翔安大桥背后的工程智慧:建发合诚如何精准跟踪100万米焊缝?

1月17日上午11时,随着首辆汽车驶过宽阔平坦的主桥桥面,翔安大桥主线正式宣告建成通车。翔安大桥项目西起枋钟路与金尚路交叉口,向东以连续梁桥跨厦门东侧海域,终于翔安大道,全长12.371公里。翔安大桥跨海段按照双向八车道设计,翔安段高架桥标准段为双向六车道。项目主线小客车限速90km/h,其他车辆限速80km/h,匝道限速40km/h,最快可实现5分钟跨岛通行。

继翔安隧道之后,厦门东部终于迎来第二条快速通道,将厦门本岛与翔安区更加紧密地联系在一起,“提升本岛、跨岛发展”的城市发展战略也由此开启新的篇章。

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▲翔安大桥 摄影:李鸾汉

01.翔安大桥背后:如何精准跟踪100万米焊缝

翔安大桥不仅对于厦门本地交通的提升有重大意义,从福建省乃至全国交通发展的角度而言也是浓墨重彩的一笔。它是厦门市"两环八射"快速路网的关键组成部分,也是福建省"六纵十横"规划高速路网中的重要"一纵"。

站在全国的角度看,翔安大桥还是“交通强国,福建先行”示范重点项目、交通运输部“平安工地”示范项目、全国首批“平安百年品质工程”创建示范项目。此外,翔安大桥还是继港珠澳大桥之后国内第二座、福建省首座全桥预制装配化跨海大桥。

除此之外,翔安大桥自身的规模体量与高标准的工艺水准要求,也在挑战每一个参建单位。

以大桥的钢箱梁焊接为例,为了焊接全长3.27公里的钢箱梁桥,产生的焊缝总长接近100万米,相当于50座长城相连;消耗的焊材用量1000多吨

这无疑是一个体量巨大的钢结构工程,如何确保海量的焊缝每一条都准确无误、并且牢固地焊到正确的位置上?这不仅是一个技术问题,更是一个管理课题。

作为工程质量的把关人之一,翔安大桥的第三方检测单位建发合诚 603909)子公司厦门合诚工程检测有限公司(以下简称“合诚检测”)专门拿出了最新研发的工程技术——钢结构无损检测智慧管理平台,通过建立三维模型对每一条焊缝实现了数字化、可视化的质量管理

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▲翔安大桥三维焊缝模型

大型钢结构工程的焊缝检测管理一直是一个难题。由于焊缝的数量十分巨大,加上检测工作通常会根据施工进度分阶段、分地点、分人检测,因此检测结果的纸质记录非常零散,资料档案难以长期保存、质量溯源信息也不准确。

而每当需要汇报工作进度、施工质量时,由于纸质报告无法直观反映施工质量等问题,检测团队又不得不在无数的纸质报告中查找资料,重新制作汇报材料,经常一汇总数据一天就过去了。为此,过去项目不得不安排专人来做这项工作。

针对这些工程一线的痛点,合诚检测为翔安大桥项目研发了钢结构无损检测智慧管理平台。该平台具有三维焊接结构全景可视化、二维测点分布可视化、检测结果可储存、可统计等优点,便于对焊缝检索和溯源。

此外,它还可通过大数据进行质量分析,有效地解决管理弱点,从而提高施工效率,降低项目管理成本。

02.把每条焊缝三维可视化:为质量保驾护航

在此次翔安大桥项目中,平台通过二维+三维技术,制作了一个大桥的三维模型,并在此基础上建立了焊缝地图模型,把项目中的每一条焊缝都数字化,并且给予每条焊缝仅有的身份识别码,再导入焊缝具体的位置、长度、检测时间、检测结果等全部信息,从而把每一条焊缝及其信息都实现了可视化。

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▲翔安大桥3D模型(局部)

实际使用时,相关人员通过浏览器或者App均可查看三维模型,并且可以进行平移、旋转、缩放、剖切甚至是漫游等操作,轻松查看每一条焊缝的缺陷位置、缺陷性质、责任人等信息。过去堆积如山的纸质报告,现在全部变成了三维模型中直观的点、线、面与数字,协作效率得到极大提升。

