机械自动化在土木工程施工中的应用
马海岩

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马海岩,. 机械自动化在土木工程施工中的应用[J]. 中国土木工程,2024.4. DOI:10.12721/ccn.2024.157035.
摘要: 土木工程属于建设工程中的一项关键项目,实际施工环境较为恶劣,存在较多作业区域仅凭人工力量无法进行操作,为确保工程顺利会使用到多样类型的机器设备,在土木工程施工规模扩大后,传统人力操控的机器已经无法满足工程要求,需要通过引进机械自动化,与施工机械设备实现有机融合,利用智能识别、监控等功能,提高机器操作的精准度,保证机群运作的有序性和安全性。基于此,本文首先分析了机械自动化在土木工程施工中的具体应用及应用要点,之后简要阐述了提高机械自动化应用效果的对策。
关键词: 机械自动化;土木工程;技术应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157035
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在以往土木工程施工方式中,采用了人工同常规机械设备相结合的方法进行作业,难以对施工环境进行较为准确的判断,极易受到自然条件或是人为因素的影响,而出现操作误差,引发一系列施工问题,例如施工质量较差、环境污染较高、施工进度较慢等,不仅影响着整体施工效果,甚至会威胁到施工人员的生命安全。因此需要不断创新土木工程施工技术,机械自动化的应用可以简化土木工程施工操作难度,降低施工工序的复杂性,精准预判施工异常情况,保证施工安全与效率,增加经济效益与社会效益。

1.机械自动化在土木工程施工中的具体应用

1.1推土机与挖掘机的自动化应用

推土机和挖掘机作为土木工程施工的关键装置,对整体施工效率、质量具有较大的影响。通过和机械自动化相结合进一步强化了施工水平,满足了新时代下的施工需求。将机械自动化应用于土木工程后,最早创造的融合结果为:研发出具有自动化铲刀的推土机,主要运作原理为在推土机主机身部分设置支持开关控制的反馈操控系统,在运行时,可根据施工场地实际情况进行针对性作业。在现代化技术手段逐渐成熟、进步后,为机械自动化的发展创造了有利环境,涌现出了激光自动化系统操控的推土机器,主要包含三种关键设备:即感光器、控制设施和投光器。但后续在使用时暴露出一定缺陷,导致未能得到正式普及。在电子技术产生后,促进机械自动化实现较大创新和优化,彻底解决了以往自动化控制系统中存在的问题,有效结合了激光系统与自动直线加工系统,将施工运作的精准度提高了3倍,为提升土木工程施工质量提供了有力支持。

1.2摊铺机器的智能化应用

摊铺机器也属于较为重要的土木工程施工设备之一,对于保障施工进度、作业速度具有积极作用。在实际土木工程施工过程中,应用智能摊铺机器,可灵活便捷开展纵向、横向的摊铺工作,在保证施工效率的基础上,还能提升施工效果,节省了人力资源,在设置了智能调频装置后,具备了混合料自主供料功能,根据摊铺情况和用料程度,自主供给、调节用料量,从而降低了材料耗损率,确保了材料摊铺厚度的均匀性,使摊铺施工结果达到工程规定标准,避免了重复返工、延长施工工期等情况的发生。

2.机械自动化在在土木工程施工中的应用要点

2.1辨认和评价施工对象

在土木工程施工过程中,想要保证各工作环节顺利开展,应让自动化施工装置具有详细、完整的现场环境信息、场地状况数据、工程图纸资料等,来切实提高施工质量。因此,需要充分发挥机械自动化的优势和作用,凭借智能机器所具备的辨认、评价对象功能,采取超声波感应技术、图像辨别技术,开启无人液压挖掘机中的感应装置,采集施工现场中各个区域布设信息和事物布局,将形成的超声信号进行记录、解析、转换形成数据,之后进行精确化施工。

2.2机群控制

土木工程施工时常会采用多个操作项目同步进行的施工模式开展作业,在这一情况下,为确保工作效率免受影响,需要让多种机械设施同时运作,如果出现操控失误将会导致机器运行失常,出现施工混乱情况。在机械自动化普及后,有效避免了这一问题产生,借助该技术中的机群控制功能,当具体施工时,预先在现场规划出专门操作区域,建立中央机械设备控制室,统一掌管全部机器设施相关的信息数据,通过智能系统对机器运行数据进行实时监控,可实现精确化操纵,预先察觉运作异常情况,给予及时管理和解决。

