【编者按】5月27日，中交二航局参建的温州瓯江北口大桥正式通车，标志着浙闽粤沿海大动脉——甬莞高速公路实现全线通车。面对拥有“世界首座三塔四跨双层钢桁梁悬索桥”“世界首次在多塔连跨采用大刚度混凝土中塔”“世界首例强潮河口深厚软土超大沉井”三个世界级首创的大桥，二航人勇攀技术高峰，脚踏实地，齐心协力，在瓯江口弹奏出一曲曲动人心魄的劳动赞歌。战鼓雷鸣，但勇者无畏，因为敢于突破，在于拼搏进取，他们用行动谱写出感人至深的中国桥梁故事，让“中国桥，二航造”的梦想步入现实，奏响交通强国最强音。“大国工程”栏目将为大家呈现北口大桥建设背后的那些故事。

2021年4月7日，两股2300米长的“银丝”横跨灵昆岛与乐清市，飘荡在浙江温州瓯江的北入海口。中交二航局瓯江北口大桥项目负责人向自立高兴地宣布：“大桥主缆仅用43天架设完成，创下行业新纪录。”

中国智造多塔桥 世界难题科技答

早在2015年，大桥工可报告正式获批并有初步设计方案时，中交二航局党委副书记、总经理张鸿便对跟踪北口大桥项目的向自立说：“一定要展现我们桥梁施工领域的科技优势，特别要研发一批机械化、自动化的造桥设备。”在这个思路指引下，索鞍深槽入鞍机器人等一系列创新设备的研发摆上日程。

上下双层共12车道的北口大桥，拥有令人惊叹的日通行10万辆车以上的能力，意味着大桥各类结构超越常规。其中，两根长2300米、可吊起1.5艘“辽宁号”的主缆蕴含着诸多创新奥妙。

“每根主缆由2万多丝高强钢丝组成，两根主缆钢丝总长可绕地球2圈。”人称“郝博士”的大桥四标项目总工郝聂冰解释道，“但主缆不能直接一整根搭在主塔上，来自全桥的荷载势必会压碎塔顶的混凝土。这时就需要一个底座，将索丝托住分散压力。”

“底座”在桥梁施工领域的专业名称叫“索鞍”。但北口大桥的中塔索鞍非同一般，它的鞍槽高度竟是常规索鞍的3倍以上。这样独特的设计能够保证大桥运行过程中，主缆不会因极端不平衡的荷载等情况产生移动，克服了多塔悬索桥中塔位置索股易滑移难题。

说起其中原理，“郝博士”拿起桌上的两本书，像洗扑克牌那样将书页交叠，这时看似轻薄的书无论怎么拉扯都无法分开，如同焊在了一起。“增大物体间接触面后，相互间摩擦力会大大增强。深槽索鞍也是应用了这个原理，而变得非常牢固。”然而，怎么将索股精准放入索鞍里面成了新的挑战。

传统索鞍的鞍槽深度不过20几公分，索股一般由工人们手握铁锤，一锤锤砸进槽底。北口大桥的深鞍槽足有929毫米，是世界上首个深槽索鞍。而且摩擦板之间的间距61毫米，单根索股宽59.4毫米，两者尺寸非常接近。如果仍用锤击，钢丝就容易由整齐变得杂乱，出现跳丝、乱丝的情况，甚至会引起部分钢丝断裂。

2018年12月，大桥上部结构中标结果公布，整个上部结构均由中交二航局承建。在那之后，中交二航局技术中心牵头，联合“郝博士”领衔的技术团队首创研发了索股深槽智能入鞍机器人，以期通过模拟人工作业的方式，采用自动顶推机构替代人工实现索股入鞍施工，确保索股均匀压入鞍槽，解决深槽索鞍索股入鞍难题。

2020年9月，中交二航局技术中心装备部副总工黄剑等人来到位于四川德阳的索鞍加工厂家。在上海历时一年多研发成功的一代机器人，也被送到德阳，进行模拟调试。一起到场的还有参与具体施工的劳务队伍代表。

机器人由行走轨道、设备框架、顶推压杆、导引小车等部件组成，通过在平行于索鞍的轨道上移动，小车牵着缆索，顶推压杆模拟人工作业方式压装索股入鞍；索鞍两侧各设轨道，设备通过行走机构在轨道上行走A，使索股入鞍过程连续平稳。但研发过程中，劳务队伍并不习惯新设备。一家队伍的总带班杨军见多识广，一眼就看出机器人技术尚不成熟，也代表队伍表示了担忧。

在场的郝聂冰心里也很清楚，新生事物潜力巨大，但诞生初期可能存在这样那样的问题。他向在场的队伍做思想工作：“百年前，汽车刚诞生时还不如马车跑得快，但现在谁都知道汽车的便利。机器代替人工是未来施工领域的趋势，我们一定要掌握主动权。”

杨军等人表示同意，加上毕竟合作多年，他们还是愿意相信中交二航局的建桥水平和技术实力，就带着工人们继续辅助开发，并尽快熟悉设备操作工艺与流程。不过，这也为后来埋下了伏笔。

