一座嶄新的橋梁穿過重重霧靄，橫跨長江天塹，勾連重慶巴南和大渡口區(qū)，這是由中交二航局投資建設(shè)的重慶白居寺長江大橋。1384米的大橋橋面由376塊大型鋼結(jié)構(gòu)面板組成，在近60萬套的高強(qiáng)螺栓栓接下，躍過長江。

▲ 重慶白居寺長江大橋

這些螺栓就如同橋面板的各處“關(guān)節(jié)”，支撐著橋面一步步伸展向前，它們能否精準(zhǔn)對接，不僅直接關(guān)系到橋梁是否能按期合龍，還直接影響著橋梁的承重和質(zhì)量。“制孔精準(zhǔn)度，決定著對接的成敗。”中交二航局所屬結(jié)構(gòu)公司橋面技術(shù)負(fù)責(zé)人胡小順回憶說。這就讓制孔顯得愈發(fā)關(guān)鍵。

按照設(shè)計(jì)要求，大橋橋面孔群精度必須控制在2毫米以內(nèi)。按照傳統(tǒng)做法，需要通過三維數(shù)控鉆床制作標(biāo)準(zhǔn)精度的制孔模具，再由經(jīng)驗(yàn)豐富的工人，在每個(gè)橋面板的橫梁、翼板、腹板等部位標(biāo)出模具放置的對位線，制孔時(shí)模具先按照對位線覆蓋在橋面板的對應(yīng)位置，再由工人用磁力鉆透過模具的孔位制孔。

但是這種方法對工人的素質(zhì)要求極高，冗長的工序又使制孔效率不高。模具在長時(shí)間的使用過程中產(chǎn)生磨損，日夜溫差導(dǎo)致物理形變，都會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，上百萬的孔位精度上的“失之毫厘”，必然導(dǎo)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(shè)，胡小順通過各種渠道學(xué)習(xí)查閱國內(nèi)外同類型橋梁施工經(jīng)驗(yàn)，多次組織團(tuán)隊(duì)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，胡小順非常著急，日夜思考著這個(gè)問題。

在一次考察學(xué)習(xí)模具工廠的過程中，一部機(jī)械臂伸展靈活、雕琢精準(zhǔn)的3D打印設(shè)備給胡小順留下了深刻印象，也給予了啟發(fā)。“能不能像3D打印機(jī)一樣，給磁力鉆裝上一個(gè)機(jī)械臂，讓機(jī)械定位取代人工經(jīng)驗(yàn)標(biāo)線和制孔？”胡小順?biāo)妓髦Ｋ⒓春蛨F(tuán)隊(duì)成員深入探討起思路的可行性。

經(jīng)過幾次激烈的討論，胡小順的思路得到完善，設(shè)備研制工作隨即展開。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，一個(gè)月后，一臺由機(jī)械臂、磁力鉆頭、滑行軌道和控制臺4部分組成的自動制孔設(shè)備成功下線。

可當(dāng)技術(shù)人員操作設(shè)備進(jìn)行了第一次實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，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，但隨著制孔數(shù)量的增多，孔位還是出現(xiàn)了細(xì)微偏移。尤其是腹板U肋兩側(cè)的孔群，偏移數(shù)據(jù)甚至達(dá)到了2.2毫米。

為弄清楚原因，技術(shù)團(tuán)隊(duì)在橋面板上裝上10多個(gè)感應(yīng)器件，用以記錄制孔設(shè)備在制孔時(shí)鋼板的受力狀況。檢測數(shù)據(jù)顯示，U肋兩側(cè)板面在制孔時(shí)，受力不均，且數(shù)據(jù)波動在U肋曲度最大值處最為明顯。

這讓大家陷入了迷惑，在設(shè)計(jì)之初，已經(jīng)考慮過U肋的曲度，并在這方面下了一番功夫，為什么到頭來還是會在這個(gè)地方出問題。

技術(shù)團(tuán)隊(duì)立即展開復(fù)盤，審核每一道工序，并通過武漢雙柳生產(chǎn)基地制孔大數(shù)據(jù)，搭建起一個(gè)全新的數(shù)據(jù)測算系統(tǒng)。通過多次模擬機(jī)械臂曲度運(yùn)行數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)獲取了更加精準(zhǔn)的曲度參數(shù)，隨即再次進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。然而結(jié)果并不如人意，精度雖然有所提升，但偏差并沒有完全消除。

“會不會是溫度原因？”正當(dāng)大家一籌莫展之際，在外學(xué)習(xí)歸來的焊接專家劉建鋒提出自己的看法。“這個(gè)數(shù)據(jù)的波動走向，跟焊接時(shí)溫度變高焊接軌道數(shù)據(jù)變動相似。”劉建鋒認(rèn)真比對后說。這給了胡小順啟發(fā)，隨即，技術(shù)團(tuán)隊(duì)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(wěn)，在有曲度的U肋側(cè)面制孔時(shí)，溫差較為明顯，而且隨著制孔數(shù)量的上升，溫差波動越大，甚至達(dá)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(diào)吧。”一句玩笑話點(diǎn)醒了胡小順，隨即項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)給磁力鉆裝上溫度感應(yīng)裝置，用以調(diào)高補(bǔ)低。經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)試，一款帶著自動溫度控制系統(tǒng)的制孔設(shè)備新鮮出爐。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，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(xiàn)精度完全控制。大家懸著的心終于落了下來。

在機(jī)械臂的助力下，白居寺大橋橋面板上百萬個(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(dá)到毫米級。

內(nèi)容來源：中國交建