常泰長江大橋合龍在即 智能化制造鑄就中國橋梁“鋼筋鐵骨”

張曄

4個“國際首創”，6個“橋梁之最”……隨著高350米的常泰長江大橋“鉆石型”鋼塔拔地而起，這座世界在建最大跨度公鐵兩用斜拉橋距離合龍僅剩“一步之遙”，世界最高鋼塔紀錄即將再次改寫。

5月10日，筆者跟隨中鐵寶橋集團有限公司工作人員，來到距離常泰長江大橋70公里的中鐵寶橋（揚州）有限公司（以下簡稱“揚州公司”）鋼橋梁智能車間，只見多臺焊接機器人正在對鋼橋U肋進行焊接和定位，操作人員緊盯數字化設備，手指熟練敲擊鍵盤，多臺智能設備和焊接機器人快速運轉……

鋼橋梁智能制造技術正加速助推大橋在6月實現合龍。

推動中國鋼橋制造“三級跳”

常泰長江大橋項目經理馬增崗介紹，常泰長江大橋是長江上首座高速公路、城際鐵路、普通公路“三位一體”的跨江大橋，也是世界在建最大跨度公鐵兩用斜拉橋。大橋全長10.03公里，位于泰州大橋與江陰大橋之間，主航道橋為主跨1208米的斜拉橋。

其中，主航道橋南北鋼塔及主塔索塔錨固系統、主航道橋跨中以北鋼桁梁大節段、天星洲專用航道橋鋼桁梁等鋼結構加工、制造、運輸及橋位現場連接均由揚州公司承建。

馬增崗介紹，過去20年，我國鋼結構橋梁的生產方式和制造能力已經發生了天翻地覆的變化。

從2005年中國第一座鋼塔斜拉橋、世界第一座弧線形鋼塔斜拉橋南京長江三橋（后更名為南京大勝關長江大橋）上的鋼塔，到2013年港珠澳大橋100多米高的風帆型橋塔，中鐵寶橋集團有限公司一直引領中國鋼橋的發展。

中鐵寶橋集團有限公司提出“大型化、工廠化、標準化、裝配化”的制造理念，突破性實現了無創傷制造、無創傷吊裝、無創傷支撐技術，推廣應用了軌道式焊接機器人、無盲區自動焊接設備等一批國內外先進加工設備，開創了鋼梁制造和總拼生產現代化的先河，將我國鋼主梁、鋼塔制作精度和質量提升到一個新高度。

在常泰長江大橋建設過程中，揚州公司全面升級鋼橋梁制造技術、設備和系統，通過與設備制造廠商深度合作、持續科研攻關，真正實現了設備功能與工藝需求的融合落地。

2020年，我國首座鋼橋梁智能制造示范工廠在揚州公司正式建成，公司運用新發展理念推進傳統生產力成功轉型升級，實現了我國鋼橋梁制造從手工焊、機械化到智能化的“三級跳”。

創新工藝提高生產效率

U肋，一種廣泛應用于各類鋼結構橋梁的部件，能夠使橋面鋼板單元均勻受力、增強橋面受力性能。一根根均勻分布在橋梁板單元的U肋猶如一套骨骼系統承載著來自橋面的壓力。

常泰長江大橋主航道橋橋面長2.44公里，由91個寬35米的鋼桁梁大節段拼接而成，它們與上萬根U肋焊接在一起，承受著橋面的壓力。

為提升U肋制造和焊接質量，揚州公司與設備廠商聯合研發包括U肋激光清洗、面板自動打磨、U肋定位組裝、U肋機器人打底、U肋船外焊等設備在內的一整套生產線。

將8毫米的U肋板焊透6.4毫米，如同在指甲蓋上刻字，稍有閃失就有焊穿的風險，即使對焊接機器人來說這也是不小的挑戰。

為此，揚州公司摒棄了傳統通過壓力傳感的焊接跟蹤方式，與設備廠商研發激光跟蹤焊接法。新方法可實現焊接設備對焊道的紅外掃描，精準識別焊接位置、自動生成焊接行進路線代碼，保證焊縫熔透深度穩定一致，讓焊接機器人從“有眼睛”進化為“有大腦”。

此外，揚州公司還首次采用“成品破壞性試驗+試板同步焊接+實驗室檢測”的工藝控制法保證U肋焊縫熔透深度，為U肋加工質量加上“雙保險”。最終，公司成功實現了U肋制造工藝精細化控制，保證U肋熔透深度精確可控，一次探傷合格率達99%。

工作人員介紹，公司鋼桁橋梁制造的綜合焊接自動化率高達93%，智能噴砂效率相較于傳統手工噴砂效率提升5倍，智能噴漆效率提升2倍。在生產效率、產品品質、質量穩定性和材料利用率大幅提升的基礎上，企業實現了工資成本、管理成本的有效控制，生產效率平均提高30%、綜合運營成本降低15%。

“長228米、寬39米的揚州公司智能制造車間內，只需投入25～30名工人，就能實現一個車間每月5500～7500噸產能，相比于傳統制造工藝，車間勞動生產效率提升了30%以上。”馬增崗說。

自常泰長江大橋建設以來，揚州公司組建了專家團隊，負責項目技術攻關和工藝創新。公司累計開展省部級科研專題3項，制定江蘇省地方標準2項，獲得優秀質量控制（QC）成果4項。多年來，中鐵寶橋集團有限公司形成了多項技術成果，為中國橋梁領域鋼塔制造積累了寶貴經驗。