T-JSJTQX 40-2023 公路工程小型构件人工智能流水线预制施工技术规程

ICS93.080.99CCSP66T/JSJTQX40—2023Technicalregulationsforartificialintelligenceassemblylineprefabricationof江苏省交通企业协会发布T/JSJTQX40－2023 II 12规范性引用文件 13术语和定义 14基本要求 25流水线组成及功能 25.1一般规定 25.2混凝土智能拌和系统 35.3混凝土智能浇注系统 35.4立体智能输送系统 35.5智能立体养生系统 35.6智能脱模系统 45.7智能码垛系统 45.8智能管理系统 46预制施工工艺 56.1施工流程 56.2施工准备 56.3首批构件预制 56.4混凝土拌制与运输 66.5模具脱模剂自动喷涂 66.6智能浇筑 66.7智能运送入库 66.8智能蒸汽养生 66.9智能出库、脱模和空模回流 66.10智能码垛 77质量检测 7附录A（资料性）人工智能流水线设备技术参数参考 8T/JSJTQX40－2023本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由江苏省交通企业协会提出并归口。本文件起草单位：无锡交通建设工程集团有限公司、江苏省交通工程建设局、无锡市航道工程有限公司、常州市交通运输综合行政执法支队、江苏森淼工程质量检测有限公司、镇江市综合交通事业发展中心、南通齐鑫电气自动化科技有限公司、扬州华建交通工程咨询监理有限公司、江苏省交通技师学院、江苏华通工程技术有限公司、江苏现代路桥有限责任公司、镇江市交通运输综合行政执法支队、华设检测科技有限公司、中交隧道工程局有限公司、苏交科集团检测认证有限公司。本文件主要起草人：张建伟、胡未艾、游栩之、方正东、谢国春、朱优、钮嘉迪、侯长存、徐德民、杨磊、何雨、祁剑锋、黄飞、张岩松、邱俊彦、孙海艳、施越、唐维韦、刘亚东、吴继远、范建峰、姜云、张贻能、吴振宏、李静、汪军伟、郭永涛、郑午、姜超、曹小平、曾强、张瑜、王兆凯、欧定福、王鹏泽、李玲、刘培艳、李翠霞、程亮、张胡贵、曲洪亮、雍骅、曹妍、章荣福、王芮文。本文件由镇江市综合交通事业发展中心研究员级高级工程师章荣福、江苏省交通技师学院正高级讲师曹妍、研究员级高级工程师王芮文主审。T/JSJTQX40－20231公路工程小型构件人工智能流水线预制施工技术规程本文件规定了公路工程小型构件人工智能流水线预制施工的基本要求、流水线组成及功能、预制施工工艺、质量检测。本文件适用于公路工程小型构件人工智能流水线预制施工。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T3797电气控制设备GB3838地表水环境质量标准GB8978污水综合排放标准GB/T34038码垛机器人通用技术条件GB/T36521码垛机安全要求GB50169电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50431带式输送机工程技术标准GB51145煤矿电气设备安装工程施工与验收规范JB/T9018自动化立体仓库设计规范JTGF80/1公路工程质量检验评定标准第一册土建工程JTG/T3650公路桥涵施工技术规范JB/T12751码垛机通用技术条件JB/T13712建筑施工机械与设备噪声测量方法及限值3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1人工智能流水线intelligentpipeline在公路工程小型构件预制施工过程中，为实现高效率、低成本、高质量、安全环保的建设目标而采用的基于人工智能理念的智能浇筑、智能入库、智能蒸汽养生、智能出库、智能码垛等全过程智能预制施工生产系统。