数智手段高效筑造“钢铁巨无霸”——探访西安东站建设现场

科技日报记者 孙瑜

10月27日，随着最后一块总重达4800吨的屋盖钢结构桁架顺利提升至33米高空指定位置，由中铁第一勘察设计院集团有限公司设计、中铁建设集团有限公司承建的西安东站站房主体结构顺利完工，标志着工程全面转入金属屋面、幕墙及装饰装修阶段。

西安东站是国家铁路网规划中的重要枢纽节点，车站建筑总规模39.4万平方米，是我国西部在建规模最大的高铁站。科技日报记者在现场了解到，项目建设团队充分利用全景智慧建造平台、无人机等数智技术，为站房建设按下“加速键”。

建造平台植入“数字基因”

西安东站站房屋盖采用全国首例山脊组合造型斜交空间管桁架结构，整体长400米、宽293米，投影面积达7.5万平方米，主桁架跨度89米，最高点与最低点标高相差11米，共有1.2万个焊接节点，构成复杂大跨度斜交空间管桁架结构体系。

为克服屋盖起伏高差大、桁架安装节点密、提升精确度要求高等诸多难题，项目团队结合“5G+北斗”高精度定位技术，通过三维建模对11万余根钢结构构件完成复杂节点预演与构件精准定位。

“项目团队自主研发全景智慧建造平台，通过对钢构件三维可视化管理，将构件从安装、提升到焊接的误差控制在毫米级。”中铁建设西安东站项目部总工程师刘健介绍，该平台确保西安东站这座“钢铁巨无霸”稳稳矗立。

值得一提的是，该平台还特别开发设计了“数字化交付”内容。“它不仅是一座物理意义上的车站，更是一个从诞生之初就拥有完整‘数字基因’的智慧生命体。”中铁建设西安东站BIM（建筑信息模型）信息化负责人程衍告诉记者，与传统竣工时交付一沓沓图纸和资料不同，数字化交付意味着项目团队在电脑里同步建造了一个“数字孪生”车站。它集成建筑、结构、机电、管线等海量信息，从一颗螺丝的型号、生产厂家到一根钢梁的应力数据、一段管线的流向，在模型中都能一目了然。

数字化交付深度融合了西安东站的物理空间与数字空间。“在站房建设中，数字化交付协助施工团队避免‘错、漏、碰、缺’，极大提升了施工效率与质量。”程衍说，团队还将施工进度、物料信息、工艺工法等与模型关联，实现了可视化精细管理。

未来，数字化交付的价值还将贯穿车站整个生命周期。后期运营维护团队可以依据精准的“数字底版”进行智慧运维，设备巡检、故障排查、应急模拟、能耗管理都将变得更加高效和精准。

无人机化身“智慧哨兵”

近年来，无人机在建筑领域的应用场景不断丰富。在西安东站建设过程中，无人机自项目开工起就化身成一名“智慧哨兵”，在安全巡检、地理信息系统（GIS）模型构建与施工进度管理中大放异彩。

记者了解到，以往无人机需要“飞手”操作，但西安东站项目团队通过部署无人机机场，实现了无人机值守无人化。“我们为无人机设定了37条航线任务，实现24小时全方位无人值守自动巡航。”程衍介绍，通过人工智能算法，无人机能精准识别未佩戴安全帽、违规操作等安全隐患，并实时发出预警，将安全监管从传统的“事后处置”转变为智慧的“事前防控”。

除了织密空中施工“安全网”，无人机还能快速获取站房及周边区域的海量影像数据，助力“数字孪生”站房构建。程衍说，大型铁路枢纽建筑结构复杂、管线排布密集，无人机机场搭载高精度航测模块，便于高效生成实景三维模型。其获取数据相较传统人工精度更高、更直观，土方量测算误差可控制在2%以内。

此外，无人机机场为后续的施工安排和问题追溯提供了最直观的数据依据。“我们可以按周、按月、按日设定固定航线，无人机每次飞行都会在完全相同的位置和角度进行拍摄，将不同时期图像生成的三维模型进行叠加比对，项目进展一目了然。”程衍说。

无人机及配套机场将西安东站的建设过程从传统的“人管”模式升级为“数管”的智慧范式，未来在大型铁路枢纽等特大建筑建设中有广阔应用前景。

据悉，西安东站建成投用后，旅客年发送量预计将达到3650万人次，对支撑内陆改革开放新高地建设、推进西部大开发形成新格局、助力“一带一路”高质量发展具有重要意义。