共建“一帶一路”倡議提出十年來，共建國家交通互聯(lián)互通不斷取得突破，一系列重大項目相繼涌現(xiàn)，位于孟加拉國的帕德瑪大橋就是其中的杰出代表。
在孟加拉國帕德瑪河上，長達(dá)數(shù)公里的帕德瑪大橋飛架兩岸，橋上來往車輛川流不息。而多年前，這里只有空蕩蕩的河面和岸灘，兩岸居民只能依賴舟楫過河。
經(jīng)過近8年的建設(shè)，2022年6月25日，帕德瑪大橋通車，徹底結(jié)束了孟加拉國南部21個區(qū)和首都之間民眾擺渡往來的歷史。該橋被譽(yù)為孟加拉國的“夢想之橋”。
帕德瑪大橋全長9.83千米，是一座多功能大橋，是世界最具挑戰(zhàn)性的橋梁建造項目之一，也是中國企業(yè)承建的最大規(guī)模海外橋梁工程。
中鐵山橋集團(tuán)有限公司（以下簡稱中鐵山橋）是帕德瑪大橋橋梁鋼結(jié)構(gòu)的唯一制造企業(yè)。近日，該公司總工程師胡廣瑞接受了科技日報記者的采訪，講述了團(tuán)隊為“夢想之橋”造“鋼骨”的艱辛歷程。
建這座橋就像在棉花上搭積木
記者：請您為我們科普一下，什么是橋梁的鋼結(jié)構(gòu)？
胡廣瑞：鋼結(jié)構(gòu)是大型橋梁的“骨骼”，是橋梁最重要的組成部分。橋梁鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、強(qiáng)度高、荷載大、抗震好、施工維護(hù)便捷、綠色環(huán)保可回收等特點，已成為大跨度橋梁的重要組成部件。
記者：目前，我國橋梁鋼結(jié)構(gòu)研制技術(shù)處于什么水平？
胡廣瑞：我國科研人員在橋梁鋼結(jié)構(gòu)材料制造工藝、焊接技術(shù)、涂裝技術(shù)、裝備研制等方面做了大量的研發(fā)工作。我國鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
最近，中鐵山橋建成了鋼箱梁和鋼桁梁數(shù)字化制造生產(chǎn)線，推動了鋼橋制造向智能化、信息化、數(shù)字化方向發(fā)展，不斷引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。
記者：建造帕德瑪大橋最大的挑戰(zhàn)是什么？
胡廣瑞：帕德瑪大橋地處南亞最大河流——帕德瑪河之上，該河河床下是堆積了數(shù)千年的淤泥。在這樣松軟的地層上架橋，猶如在棉花上搭積木，難度非常大。
記者：您覺得設(shè)計帕德瑪大橋鋼結(jié)構(gòu)最大的技術(shù)難點是什么？
胡廣瑞：帕德瑪大橋要被設(shè)計成一座大跨度、超厚板、全焊接多功能橋梁，大橋鋼結(jié)構(gòu)重量高達(dá)13萬噸。制造并焊接如此之多的鋼結(jié)構(gòu)，需要結(jié)合大橋制造的特點并依據(jù)技術(shù)條款，編制制造方案、參考工藝文件等資料；待方案經(jīng)過嚴(yán)格評審后，才能進(jìn)入試制階段。
那時我們遇到的困難，可以說是前所未有的。我和團(tuán)隊成員需要解決無孔整體節(jié)點組裝、超厚板焊接、超大3D立體拼裝、3200噸整跨轉(zhuǎn)運等技術(shù)難題。
記者：這些問題中，您覺得最難“啃”的“硬骨頭”是哪個？
胡廣瑞：最難的要數(shù)超厚板焊接。整座橋鋼板厚、熔透焊縫多、焊接空間受限，這些因素疊加在一起，對橋梁桿件制造和焊接變形控制提出了極高的要求。如果橋梁鋼板在焊接后發(fā)生扭曲變形，后期基本無法對其進(jìn)行矯正，將嚴(yán)重影響橋梁的穩(wěn)定性。
帕德瑪大橋鋼板最厚處達(dá)110毫米，工人要焊上20多層，才能完成作業(yè)。如果有一道出現(xiàn)缺陷，一整層就需要重新焊。
記者：超厚板焊接難題是如何攻克的？
胡廣瑞：為保證全橋13萬噸鋼結(jié)構(gòu)的焊接制造零瑕疵，我?guī)ьI(lǐng)項目建設(shè)團(tuán)隊成員進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新。我們進(jìn)行了質(zhì)量控制、自動化焊接研究，瞄準(zhǔn)橋梁桿件制造的過程控制，蓄力進(jìn)行定向式技術(shù)攻關(guān)。