以下简称“流水线”3.2堆垛机stacker能够实现智能行走和起升功能，在小型构件预制流水线中将模具架运送到巷道口或从巷道口运送到指定位置的智能控制设备。3.3小型构件smallcomponents2T/JSJTQX40－2023单个体积或单个外形体积在0.1m³以内的构件。3.4智能蒸汽养护系统intelligentsteamcuringsystem由电动蒸汽发生器、蒸汽输送管道、养生环境监测系统和智能控制系统组成的混凝土预制构件智能蒸汽养生体系。3.5穿梭车railguidedvehicle具备举升功能，可将模具运送到立体养生棚内指定位置的运输设备，又名有轨无人搬运车。4基本要求4.1应根据小型预制构件规模大小、工期要求、预制件储存数量需求等确定流水生产场地面积。一般情况下，小型构件流水线场地面积宜不小于800㎡。采用自供应混凝土的，应考虑混凝土智能拌和系统用地面积。4.2流水线预制施工现场应规划合理，美观清洁，应做好排水规划，施工养生用水排放和污水排放应分开进行，分别满足GB3838和GB8978的要求，不应污染周围环境。4.3流水线预制施工应在封闭区域进行，环境温度控制在在－2℃~50℃,相对湿度不大于95%，且应满足智能设备正常工作对环境的要求。4.4流水线预制施工电源采用三相五线制，供电容量应不小于240KW，电压波动范围应控制在380V±5%，电源频率应在50Hz±0.2Hz内，电气控制设备应满足GB/T3797的要求。4.5施工场地应采用水泥混凝土进行硬化处治，处治厚度应满足整体承载力要求，立体养生棚地面应平整。4.6流水线上各设备施工噪声应满足JG/T13712的要求。4.7应对主要设备和工具的承载能力以及基础进行施工设计和验算，具体要求为：a)模具架应满足在最大载荷条件下各向同性变形量小于计算跨度的1/1000，并满足JB/T9018的要求；b)布料机、上下架机、翻转机、码垛机基础在各种施工荷载组合作用下产生的作用力应不大于基础混凝土承载能力的0.85倍；c)应验算货架在各种载荷条件下的变形和强度；d)立体养生棚、堆垛场地应满足承载能力的要求，在设计最大荷载下，基础地坪的不均匀沉降变形不大于L/1000（L为长边长度e)模具采用高强加厚塑料模具，底板厚度宜不小于5mm，侧板厚度宜不小于4mm，塑模通常的循环使用周期宜不低于100次。5流水线组成及功能5.1一般规定5.1.1流水线应包括混凝土智能拌和系统、智能浇注系统、立体智能输送系统（包括智能回流系统）、智能蒸汽养生系统、智能脱模系统、智能码垛系统、智能控制系统和信息管理系统等。5.1.2流水线应实现混凝土数控拌和机智能控制、脱模剂自动喷涂、混凝土智能浇筑、构件智能入库、智能蒸汽养生、智能出库、智能翻转、智能脱模、智能码垛（部分异形采用助力臂码垛）等功能，宜实T/JSJTQX40－20233现构件智能打包功能。5.1.3流水线场地设计应涵盖“五区两线”，即混凝土智能拌和区、混凝土智能浇注区、智能蒸汽养生区、智能脱模区、智能码垛区和智能回流线、立体智能运输线。5.2混凝土智能拌和系统5.2.1该系统应包括混凝土数控拌和机及其智能管理系统。5.2.2数控拌和机应使用四仓式自动计量标准，粗集料宜按两种粒级进行采集和掺配。5.2.3数控拌和机单机生产能力应不低于60m3/h，总生产能力应满足单次最大混凝土数量需求。5.2.4数控拌和机应具有数据实时采集、存储和上传功能。5.2.5数控拌和机生产数据应及时上传至数控拌和机智能管理系统中，智能管理系统及时对数据进行分析，如数据超出规定范围，应能及时报警。5.3混凝土智能浇注系统5.3.1该系统包括智能布料机、振动输送机和脱模剂自动喷涂机及其控制系统。5.3.2智能布料机料斗存储容量和额定布料效率应根据流水线运行速度、构件尺寸、产量等确定，应满足连续生产的要求。