平台也对焊缝的检测结果进一步数字化与可视化,从而便于检索、定位和溯源。比如绿色代表焊缝检测结果正常,橙色代表一次返修后合格,红色代表二次返修合格。

累积了这些基础数据之后,平台的大数据优势开始显现。比如一个小节段里的检测结果超出正常水平,平台就可以发出质量预警,并运用大数据分析找出质量通病的规律,分析焊缝缺陷形成的原因:究竟是焊工的问题还是焊材或者是工艺的问题。检测人员再据此指导前端的生产环节改进工艺,减少后续的返修,一方面能为项目质量保驾护航,另一方面也能够节约项目成本。

除此之外,可视化的方式也可以便捷地对项目进度做管理。通过将三维模型与物联网关联,平台可以自动更新模型上的工程进度,比如钢箱梁的某个构件是否已经完成了成品生产、成品是否已经出厂、是否通过进场验收、是否已经安装完成。不仅如此,平台的管理优势还能够预测后续的生产状况,帮助项目做好工期控制。

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▲合诚检测钢结构无损检测智慧管理平台

据统计,在使用了钢结构无损检测智慧管理平台之后,翔安大桥钢箱梁焊缝一次检测合格率达95以上,最终合格率均达到100。同时,平台在整个检测过程中累积的数据,也可为翔安大桥后续的运营维护保养提供基础数据,还能指出需要重点养护的部位并提出建议。

03.“互联网+工程”:助力翔安大桥通过“中国钢结构金奖”现场评审

钢结构无损检测智慧管理平台的研发是合诚检测母公司建发合诚(603909)不断科技创新的一个缩影。

早在2020年,建发合诚在制定“2021—2025年战略规划”时就提出了“向数字化、智慧化工程管理转型”的目标。也正是在这一年,公司承接了翔安大桥的第三方检测工作,并在这一年启动了平台的研发,以期用“互联网+工程”的方式解决工程一线的真实难点和痛点。

目前,合诚检测的钢结构无损检测智慧管理平台已经成功完成实用新型专利及软件著作权的申请与注册。

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未来,这一平台也将被应用于除桥梁以外的城市综合体、体育馆、剧院等大型钢结构项目中,为检测工作赋能,实现降本增效。

下一步,平台还计划进一步向“可视化、信息化、智能化”升级,这或许也将带动整个检测行业的智慧化,为行业向绿色低碳转型做出贡献。比如,目前焊缝的检测结果还需要人工判断是否合格,而未来的理想状态是检测设备可以自动判定结果并实时导入平台,这就将带动设备厂商推出新的智慧化检测设备。

值得一提的是,去年12月18日翔安大桥项目还顺利通过中国建筑钢结构行业工程质量的最高荣誉——“中国钢结构金奖”现场评审。作为与鲁班奖齐名的中国建筑钢结构行业工程质量的最高荣誉,项目获奖也标志着该项目的工程质量达到国内领先水平。而这一份荣誉的取得的背后,也离不开建发合诚科技创新的支持。

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▲翔安大桥项目“中国钢结构金奖”现场评审会

实际上,建发合诚近年来研发的工程新技术远不止此。比如,公司研发的桥梁智慧检测管养平台,通过物联网技术来对桥梁的安全耐久水平做分析和诊断,可以有效防止桥梁的小毛病变成大毛病。

在工程新材料领域,公司的高性能沥青混合料超薄罩面技术是福建省住建厅科学技术计划立项项目,目前已在市政与公路等多处道路实施运用,取得了比传统沥青技术更好的经济及社会效益。此外,公司研发的泡沫混凝土也已经广泛应用于建筑结构加固领域,产品附加价值高,眼下发展前景良好。

作为一家为工程全生命周期提供技术服务的企业,技术优势一直是建发合诚的核心竞争力之一。建发合诚在2021年报中表示,公司在保持传统技术优势的同时,还将不断开拓新兴工艺项目,深挖既有成熟项目,从生产中提炼并提升有关基础工艺及新材料的关键技术。

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  ▲《建发合诚2021年年度报告》 (此时公司尚未更名)

“以工程智慧领航者”为目标,未来建发合诚将有更多的互联网+工程、大数据、无人机、机器人自动化检测等新兴技术在工程项目中运用。

从一个更大的视角来看,不断创新的工程技术一方面增强了企业的竞争力带来更大的商业回报,另一方面也带来了更加先进、强大的基础设施,从而促进经济和社会的发展。而这也正是建发合诚“心护工程,业馈社会”的初心。

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