转自:科技日报
5月26日上午,在长江南岸张靖皋长江大桥桥址,一场云端的“穿针引线”正在进行。施工团队紧盯长9.5米、宽9.9米、高15米、重255吨的张靖皋长江大桥南航道桥南主塔中横梁合龙段。随着塔吊缓缓提升,合龙段精准落入指定位置,张靖皋长江大桥南航道桥南主塔中横梁成功合龙,为2025年底实现张靖皋长江大桥最高主塔顺利封顶奠定坚实基础。
张靖皋长江大桥南航道桥南主塔为世界最高悬索桥索塔,高度达350米。目前架设的中横梁位于钢塔222米处,相当于约74层楼高,站在此处,几乎能和云朵“手牵手”。
将视角从云端拉回地面,这座世界级大桥的桥塔制造中,智能制造发挥了重要作用,蕴含了中铁高新工业股份有限公司旗下中铁山桥集团有限公司(以下简称“中铁山桥”)的智能制造“三字诀”。
“智”字诀:智能化焊接率达93%
记者日前走进中铁山桥(南通)有限公司的国家级智能制造示范工厂(以下简称“智能工厂”),没能见到想象中工人挥汗如雨的景象,取而代之的是一个个“钢铁超人”——焊接机器人。在“工业大脑”的指引下,焊接机器人4把焊枪同步开工,在焊花飞溅中快速完成焊接。
“目前,张靖皋长江大桥钢结构制造智能化焊接率达到93%。我们成立专项攻关组,进行技术研发和设备更新,还为车间安装了‘工业大脑’,实现大桥钢塔精细化制造。”中铁山桥(南通)有限公司总经理谈发帮说。
据悉,中铁山桥(南通)有限公司在生产工区安装了数十个无线接入点,搭建了覆盖整个车间的工业网,形成了强大的“工业大脑”,可对质量管控、生产作业、仓储物流等多个环节进行管理,机器人在其指挥下实现有序作业。
“精”字诀:确保精细化生产
张靖皋长江大桥的横梁分下、中、上三个横梁,中横梁和上横梁非规则结构的厂内拼装和桥址架设尤为困难。其中,中横梁截面采用三箱室变高截面、双曲线结构,这在国内桥梁制造中极为少见,如何确保中横梁制造和安装精度是首要难题。
中铁山桥以智能制造破解精细化生产难题,全新投用的激光切割机切割误差为±0.5毫米,具有精度高、速度快、不受切割图案限制、切口平滑等优势。激光切割机切割钢板时,更像是在雕琢艺术品。
只有“大脑”聪明还不够,“身体”也要强壮。智能工厂具有“五线一系统”,系统是指“工业大脑”,而板材智能下料切割、板单元智能组焊、钢桁梁杆件智能制造、智能总拼、智能涂装这五条生产线则是工厂的“身体”。
“‘五线一系统’的应用,实现了智能工厂车间生产过程的自动化、信息化、网络化、数字化管理与控制,大幅提升了生产效率,确保了产品质量的稳定性,为大桥高质量建设提供了坚实保障。”谈发帮说。
“准”字诀:实现毫米级精准对接
横梁作为塔柱之间的支撑结构,安装精度直接影响到塔柱向上攀升的倾斜度和稳定性。中横梁施工是桥塔的关键工程,其结构由4个节段构成,塔柱与横梁及横梁块体间对接缝间隙仅10毫米。对宽9.9米、高15米的横梁块体这种“庞然大物”来说,安装精度要求极为严苛。
中横梁架设前,中铁山桥对节段进行三维数字扫描、现场建筑信息模型(BIM)数字化模拟安装,严格按照施工要求及规范进行施工推演,从安全、质量等多个方面模拟可能出现的情况,将问题解决在萌芽之时。
“安装受到天气、配重等多种因素限制,几乎不会有第二次机会。我们通过数字孪生技术,在电脑里‘再建一座钢塔’,进行数字化模拟安装,把问题预判全。”中铁山桥张靖皋长江大桥ZJG-C1标段总工程师刘志雄说。
正是通过计算机吊装模拟及拼口数据拟合,中铁山桥预先修正了构件尺寸偏差,最终成功实现了百米级高塔的毫米级横梁安装,将安装误差范围控制在毫米级。
“我们始终践行推动中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变‘三个转变’,严把质量关、环保关、安全关,以高质量交付建设高质量大桥,奋力冲刺主塔封顶全年建设目标,打造万里长江上的世界最高悬索钢塔。”中铁山桥(南通)有限公司党委书记、执行董事刘洪利表示。
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