5.3.4应采用混凝土布料机和振动台组合布置，振动电机控制系统应具有手动和自动两种模式，变频调速控制能实现振动电机的旋向、频率、振幅调整。5.3.3振动输送机输送速度与振动频率应匹配，满足连续浇筑条件下的混凝土密实度要求。5.3.5脱模剂自动喷涂机应具有计量和自动控制装置，应进行校准。5.4立体智能输送系统5.4.1该系统由水平输送线、立体输送机及其智能控制系统组成。5.4.2水平输送线包括入库输送线、出库输送线和模具架回流线，根据结构又分为滚筒输送和链式输送。5.4.3立体输送机包括上、下架机和出、入库堆垛机。5.4.4上、下架机由液压升降平台、接货平台组成。5.4.5出、入库堆垛机实现各巷道模具架的配送任务。根据上位系统要求，将模具架送到对应巷道口，或者将巷道口的模具架取走。堆垛机具备起升功能，可实现两层巷道取送构件。5.4.6辊筒输送机两侧装有导向保护装置。辊筒输送机的安全参数可参照GB50431执行。其主要技术参数见附录A。5.4.7立体智能输送机包括上/下架机和出/入库机，其主要技术参数见附录A。5.4.8电气控制柜中应包含PLC、变频器、电线电缆、条码阅读器、位置传感器、光电传感器等功能部件。工作环境温度和湿度应满足设备正常工作条件。5.4.9智能控制系统应实现输送线和输送机的协同控制。电气控制设备安装应满足GB50169和GB51145的要求。5.5智能立体养生系统5.5.1该系统由电蒸汽发生器、蒸汽输送管、立体货架和穿梭车、温湿度智能检测与控制系统等组成。5.5.2电蒸汽发生器额定蒸发量、额定蒸汽压力应根据养生空间的大小选择，额定蒸汽温度应不低于5.5.3温湿度传感器应在整个立体空间均匀布设，所测温湿度应具有代表性，当检测温湿度不符合要T/JSJTQX40－20234求时，检测与控制系统应具有自动报警的功能。5.5.4蒸汽输送管宜采用PVC材料管路，在养生区间内均匀布设。5.5.5立体货架宜采用横梁式组合结构，表面应做酸洗、磷化、喷塑处理，涂层厚度应不小于50μm。应有能力承受由货物重量分布不均所造成的变形。5.5.6穿梭车宜采用蓄电池供电，具有低电量报警功能，当无人搬运车电池电量低于阈值时，应能进行低电量报警。穿梭车的主要技术参数见附录A。5.5.7温湿度智能检测与控制系统由无线接收主机、无线温湿度传感器、电动阀门、本地控制器、声光报警器和以太网串口转换器等组成，通过设定时间、传感器采集的温度和湿度，将该数值上传至监控机房的服务器进行分析比较，然后自动发布控制指令，实现智能化养生。5.5.8该系统应能够严格保证预制小型构件养生的效果，避免由养生不足而导致的小构预制件表面缺陷和强度不足等问题，实现对预制小型构件养生的施工过程管理和智能化控制。5.6智能脱模系统5.6.1该系统由智能翻转机、振动机、桁架抓模机、模具智能输送系统及其智能控制系统组成，主要技术参数见附录A。5.6.2智能翻转机由智能翻转平台、震床、自动取模区域组成。翻转机宜采用双面辊道设计，模具盒翻转后，与输送线对接实现同步进出构件。5.6.3振动机位于翻转机后方，模具盒翻转后，通过输送线输送到振动机工位，实现模具的振动脱料。5.6.4桁架抓模机实现模具盒智能取模，抓取机械采用滑台导轨机构，采用XY坐标由伺服驱动器精准控制。5.6.5模具智能输送系统由主动输送辊道、托盘清理、托盘翻转、托盘输送等功能实现。5.7智能码垛系统5.7.1该系统由码垛机器人和智能托盘回流线组成。5.7.2机器人码垛区域分为排序工位和机器人抓取工位。排序工位是利用气缸和挡板进行配合，通过传感器实现抓取目标的准确定位。机器人抓取工位位于回流线的托盘上，托盘回流线实现码垛用托盘的自动流转，托盘回流线由双排滚筒线和转运线组成。5.7.3智能码垛系统主要技术参数见附录A。5.7.4智能码垛系统宜采用吸盘式设计，应能通过真空吸盘吸附脱模后的小型预制块，码放到托盘上，码放一层后通过升降装置进行第二层的码放作业。