黄河河畔,一场跨越天堑的静默“长征”正破浪前行。2585米长的沁伊高速黄河特大桥主桥,以1285米的超长顶推挑战着极限。一群“智能蚁兵”以数字为翼,借助智能化的触角,在黄河之上精密驮起这条“钢铁长龙”。
“自然界中,蚁群能协同举起远超自身的重物。在这里,我们也构建了‘智能蚁群’。”中交二航局沁伊高速项目技术负责人张波望向已合龙的大桥,“它们在调位、焊接、顶推等环节精密协作,助力大桥跨越黄河。”
从4小时到10分钟
2023年寒冬,项目工程部副部长梁浩站在黄河岸边,眉头紧锁。彼时,调位设备一登场,便深陷“水土不服”的窘境:眼前这片悬在1.5米高空的钢梁,四个支墩间竟有10公分的高差。
桥墩旁,梁浩与工友正用最原始的方式与钢铁“角力”。为了弥补10公分的高差,他们蹲在冰冷的钢梁下一片片塞着垫片。200斤重的支墩和千斤顶,光是挪动一个支墩的位置,就得四五个工人喊着号子,用撬杠和滚杠一点点艰难地推移。
等到初步垫平,进入精调测量环节,效率也低得磨人。测量员在50米外架起全站仪,对钢梁上6个监控点反复测量。“调好一片梁,4个小时就过去了,一天能推进一两节,已是极限。”梁浩的疲惫写在脸上。
转机,在2024年1月降临。由武港院研发的智能调位新设备抵达现场,一个集成油路、控制系统和行走系统的平台,带来了颠覆性的改变:调位设备诞生了“智慧大脑”,能智能分析调位方向和距离;复杂的油路被收纳入盒体,移动便捷;四个万向轮让设备滑动自如,笨重的手动垫片彻底成为历史。
不仅如此,项目部还给这套系统配备了六台测量机器人作为“复眼”。它们附在钢梁上捕捉关键测点的三维坐标,并将数据实时传输至“大脑”。“大脑”飞速计算钢梁在前后、左右、上下、俯仰等六个自由度上与预期位置的误差,再给四个液压千斤顶发去精确到毫秒的指令。四个液压千斤顶在智能协同下,精准完成抬升、调角等连贯动作,将调梁误差控制在2毫米内。
“以前调梁像愚公移山,凭的是力气。”梁浩感叹,“如今,我们调一片梁只需要10分钟,效率整整提高了24倍,精度也有了质的飞跃!”
实现从0到1的突破
2024年6月,项目部自主研发的基于3D扫描技术的焊接机器人登场,移动龙门横梁正操控着长长的机械臂焊接两块钢板。该机器人配有扫描识别定位装置,能自动识别外形、尺寸、焊缝位置等信息,自动规划焊接和行走路径。
钢梁的焊接截面为倒梯形,针对这一特殊形状,机器人需分别采用平焊、立焊两种截然不同的焊接方式完成作业。项目团队原创了非标多层多道焊缝自动排层排道技术:平焊设8个不同的焊道,通过调整不同摆动幅度和宽度,实现钢板之间的完美焊接;立焊则设4个焊道,一层一层向上焊接。然而,钢板受日照和温度影响会出现变形,导致两块钢板间的坡口倾角、焊缝距离都不同。
“焊接机器人之前多在室内施工,受环境因素影响小,焊接参数变化不大。”项目部质量总监张尚智说,“此次是焊接机器人首次应用于现场露天施工,空白的数据库给机器人自行判断焊接时的摆动幅度带来了不小的挑战。”
项目部立即进行大量的试验来填补数据。张尚智整日泡在试验现场,不断调整参数、测试焊接效果,将数据传回机器人的“大脑”。
功夫不负有心人。一个月后,经过上百次试验,焊接机器人终于能自主扫描焊缝、焊接。
7月,黄河河畔,3D扫描焊接机器人的机械臂探向两块倒梯形截面的钢梁,焊枪尖端迸发的弧光在热浪中震颤。众人目光紧锁机械臂的动作,当它顺利完成焊接,沉寂的现场瞬间沸腾!
张尚智抚摸着机器人外壳上被焊花灼出的斑痕,说道,“虽然现场调试时,状况频发,但正是这一道道‘伤疤’,烙下了中国露天智能焊接从0到1的突破!”
智能“神经网”牵住风中之梁
“19000吨的梁段如果滑落,后果不堪设想!”现场负责人杨黎明说道,“1285米的超长顶推,温度是最致命的隐形杀手。传统固定支墩难以应对每天10度的温差,产生的巨大水平摩擦力足以撕裂桥墩。”
“得让传统顶推设备‘分家’。”张波拍板的分离式顶推设备,藏着精妙的设计:竖向千斤顶如坚实的臂膀,稳稳“托举”起万吨钢梁;水平千斤顶则化身灵巧的“舞者”,通过下方滑板承重移动。当钢梁因热胀冷缩悄然“呼吸”时,水平千斤顶则随之滑动,巧妙地将致命的温度应力,消弭于设备内部精密的协同运作之中。
“导梁上的压力传感芯片,能第一时间预警异常情况。”张波自豪地说。
2024年8月,杨黎明在工地巡视时,七级狂风席卷而来,风沙抽得人脸生疼。杨黎明猛地抬头,心瞬间沉到谷底——70米长的导梁在狂风中剧烈起伏,振幅接近一米!
导梁,如同顶推架梁时的“探路者”,此时,像一条痛苦挣扎的巨蟒,随时可能被无形的风之手折断,坠入滔滔浊浪。
刺耳的警报同步炸响,数字孪生系统的大屏上,导梁传回的力值曲线如紊乱的心电图疯狂跳动。张波立刻打通了杨黎明的电话:“赶紧拉缆索固定导梁!”
杨黎明紧盯着翻腾的导梁,咬牙说,“拉索固定耗时太久!这剧烈颤抖,恰恰说明它正处于共振峰值!”
共振频率正如荡秋千,一旦过了最高点就会自然回落。张波呼吸急促,片刻后,他咬牙下达新的指令,“顶推继续!一鼓作气,送它过峰!”
指令如箭离弦。在水平-竖向千斤顶的精准控制下,导梁再次沉稳发力,带动身后1285米的钢铁巨龙向桥墩坚定挪移。每一秒都是煎熬,直到导梁起伏慢慢减弱,钢梁在狂风中稳稳触达桥墩,杨黎明才松了一口气,此时衣服早已被冷汗浸透。
黄河的风仍在呼号,这场与风的斗争中,分离式顶推消化了温度的“呼吸”,监测系统捕捉了风的“脉搏”,而人的果决,则抓住了转瞬即逝的生机。
如今,大桥主桥早已合龙,正在为通车冲刺倒计时。这座凝聚着无数工程师智慧的大桥,不仅实现了物理意义上的跨越,更实现了中国桥梁从“制造”向“智造”的迈进。在不远的将来,“智能蚁群”将用数字化的力量,架起更多“超级工程”。(徐梦颖)



二航新闻
集团要闻
国资动态
业务动态
媒体聚焦
二航人
专题专栏
港航
路桥
市政
房建
其他产品