2.3位置识别

位置识别功能可帮助机器设备在无人操控的情况下,对施工现场的地理信息数据进行准确掌握,不仅可获知自身具体位置,还能了解周围施工环境情况,进而通过分析判断后选择最佳方式开展工作。在现阶段,机械自动化得到广泛应用后,使得大多数施工器械均具备了位置识别系统,在此基础上,施工器械可有效获取位置信息,具体而言,该功能包含两种识别模式,一是外部识别模式,二是内部识别模式。针对第一种主要应用原理为:事先在施工场地中布设基准点,通过超声波与电磁波技术来达到位置识别的目的。针对第二种模式的应用原理为:在机器中设置速度检测感应器,来获知位置信息。

2.4施工现场安全管控

土木工程在开展过程中极易受到多种因素的影响,导致安全风险事故时常发生,所以施工现场的安全管理工作具有一定重要价值。将机械自动化和施工设备进行结合后,使之具备安全监管能力,协助安全管理工作有效开展。该项功能主要通过在机械设备中设置中央控制系统,让机器敏锐感应到施工环境中存在的障碍物并自动躲避,防止出现多台机器运作碰撞情况,提高了现场施工的安全性和秩序性。

2.5位置诱导

与机械自动化结合后施工机器设备还具有位置诱导功能,在实际应用过程中,可依据预先输入的运作路线信息进行自动作业。借助图像处理技术、超声波感应技术让机器设备按照计划运行,并在施工结束后进行自动复位。为土木工程施工工作节省了较多不必要的操作,简化了施工工序,降低了施工难度。

3.土木工程施工提高机械自动化应用效果的对策

3.1加大对机械自动化的重视程度

在以往土木工程建设工作中,主要依靠人工力量开展作业,缺乏先进技术的支持,施工进度难以加快,施工工期较长。在机械自动化出现后,可以有效增强施工力量,保证建设进度和质量,减少大量人力、物力成本,可不断适应现代化建设的需求。因此,需提高对机械自动化的重视程度,积极促进机械自动化在土木工程中实现广泛运用,推动土木工程施工朝着科学化、专业化方向发展。另外,要及时建立健全施工机械自动化保障机制,监督执行运作过程,达到施工管理多元化的效果,提升施工作业的规范性,真正发挥出机械自动化优势。

3.2加强对施工人员的专业培训力度

要使机电一体化在土木工程建设领域得到推广运用,不仅要有专业能力较强的技术人才,还需具备熟练控制设备、系统的操作人才。在现代化建设环境中,传统建造工人已经无法满足工程施工需求,建设单位应引进更多综合型的技术施工人员,或者加强对现有施工人员的培训力度,从而确保施工工人明确掌握机械自动化的应用技术要点与原理。为此,要组建训练机构,注重进行机械自动化实践操作练习,帮助施工工人积累运作经验,强化技术应用熟练度,并成立装备维护保养部门,给予机械自动化以可靠的后勤保障。

结语:机械自动化对于加快土木工程施工进度,增强施工秩序性与安全性,节省人力、时间成本等方面具有重大意义和价值,为施工工作高效高质开展提供了有利条件,想要充分发挥出机械自动化的优势和作用,强化土木工程施工的精准性,需要求施工人员积极对新时代先进技术进行深入学习研究,熟知机械自动化的各项功能、应用原理以及适用条件,掌握同施工机器设备的结合方法,进而推动土木工程建设实力得到持续提升。

参考文献:

[1]刘艺.基于多模态参数的土木施工工程机械自动化方法研究[J].自动化与仪器仪表,2022,(08):114-117+121.

[2]李晓光.谈土木施工工程机械自动化[J].河南科技,2015,(22):183.  

[3]赵夏清.论机械自动化在土木工程施工中应用[J].自动化与仪器仪表,2015,(08):64-66.

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