經(jīng)過一次次的試驗探索，我們團(tuán)隊研發(fā)出科學(xué)合理的制造工藝，減少了焊接殘余應(yīng)力，提高焊接一次合格率，有效控制桿件變形，保證了優(yōu)質(zhì)超厚鋼板的出廠率。
記者：您剛剛提到的技術(shù)難題中，超大3D立體拼裝是什么？它又是如何做到的？
胡廣瑞：3D立體拼裝有點類似于搭積木，把鋼結(jié)構(gòu)一個個拼搭好，再裝到橋墩上去。
為了順利完成超大3D立體拼裝，我們首創(chuàng)了“平位翻轉(zhuǎn)倒立位”技術(shù)。簡單來說，以往安裝的都是位置已經(jīng)固定的鋼結(jié)構(gòu)，直接把它們整體碼到橋墩上去。而我們想嘗試邊安裝邊調(diào)換位置，以提高鋼結(jié)構(gòu)的安裝精度。
2016年8月25日，帕德瑪大橋首跨鋼桁梁開始進(jìn)行試拼裝。厚板全焊接結(jié)構(gòu)鋼桁梁3D立體拼裝，這一操作世界罕見。對于此次嘗試能否成功，大多數(shù)經(jīng)驗豐富的橋梁專家都沒底。
當(dāng)時，我們能做的，就是相信自己的技術(shù)，把每一步都做到精益求精。技術(shù)團(tuán)隊一次次試驗，又一次次重新開始，終于攻克了世界級難題，完成了超大3D立體拼裝作業(yè)。此后，該橋整跨鋼桁梁幾何尺寸、拱度、線型經(jīng)過韓國、孟加拉國監(jiān)理的嚴(yán)格驗收，完全符合歐標(biāo)和設(shè)計要求。
從零起步嘗試智能建造
記者：2018年，港珠澳大橋經(jīng)歷了超強(qiáng)臺風(fēng)“山竹”的考驗。臺風(fēng)過后，大橋安然無恙，足以證明其堅固性，鋼結(jié)構(gòu)在保障橋梁穩(wěn)固性上功不可沒。制造該橋的鋼結(jié)構(gòu)有哪些難點呢？
胡廣瑞：港珠澳大橋是國內(nèi)首次大規(guī)模使用鋼結(jié)構(gòu)的橋梁，其擁有世界最長的鋼橋段，鋼梁和鋼塔的用鋼量超過40萬噸。為了造出“世界之最”，此橋建設(shè)方提出了“大型化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化”的建造新理念。該理念對我們來說，幾乎是天方夜譚，因為當(dāng)時國內(nèi)相關(guān)企業(yè)根本沒有達(dá)到此水平的技術(shù)與能力。40余萬噸體量的工程，要在3年內(nèi)靠人工高質(zhì)量完成，難度堪比登天。
記者：這是否也迫使我們開始轉(zhuǎn)向智能制造？
胡廣瑞：是的，工程倒逼我們開展了鋼橋自動化制造技術(shù)研究。當(dāng)時，行業(yè)內(nèi)基本沒有企業(yè)嘗試過智能建造，我們幾乎是從零開始。
歷時1年，我們首次將機(jī)器人自動化焊接系統(tǒng)引入鋼橋制造領(lǐng)域，研發(fā)出鋼箱梁正交異性鋼橋面板板單元自動化、智能化制造關(guān)鍵技術(shù)，突破了鋼箱梁U形肋與橋面板焊接熔深控制及檢測的技術(shù)瓶頸，建立了國際領(lǐng)先的鋼箱梁板單元制造自動化生產(chǎn)線。
記者：可以說，港珠澳大橋的建設(shè)極大地推動了國內(nèi)橋梁建設(shè)技術(shù)的創(chuàng)新。
胡廣瑞：這點毫無疑問。以我們研發(fā)的鋼箱梁板單元制造自動化生產(chǎn)線為例，應(yīng)用該生產(chǎn)線后，減少勞動力約30%、提高生產(chǎn)效率約40%，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性得到大幅提高，實現(xiàn)了由勞動密集型向自動化信息化方向的轉(zhuǎn)變。
記者：港珠澳大橋首段大節(jié)段鋼箱梁起運當(dāng)天，您有何感受？
胡廣瑞：那天，我手握對講機(jī)，目不轉(zhuǎn)睛地看著長132.6米、重達(dá)2815噸的鋼箱梁從廠房內(nèi)被徐徐運出。巨大的鋼箱梁在8臺液壓平板車、896個車輪的共同作用下被成功轉(zhuǎn)運的一刻，我異常興奮且高度緊張。那一刻，我在想，我們的技術(shù)創(chuàng)新或許能在中國造橋史上留下一筆。
讓匠心精神代代傳
記者：1996年，您從湖南大學(xué)力學(xué)系工程力學(xué)專業(yè)畢業(yè)后，為什么選擇了橋梁制造？
