一座嶄新的橋梁穿過(guò)重重霧靄，橫跨長(cháng)江天塹，勾連重慶巴南和大渡口區，這是由中交二航局投資建設的重慶白居寺長(cháng)江大橋。1384米的大橋橋面由376塊大型鋼結構面板組成，在近60萬(wàn)套的高強螺栓栓接下，躍過(guò)長(cháng)江。
▲ 重慶白居寺長(cháng)江大橋
這些螺栓就如同橋面板的各處“關(guān)節”，支撐著(zhù)橋面一步步伸展向前，它們能否精準對接，不僅直接關(guān)系到橋梁是否能按期合龍，還直接影響著(zhù)橋梁的承重和質(zhì)量?！爸瓶拙珳识?，決定著(zhù)對接的成敗?！敝薪欢骄炙鶎俳Y構公司橋面技術(shù)負責人胡小順回憶說(shuō)。這就讓制孔顯得愈發(fā)關(guān)鍵。
按照設計要求，大橋橋面孔群精度必須控制在2毫米以?xún)?。按照傳統做法，需要通過(guò)三維數控鉆床制作標準精度的制孔模具，再由經(jīng)驗豐富的工人，在每個(gè)橋面板的橫梁、翼板、腹板等部位標出模具放置的對位線(xiàn)，制孔時(shí)模具先按照對位線(xiàn)覆蓋在橋面板的對應位置，再由工人用磁力鉆透過(guò)模具的孔位制孔。
但是這種方法對工人的素質(zhì)要求極高，冗長(cháng)的工序又使制孔效率不高。模具在長(cháng)時(shí)間的使用過(guò)程中產(chǎn)生磨損，日夜溫差導致物理形變，都會(huì )對孔群精度造成影響。對于白居寺大橋這樣的千米級跨江大橋，上百萬(wàn)的孔位精度上的“失之毫厘”，必然導致工程質(zhì)量上的“謬以千里”。
為了保證大橋的高質(zhì)量建設，胡小順通過(guò)各種渠道學(xué)習查閱國內外同類(lèi)型橋梁施工經(jīng)驗，多次組織團隊討論優(yōu)化方案，想要找到更好的解決方案，可效果都不太理想。眼看施工策劃日益陷入困境，胡小順?lè )浅Ｖ?zhù)急，日夜思考著(zhù)這個(gè)問(wèn)題。
在一次考察學(xué)習模具工廠(chǎng)的過(guò)程中，一部機械臂伸展靈活、雕琢精準的3D打印設備給胡小順留下了深刻印象，也給予了啟發(fā)?！澳懿荒芟?D打印機一樣，給磁力鉆裝上一個(gè)機械臂，讓機械定位取代人工經(jīng)驗標線(xiàn)和制孔？”胡小順思索著(zhù)。他立即和團隊成員深入探討起思路的可行性。
經(jīng)過(guò)幾次激烈的討論，胡小順的思路得到完善，設備研制工作隨即展開(kāi)。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗，一個(gè)月后，一臺由機械臂、磁力鉆頭、滑行軌道和控制臺4部分組成的自動(dòng)制孔設備成功下線(xiàn)。
可當技術(shù)人員操作設備進(jìn)行了第一次實(shí)驗后發(fā)現，雖然在制孔速度上與人工相比，提升了近70%，整體精度也高于人工，但隨著(zhù)制孔數量的增多，孔位還是出現了細微偏移。尤其是腹板U肋兩側的孔群，偏移數據甚至達到了2.2毫米。
為弄清楚原因，技術(shù)團隊在橋面板上裝上10多個(gè)感應器件，用以記錄制孔設備在制孔時(shí)鋼板的受力狀況。檢測數據顯示，U肋兩側板面在制孔時(shí)，受力不均，且數據波動(dòng)在U肋曲度最大值處最為明顯。
這讓大家陷入了迷惑，在設計之初，已經(jīng)考慮過(guò)U肋的曲度，并在這方面下了一番功夫，為什么到頭來(lái)還是會(huì )在這個(gè)地方出問(wèn)題。
技術(shù)團隊立即展開(kāi)復盤(pán)，審核每一道工序，并通過(guò)武漢雙柳生產(chǎn)基地制孔大數據，搭建起一個(gè)全新的數據測算系統。通過(guò)多次模擬機械臂曲度運行數據，團隊獲取了更加精準的曲度參數，隨即再次進(jìn)行了實(shí)驗。然而結果并不如人意，精度雖然有所提升，但偏差并沒(méi)有完全消除。
“會(huì )不會(huì )是溫度原因？”正當大家一籌莫展之際，在外學(xué)習歸來(lái)的焊接專(zhuān)家劉建鋒提出自己的看法?！斑@個(gè)數據的波動(dòng)走向，跟焊接時(shí)溫度變高焊接軌道數據變動(dòng)相似?！眲⒔ㄤh認真比對后說(shuō)。這給了胡小順啟發(fā)，隨即，技術(shù)團隊在磁力鉆上部裝上了紅外測溫儀。經(jīng)測試，磁力鉆在水平位置制孔時(shí)，溫差相對平穩，在有曲度的U肋側面制孔時(shí)，溫差較為明顯，而且隨著(zhù)制孔數量的上升，溫差波動(dòng)越大，甚至達到了約4攝氏度。
這讓大家犯了難，“總不能給磁力鉆裝個(gè)空調吧?！币痪渫嫘υ?huà)點(diǎn)醒了胡小順，隨即項目團隊給磁力鉆裝上溫度感應裝置，用以調高補低。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調試，一款帶著(zhù)自動(dòng)溫度控制系統的制孔設備新鮮出爐。經(jīng)實(shí)驗，孔位偏差終于消失，精度也由2.1毫米提升到0.5毫米，實(shí)現精度完全控制。大家懸著(zhù)的心終于落了下來(lái)。
在機械臂的助力下，白居寺大橋橋面板上百萬(wàn)個(gè)孔位，精度控制和制孔效率都得到極大提升，大橋合龍的精度達到毫米級。
內容來(lái)源：中國交建