5.7.5码垛机器人应满足GB/T34038、GB/T36521和JB/T12751的要求。5.8智能管理系统5.8.1该系统应能完成流水线中混凝土智能拌和系统、智能浇注系统、构件智能养生系统、智能脱模系统、智能码垛系统、立体智能运送系统等的集成控制，实现整体协调。5.8.2应采用集成分散控制方式进行分枝系统管理，采用主控制器和从控制器实现整个系统的调度和协同。5.8.3应实现对生产流程图形化管理，便于现场操作工熟悉现场流程。5.8.4应能实现远程监控功能，监控范围应涵盖流水线上所有关键工序，具有实时预览、历史回放、设备管理、系统管理等功能。5.8.5应实现现场重要数据可监视化，并应实现对蒸养室温度与湿度等重要数据实时观测与控制。5.8.6应实现现场预制件产量的实时更新，查询以及报表等功能。实现现场仓储系统数据化，形成产量可视化。T/JSJTQX40－202355.8.7应实现对现场设备故障管理的功能，可完成现场故障的实时、历史记录，对现场控制系统远程进行维护。5.8.8系统组成及参数配置可参照附录A执行。6预制施工工艺6.1施工流程流程见图1。施工准备穿梭车运送穿梭车运送6.2施工准备6.2.1施工前应编制流水线预制施工的专项技术方案，明确流水线布设方法和施工组织方法。6.2.2在施工前应对流水线进行全面检查，对各环节的智能设备试运行，检查内容包括：a)各智能设备控制灵敏度；b)各智能设备的零部件完好程度；c)输送线的运行情况；d)蒸汽发生系统和温湿度控制系统；e)模板尺寸、形状；6.2.3应进行混凝土配合比设计和验证工作，并在施工前做好施工配合比调整。6.3首批构件预制6.3.1在正式预制前，应进行首批构件预制试运转。首批构件预制应编制首件工程施工方案，首批构件施工完成后，应进行首件工程总结和评价。6.3.2首批构件预制试运转应取得以下数据：T/JSJTQX40－20236a)验证混凝土工作性、强度；b)验证施工人员投入、岗位、数量等；c)验证流水线运行速度、振动频率；d)验证单位流水循环的最佳生产能力；e)验证蒸汽养生时间和效果；f)验证预制块外观质量情况。6.3.3首批构件施工完成后，应形成质量保证资料。6.4混凝土拌制与运输6.4.1宜采用小石子混凝土，坍落度宜控制在180mm～200mm。6.4.2混凝土拌制前，应根据现场材料含水量情况对配合比进行调整。6.4.3混凝土应集中拌和，且应满足JTG/T3650的相关要求。6.4.4混凝土运输宜采用橄榄车和鱼雷罐车，应满足JTG/T3650的相关要求。6.5模具脱模剂自动喷涂6.5.1在流水线前端摆放模具盒。在布料机前段区域安装脱模剂自动喷涂设备，对模具盒进行自动喷涂脱模剂。6.5.2喷涂设备应具备调节喷油量以及喷油方向的功能。6.5.3喷涂应均匀、不流淌为宜。6.6智能浇筑6.6.1应控制混凝土的运送时间和布料速度，以避免混凝土在外停留时间过长导致不均匀。6.6.2应调整混凝土布料量和布料输送速度，以保证布料的均匀性。6.6.3混凝土入模完成后，输送至振实台振动，将模具内的混凝土振动密实均匀，直至混凝土中的气泡完全散尽，混凝土停止下沉，表面出现平坦、泛浆为止。6.6.4振动过程中可辅以人工找平，并应随时检查模具，如有变形或松动，应及时采取措施补救。6.7智能运送入库6.7.1预制件振动完成后，通过输送线输送至上架机，通过上架机将其安置在特制的模具架上。6.7.2完成预制件上架工序后，输送线将预制件托盘输送至堆垛机上，堆垛机将其运送到指定的巷道口，随后通过穿梭车将预制件托盘运送到指定的立体养生库位。注：堆垛机通过自运算判断立体养生库位坐标，然后自动寻找巷道口。6.8智能蒸汽养生6.8.1构件托盘经穿梭车安放到指定库位后，即开始进入养生状态。6.8.2应使用蒸汽发生装置生成蒸汽。6.8.3应根据对养生室内温湿度实测数据的分析，通过控制系统来控制蒸汽发生装置，确保养生室内的温湿度满