胡廣瑞：我的家鄉(xiāng)河北灤州市有座鋼鐵橋，是詹天佑于1894年主持建成的。參與施工的約300名技術(shù)工人，成為當(dāng)時正在籌建的山海關(guān)造橋廠（中鐵山橋前身）首批職工。該橋是當(dāng)時華北到東北的交通要道。它在戰(zhàn)爭中屢遭破壞，又屢被修復(fù)，至今依然屹立于灤河之上，被稱為“老鐵橋”。
中鐵山橋百余年的輝煌歷史深深感動了我。大學(xué)畢業(yè)后，我毫不猶豫地選擇與鋼橋結(jié)緣。
記者：中鐵山橋是如何為你提供成長平臺的？
胡廣瑞：進(jìn)入中鐵山橋不久，我就有幸參與到國家級星火計劃項目——JQ600型鋼箱梁架橋機(jī)制造工藝的制定工作中。這是一項國家重大技術(shù)裝備項目，項目成果獲評“九五”國家重點科技攻關(guān)計劃“優(yōu)秀科技成果”。
自1999年起，隨著國家加大對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，中鐵山橋業(yè)務(wù)不斷向橋梁建設(shè)方面延伸，我也不斷被委以重任。到2008年，我先后參與了多個重大橋梁建設(shè)項目，從項目技術(shù)質(zhì)量管理副部長、部長，一直成長為項目總工程師。
記者：人才是企業(yè)發(fā)展的支撐力量。在培養(yǎng)新時代高技能人才上，中鐵山橋有哪些經(jīng)驗？
胡廣瑞：中鐵山橋建立了技師、高級技師、首席技師三個等級技能人才梯次發(fā)展培養(yǎng)體系，每個體系都有配套培訓(xùn)課程。同時，它也是發(fā)揮傳、幫、帶作用的一個重要平臺，資深技師在其中充當(dāng)老師的角色，同時將匠心精神傳遞給年輕一代。迄今為止，中鐵山橋有6位職工被授予全國勞動模范稱號。
記者：在培養(yǎng)青年科研人員方面，中鐵山橋做了哪些工作？
胡廣瑞：中鐵山橋制定了“人才強(qiáng)基計劃”，這是一個有步驟、分階段的人才培養(yǎng)體系。
具體來說，首先規(guī)范人才引進(jìn)程序，使人才的數(shù)量和質(zhì)量得到保證，從“雙一流”院校畢業(yè)的本科生、研究生數(shù)量占當(dāng)年引進(jìn)人才總數(shù)的40%。其次，扎實開展青年人才培養(yǎng)工作，為他們解決后顧之憂，確保優(yōu)秀人才“引進(jìn)來、留下來”。最后，打通技術(shù)人才的晉升通道，構(gòu)建了“以首席專家為引領(lǐng)，以首席工程師為骨干，以主管工程師為基礎(chǔ)，以青年科技拔尖人才為后備”的科技人才管理體系。
記者：對年輕一代工程師，您有什么建議？
胡廣瑞：橋梁的價值在于承載，人的價值在于責(zé)任擔(dān)當(dāng)。培養(yǎng)年輕工程師，除了要教授他們專業(yè)知識和技能，更重要的是增強(qiáng)他們的責(zé)任感。
一座大橋的任何細(xì)節(jié)，都影響著人們的安全出行，工程師使命重大。青年工程師們應(yīng)該珍惜這樣的平臺，學(xué)在一線、干在一線，發(fā)揚勞模精神、工匠精神，努力提升自我，不斷擦亮中國橋梁的“金色名片”。
記者手記
胡廣瑞有著橋梁人的沉穩(wěn)、冷靜、睿智。在采訪中，他講述著參建橋梁的技術(shù)創(chuàng)新細(xì)節(jié)，用平實的語言、清晰的表述，解釋不太容易懂的專業(yè)術(shù)語。
提及港珠澳大橋的鋼結(jié)構(gòu)制造，胡廣瑞記憶猶新?！澳菚r，我全身心投入到大橋的技術(shù)研發(fā)中。我們團(tuán)隊研制的機(jī)器人自動化焊接系統(tǒng)，直接推動了中國橋梁制造技術(shù)的創(chuàng)新?！焙鷱V瑞的自豪感，油然而生。
憑借在橋梁鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域作出的卓越貢獻(xiàn)，胡廣瑞獲評“2015—2016年度十大橋梁人物”稱號。頒獎詞這樣寫道：一座橋梁，需要有廣博精粹的設(shè)計，更需要胡廣瑞這種埋頭苦干的工匠。攻堅克難，胡廣瑞匯聚起的是中鐵山橋奮勇前行的力量；行穩(wěn)致遠(yuǎn)，胡廣瑞書寫的是更為壯美的篇章。
胡廣瑞說，他這一生就是愛橋、學(xué)橋、造橋。十幾年來，他把橋梁視作自己的生命。在新征程上，胡廣瑞將帶領(lǐng)百年橋企的“開路先鋒”團(tuán)隊不斷追求卓越，向著更高的技術(shù)山峰發(fā)起挑戰(zhàn)。
（科技日報記者 矯陽）
