比如路基填筑施工,其流程为:向系统导入设计数据,完成定位基站的假设,使所需要的施工机械始终维持同一定位基准,然后进行运料车装与卸料操作,完成后,利用数控推土机,把堆在一起的料散开,并对铲斗进行自动化调整,勇气粗平物料;使用数控平地机,依据设计要求与标准,就铲刀进行自动调整,然后精平处理;用数控压路机进行碾压,在此过程中,实现所压区域的压实遍数、压实度的实时显示;完成此操作后,及时将各种数据动态化显示出来。

3。3施工成本与经济效益对比

本文以数控机械化施工与传统机械化施工进行比较。为了能够更加方便的进行比较,特借助美国天宝GCS900数控产品(广州森达美赛泰电子设备公司提供),依据某高速公路施工试验段的各项数据,对两方法的施工成本及经济效益进行比较,两种方法的设备配备、施工时间及人员对比见表1。在此工程当中,选择了路基精加工段400m,分成2段,各200m,分别选用上述施工方法来操作,最终得知,采用数控机械模式施工,半天内完成(4小时),而且还是一次验收合格;而对于传统机械而言,其完成时间为1天(8小时),也是一次验收合格。人工费用对比。通过数控机械的合理化应用,可以实现无桩化施工,仅需测量工程师(1人)对路基外型参数进行收集与输入,不需要其他的辅助测量人员,这样能够较好的防治现场工作人员到处穿插而对机械施工造成影响,因而能够较大程度的预防安全隐患的发生;此外,还能减少人、财、物力的投入,节约人工费用。

4结论

综上,伴随我国整个交通产业的高速化、持久化发展,相关领域对施工质量、施工成本及施工工期提出了更多且更加严格的要求;在此背景下,如果仍采用传统的机械模式来进行施工,不仅难以满足各项要求,而且还不利于高效工程开展;而对于数控机械化施工来讲,其采取的多标段、多机联机作业方式,不仅能使整个施工工作变得更加的高效、优质,而且还能保证施工安全,实现整个施工、管理工作的智能化与数字化,应用效能突出。

参考文献

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作者:刘金金 单位:成都理工大学

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