駐“顏”有術
文章來源：中國交通建設集團有限公司 發(fā)布時間：2020-12-30
入冬后的山城重慶，長江江面上經(jīng)常出現(xiàn)一片白霧蒙蒙的景象，兩岸的高樓若隱若現(xiàn)，頗有“多少樓臺煙雨中”之感。11月，在中交集團所屬中交二航局承建的重慶白居寺長江大橋項目現(xiàn)場，建設者們迎來了一批特殊的鋼結構橋面板，面板整齊地“列隊”在一起足有3個籃球場大小，這是建設者為了大橋能“永葆青春”而自主研發(fā)的擁有神奇“駐顏術”的橋面板。
白居寺大橋連通巴南龍洲灣片區(qū)和長江文化藝術灣區(qū)，其中主橋長約1.3公里，主跨660米，是世界最大跨徑雙塔雙索面公軌共建鋼桁梁斜拉橋。由于白居寺大橋所跨長江江面水分蒸發(fā)量巨大，獨特的自然條件對鋼結構橋面板的抗水汽腐蝕能力提出了極高要求。
噴漆抗腐是大橋常用的工藝，如果采用這個方法，代表著大橋至少每半年就需要重新刷漆一次，成本暫且不談，大橋位置還靠近城市飲用水供水口，大量刮噴廢料對水體造成的污染不可估量。“造橋本身就是為了方便居民，絕對不能因此帶來日常飲水問題。”項目技術總工胡小順心里十分明白不能舍本逐末的道理，多次組織團隊討論優(yōu)化方案。
“橋面板抗腐性要強，我們先從原材料抓起，用不易銹蝕的鋅鋼板怎么樣？”推進會上，二航局結構公司技術研發(fā)員劉建鋒提出建議。項目部立即成立專項研發(fā)小組，3天后，第一塊鋅鋼橋面板新鮮出爐，可是面板的U形鋼拱內(nèi)壁還是生了銹，盡管研發(fā)小組對一道道工序反復檢測，但始終未能找到銹蝕原因。
這天，劉建鋒在現(xiàn)場檢查焊接情況，發(fā)現(xiàn)U形鋼拱焊接時鋼拱內(nèi)部發(fā)出暗淡的紅光，冷卻后鐵銹在冒紅光處慢慢生長，心里有了答案。“鋅鋼的傳熱性好，焊縫高溫傳到內(nèi)壁破壞了鋅鍍層，沒有經(jīng)過焊接的內(nèi)壁與空氣接觸后非常容易銹蝕。”劉建鋒組織團隊召開討論會，興奮地指著暗紅焊接面說。“看來光焊接外壁還不行，內(nèi)壁焊接也得做到位。”胡小順接過話茬。U形鋼拱內(nèi)焊一直是施工難題，盡管項目部聯(lián)合國內(nèi)前沿團隊設計了模型，但是在計算機上模擬的焊接軌道數(shù)據(jù)仍有大幅波動。
為了獲得準確的焊接軌道，研發(fā)小組定制了一套微型人工內(nèi)焊器械。焊到第10片鋼拱時，焊軌數(shù)據(jù)再一次出現(xiàn)大幅波動。在排除掉所有人工操作上的失誤后，小組只能將已焊好的鋼拱切開檢查。果不其然，大家發(fā)現(xiàn)從第6片鋼拱開始，焊軌逐漸開始偏離預定直線，到第10片時已嚴重偏斜。“焊縫在逐漸變化，是焊槍的問題。”有著多年焊接經(jīng)驗的老師傅指出了問題的關鍵點，“高溫下焊槍容易變形，外焊比較明顯，內(nèi)焊時槍口太小很難被檢查出來。”為了解決焊槍變形問題，研發(fā)小組決定改用具有耐高溫特點的金屬鎢來定做焊槍。用上了“鎢槍”，焊軌數(shù)據(jù)誤差值接近于零，大家終于取到了穩(wěn)定的焊軌數(shù)據(jù)。
焊軌數(shù)據(jù)有了，可是銹蝕現(xiàn)象并沒有完全消失。“所有模型數(shù)據(jù)都對，器械也都是按照設計制造的，難道要我們把眼睛貼在鋼拱里焊嗎？”技術員偶然間的一句話啟發(fā)了研發(fā)小組。經(jīng)過多方聯(lián)系，研發(fā)小組決定在內(nèi)焊機械臂裝上微型相機，透過這雙“眼睛”，大家發(fā)現(xiàn)，由于鋼拱有不同程度的曲率，若只按照預定軌道數(shù)據(jù)焊接，有些焊縫確實不能被覆蓋。這時，有參與過3D打印技術研發(fā)的成員提議，借鑒實物自動校正技術實現(xiàn)自動校焊。好事多磨，通過采用3D打印技術，研發(fā)小組僅用時半個月便完成調(diào)試，內(nèi)焊也再沒出過問題。
內(nèi)焊問題解決后，首片U型鋼拱很快制作完成。為了最大限度測試抗腐性能，項目部將其中1片鋼拱運到廣東沿海，先在海水中浸泡5個月，又在高溫高濕環(huán)境下暴曬2個月，最后運回實驗室。經(jīng)過數(shù)十輪的試驗論證，結果表明內(nèi)外一體焊抗腐U型鋼拱可以適應極端環(huán)境，并未產(chǎn)生裂痕、銹蝕、物料脫落等情況，研發(fā)小組懸著的心這才放了下來。
如今，橋面板施工正在火熱開展。“這項新技術不僅解決了鋼結構銹蝕問題，還延長了大橋使用壽命。”胡小順自豪地說。
【責任編輯：家正】
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