一座崭新的桥梁穿过重重雾霭，横跨长江天堑，勾连重庆巴南和大渡口区，这是由中交二航局投资建设的重庆白居寺长江大桥。1384米的大桥桥面由376块大型钢结构面板组成，在近60万套的高强螺栓栓接下，跃过长江。
▲ 重庆白居寺长江大桥
这些螺栓就如同桥面板的各处“关节”，支撑着桥面一步步伸展向前，它们能否精准对接，不仅直接关系到桥梁是否能按期合龙，还直接影响着桥梁的承重和质量。“制孔精准度，决定着对接的成败。”中交二航局所属结构公司桥面技术负责人胡小顺回忆说。这就让制孔显得愈发关键。
按照设计要求，大桥桥面孔群精度必须控制在2毫米以内。按照传统做法，需要通过三维数控钻床制作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素质要求极高，冗长的工序又使制孔效率不高。模具在长时间的使用过程中产生磨损，日夜温差导致物理形变，都会对孔群精度造成影响。对于白居寺大桥这样的千米级跨江大桥，上百万的孔位精度上的“失之毫厘”，必然导致工程质量上的“谬以千里”。
为了保证大桥的高质量建设，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，想要找到更好的解决方案，可效果都不太理想。眼看施工策划日益陷入困境，胡小顺非常着急，日夜思考着这个问题。
在一次考察学习模具工厂的过程中，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，也给予了启发。“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？”胡小顺思索着。他立即和团队成员深入探讨起思路的可行性。
经过几次激烈的讨论，胡小顺的思路得到完善，设备研制工作随即展开。经过多次实验，一个月后，一台由机械臂、磁力钻头、滑行轨道和控制台4部分组成的自动制孔设备成功下线。
可当技术人员操作设备进行了第一次实验后发现，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。
为弄清楚原因，技术团队在桥面板上装上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。然而结果并不如人意，精度虽然有所提升，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。这给了胡小顺启发，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，甚至达到了约4摄氏度。
这让大家犯了难，“总不能给磁力钻装个空调吧。”一句玩笑话点醒了胡小顺，随即项目团队给磁力钻装上温度感应装置，用以调高补低。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，实现精度完全控制。大家悬着的心终于落了下来。
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，大桥合龙的精度达到毫米级。
内容来源：中国交建
