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士巴丹拿地铁隧道管片衬砌迈向高科技

作者:  发布:2014/11/5  浏览:
单位:隧道网

摘 要:无线频率识别技术被用来追踪所有的事物,从跨洋海运集装箱与珍贵牲畜整个生命期到重型机械及现在的混凝土隧道管片衬砌的追踪。在安大略伍德斯托克Armtec工厂的制造车间,手指大小的RFID感应标签被嵌入到多伦多士巴丹拿地铁延伸线中总计58000块预制混凝土衬砌管片中的每一块。这些感应标签将追踪每块管片从其制造和储存到货运与拼装,并提供双管区间隧道保养期与设计寿命有关的宝贵信息。

无线频率识别技术被用来追踪所有的事物,从跨洋海运集装箱与珍贵牲畜整个生命期到重型机械及现在的混凝土隧道管片衬砌的追踪。在安大略伍德斯托克Armtec 工厂的制造车间,手指大小的RFID感应标签被嵌入到多伦多士巴丹拿地铁延伸线中总计58000块预制混凝土衬砌管片中的每一块。这些感应标签将追踪每块管片从其制造和储存到货运与拼装,并提供双管区间隧道保养期与设计寿命有关的宝贵信息。

 

固定在钢筋笼上的RFID标签

Armtec 在Woodstock工厂的业务经理菲尔·谢尔顿说道,“我们基本上把我们传统的手写跟踪系统数字化了。混凝土成分不会经常丢失,但是他们确实会被放错位置,如果有一块管片,我们失去追踪的话,这样会变得非常混乱。”

谢尔顿说道,起初RFID不在设计要求中,但是当多伦多捷运委员会得知制造厂具有此能力的消息时,他们请求应用这个技术。据他所知,这是RFID第一次被用于隧道行业的预制混凝土衬砌管片中。

这些感应标签每片花费大约1美元,被固定在钢筋笼指定的位置并被包裹在混凝土中,免受风雨以及其它不利条件影响。

“使用一种手持的扫描仪,工人可以立即读出内嵌的标签,检查并更新信息,例如制造的时间与地点,在储藏室的位置以及被运出的时间。”谢尔顿说道,“在制造过程中我们的质量控制组也正使用这个系统进行质量监测。”

一种手持的扫描仪读取感应标签

2010年TTC发标给Armtec 一项4.3千万美元合同,让Armtec两年内为这条长6.5km的双管隧道供应这58000块衬砌管片。至今,制造厂已经完成超过一半,大约30400块管片。谢尔顿说,“这份合同要求每天搬运成千上百块管片。”“倘若没有RFID这个技术,追踪这些TTC管片将会很困难。”

Armtec与之合作开发RFID系统的加拿大国家研究委员会的一名工程师Ajit Pardasani说道,“RFID技术的好处是随着管片转手而转移。”

“在管片被运输到施工现场的时候,如今承包商将需要管理库存。”Pardasani说道,“承包商可以对已接收的管片与已拒收的管片进行数字化追踪,如果需要的话,也可以追踪哪些管片在货运过程中受损。扫描仪也可以找出管片在隧道中具体拼装位置,既有管片离隧道洞口的距离,以及管片在衬砌环中的位置。这个有用的记录随后又转到业主手中,这样他们就掌握了管片到那时为止整个寿命的数字记录。”

 

感应标签可以透过混凝土被读取

然而对业主而言最大的好处是完工设施的保养期。可以对每块单独管片进行扫描并可注入当前状态的维护更新记录,比方说,漏水位置之类的记录。Pardasani说道,“通过检查历时记录,确定有多少管片正在遭受同样的问题,以及问题是否发生在隧道的其它路段,业主可以做更多的精确分析。”

RFID技术已经存在10年多了,设备和感应标签成本的下降,改进性能的可靠性大带99.9%,以及在2010年敲定了一个超高频被动RFID国际标准,这些都重新激起了大家对RFID的兴趣。

“实施RFID系统的花费大约从200000美元到300000不等,”Pardasani说道,“而且感应标签的价格从不到一美元一片到高达50美元一片,这都取决于它们的先进程度。但是使用这些系统有可能极大地减少时间的浪费、增加生产率、提高效率。”

管片堆放在Armtec的50英亩Woodstock工厂

早在2年半之前Armtec就为其50英亩(20公顷)堆场的桥梁和停车场楼板采用了RFID技术,作为追踪其标准产品的方式。在使用RFID技术之前,Armtec 估计在Woodstock 堆场每年丢失库量的经济损失大约260000美元,包括60000美元迟交货的罚金。

“一根桥梁桁架大约30m长,重达50000kg,”谢尔顿说道,“但我们有时无法了解它们的情况。在堆场内吊下一些物件后,吊车司机将在一本笔记本上标注其位置。如果这个笔记本放错了位置或者丢失了,或者单元构件搬迁了或运出了都没有更新,那我们的麻烦就大了。

现在我坐在一家咖啡店,用智能手机登录数据库,选择一个项目,在几分钟内就知道今天浇筑了什么,检查质量控制记录,并知道这些新管片在堆场的位置。如果使用老式手写追踪系统或许会花费我几个小时才可做完这些事情。”

定制的拖车运输管片到工地

Armtec 正使用一种被动RFID系统。这种被动感应标签没有电源,不像主动标签能通过卫星不断传送他们的位置,类似于安装在汽车里的GPS系统。主动RFID感应标签的价格在30美元到50美元,它们的电池有一定的使用寿命。

“我们正在寻找一种可以在混凝土中存活的感应标签。”谢尔顿说,“这个系统使业主有能力从现在起10年、20年、50年内观测管片,并获得信息。”

RFID技术在建筑行业正得到广泛的应用。主动感应标签在曾位于世界贸易中心双塔的自由塔建设中发挥了关键作用。由奥地利IdentecSolutions AG公司供货的大约20000个感应标签正在用来监测混凝土的养护。当楼板和板壁在浇筑时,向混凝土抛入一个感应标签。这种电池供电的感应标签可将传输温度数据穿越20英尺混凝土到一个手持设备,这样,工程师们可以确定该处混凝土是否得到养护能足以承受荷载。

Pardasani说由于种种原因,建筑行业整体上在采纳这个技术时还是缓慢的。

“最大的不足之处是行业内没有一个统一的系统”他说,“有这么多的利益相关者参与项目的实施。这些不同的单位为了一个项目走到一起,完成之后各自转向其它的项目。而每个单位都有自己独特的系统。加工厂有一套最适合他们操作的系统,承包商在使用别的系统,业主又使用其它系统,因此他们之间没有持续的信息流。许多系统是专利的,大多数是基于纸质记录的系统。而项目管理部门能接受各式信息技术系统则是一个例外的发现。”

但随着控制成本的较大压力与加快建设时间线,Pardasani和谢尔顿可以预见到不久的将来,RFID技术将在招标书中明确规定。

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