专题专栏

项目管理提升

首页 新闻中心 专题专栏 项目管理提升

毫厘必争的桥面“正骨术”

发布时间:2022-05-05阅读次数:

重庆,一座崭新的桥梁携带着厚重的力量,穿过重重雾霭,横跨长江天堑,勾连巴南和大渡口区,这是由中交二航局投资建设的白居寺长江大桥。全长1384米的大桥,桥面由376块大型钢结构面板通过近60万套的高强螺栓栓接而成,他们承载着大桥飞跃长江。

这些螺栓就如同桥面板的各处“关节”,支撑着桥面的伸展腾挪,它们能否精准对接,不仅直接关系到桥梁是否能按期合龙,更将对桥梁的承重和质量产生深远影响。“所以制孔非常关键。”中交二航局结构公司桥面技术负责人胡小顺回忆说。

按照设计要求,大桥桥面孔群精度必须控制在2毫米以内。在传统施工中,需要通过三维数控钻床制作出一个标准精度的制孔模具,再由经验丰富的工人,在每个桥面板的横梁、翼板、腹板等部位标出模具放置的对位线,制孔时模具先按照对位线覆盖在桥面板的对应位置,再由工人用磁力钻透过模具的孔位制孔。

但是,这种方法对工人的专业素质要求极高,冗长的工序又使得制孔效率低下,而模具在长时间使用过程中的磨损、昼夜温差产生的物理形变都会对孔群精度造成影响。这样的千米级跨江大桥,上百万的孔位,精度上的“失之毫厘”定然导致工程质量上的“谬以千里”,项目团队深刻明白这个道理。

为此,胡小顺通过各种渠道学习查阅国内外同类型桥梁施工经验,多次组织团队讨论优化方案,可效果都不太理想。眼看日益陷入瓶颈,他决定走出去找方案。

在模具工厂考察学习的过程中,一部机械臂伸展灵活,雕琢精准的3D打印设备给胡小顺留下了深刻印象,也给他带来了启发。“能不能像3D打印机一样,给磁力钻装上一个机械臂,让机械定位取代人工经验标线和制孔。”这个想法一冒出,胡小顺就坐不住了。当天考察结束,他直接驱车返回,跟团队成员一起探讨起这个思路的可行性。

一个月后,一台由机械臂、磁力钻头、滑行轨道和控制台四部分组成的自动制孔设备成功下线。

可当技术人员操作着设备进行第一次实验后发现,虽然在制孔速度上与人工相比,提升了近70%,整体精度也高于人工,但随着制孔数量的增多,孔位还是出现了细微偏移。尤其是腹板U肋两侧的孔群,偏移数据甚至达到了2.2毫米。

为了弄清楚原因,技术团队在桥面板上安装10多个感应器件,用以记录制孔设备在制孔时钢板的受力状况。检测数据显示,U肋两侧板面在制孔时,受力不均,且数据波动在U肋曲度最大值处最为明显。

这让大家陷入了迷惑,在设计之初,已经考虑过U肋的曲度,并在这方面下了一番功夫,为什么到头来,还是会在这个地方出问题。

技术团队立即展开复盘,审核每一道工序,并通过武汉双柳生产基地制孔大数据,搭建起一个全新的数据测算系统。通过多次模拟机械臂曲度运行数据,团队获取了更加精准的曲度参数,随即再次进行了实验。然而结果仍是不如人意,精度虽然有所提高,但偏差并没有完全消除。

“会不会是温度原因?”正当大家一筹莫展之际,在外学习归来的焊接专家刘建锋提出自己的看法。“这个数据的波动走向,跟焊接时温度变高焊接轨道数据变动相似。”刘建锋认真比对后说。这一下点醒了胡小顺,随即,技术团队在磁力钻上部装上了红外测温仪。经测试,磁力钻在水平位置制孔时,温差相对平稳,在有曲度的U肋侧面制孔时,温差较为明显,而且随着制孔数量的上升,温差波动越大,一度接近了4摄氏度。

这让大家犯了难,“总不能给磁力钻装个空调吧。”一句玩笑话却让胡小顺认真起来——给磁力钻装上温度感应装置,以调高补低。经过一段时间的调试,一款带着自动温度控制系统的制孔设备新鲜出炉。经实验,孔位偏差终于消失,精度也由2.1毫米提升到0.5毫米,实现完全可控。大家悬着的心也终于落了下来。

在机械臂的助力下,白居寺大桥桥面板上百万个孔位,精度控制和制孔效率都得到极大提升,最终大桥合龙的精度达到毫米级。(刘通)

企业信箱Enterprise mailbox