经过多方数月试验，机器人优化了轨道、缆索进入方式等工艺，愈趋成熟。2020年10月30日，浙江省交通运输厅等多方专家、领导齐聚德阳，召开梳齿型主索鞍深槽入鞍工艺试验专题评审会。会上，交通运输部原总工周海涛为代表的专家们，对新设备及其工艺给予了充分肯定，称其自动化程度高，能大幅提升施工工效与质量。这次会议的召开，也标志着机器人研发完成。

然而，中交二航局科研团队并没有停下探索的脚步，选择回到上海的机器人研制工厂，结合评审会改进意见，争取在正式投入使用前，将设备升级到更加完善的2.0版本。可是，大桥首根主缆索股架设当天，机器人却缺席了。

二度花开结新果 不惧雨夜成大器

2021年春节前，黄剑与刚到项目不久的设备部专员付彦江临危受命，驻点上海同新机电控制技术有限公司加工厂一个多月。加紧拼装调试第二代机器人，计划节后出厂，配合首根主缆索股架设。

正式出厂前，机器人进一步优化控制箱、调整了入索方式、升级了动力设备，在厂内测试入鞍的效果、效率都符合预期。黄剑对结果十分满意。

然而，当节后机器人主体运到现场，却发现采购的重要配件——顶推气缸型号不对。黄剑紧急联系上海的配件厂家。由于是定制配件，需要时间加急制造，加上节后大宗物流不通畅，配件迟迟不能发货。

这一等就是近一个月。但工期不能等，特别是主缆架不好，大桥最重要也是最困难的工序——总重7.7万吨、共110节的钢桁梁吊装就无法进行，按期通车更是天方夜谭。

为确保工期总体可控，项目部无奈地决定，缆索先采用传统的人工方式进行架设。直到3月中旬，机器人终于开始现场安装。可工人们不乐意了，安装需耗时两天，这期间工人不能上塔施工，相当于被迫停工。而且，新设备意味着还要费时间磨合、学习操作，付出额外的学习成本，不满情绪变得更甚。

为了打消顾虑与不满，同时进行技术和安全交底，项目部召集劳务队开了个交底会。郝聂冰在会上开门见山：“人工入鞍也许可行，但机器人必须要应用。我们以后的大桥项目肯定继续应用智能设备施工，如果有队伍同意，将有机会优先参与进来。”除了晓之以理，他还动之以情：“能在北口大桥这样的大项目，成功应用高新设备，是很有竞争力的业绩。谁能先掌握，以后的市场就是谁的。”

中塔上下游两家队伍的老板和带班被说动了，均表示支持项目应用机器人。

3月20日，机器人安装成功并首次使用。但由于第一次在户外、真实的现场进行操作，设备还需要进一步调试。回忆第一次上塔调试机器人，黄剑至今仍历历在目。

由于三面环山，一面靠海。温州的雨季在3月已初显端倪。雨也成了首次调试那天的主基调，从早上就开始飘着雨丝。当天早上六点半，他和付彦江以及上海同新的技术人员，还有工人们一起，乘最早的一班交通船前往中塔。

可刚开始测试，拖拽索股的小车就遇到问题，动不了了。黄剑看着电机明明在运转，动力没有问题，可车就是纹丝不动，急得直打转。不过，耐心检查后发现了症结。原来，机器人在厂内测试时，小车拖行的索仅16米长，行走很轻松。而现场的索股长上千米、足有54吨重，小车一下就超载了。好在现场工人经验丰富，很快拿来两个握索器夹住索股两端，像拉面条一样，调软了中间的索，才让小车得以正常行走。

后续几次索股架设还算顺利。数百股索丝经过机器人推进深槽，外观效果如同专业的理发师操控着直板夹，将细丝铺设得整齐平顺、丝毫不乱。工人们仅需通过点击触控屏、遥控器就能轻松实现机器人移动、索股入鞍等功能，纷纷感叹：机器人施工质量竟然这么高。

可直到临近傍晚快下班，索股才架好5根，工效仅与人工持平，明显低于测试水平，这让黄剑很是受挫。

付彦江在一旁安慰：“黄总，肯定是因为今天下雨，加上工人们还不熟练，工效才没上去。”

“这不是理由，一定还存在细节问题。我们必须找出优化方案，才能对得起那么长时间的研发，赶得上工期。”黄剑态度坚决，并呼吁大家加班对设备做检查。

可惜天公不作美，下班前，不解风情的雨变得更大了。“就跟拿着盆往身上泼水一般。”付彦江形容当时的雨势。工人们都表示这样的天气，活干不了。设备调试、索股架设都陷入停滞。挨到工人们下班，雨势也不见小。

当最后一班交通船离开中塔，面积仅十几平方米的塔顶上，黄剑等人还在留守。雨势稍减后，他们立刻投入到调试工作中，甚至连晚饭都忘了。

为了调试好设备，黄剑等5人坚持到夜里10点多，在空载情况下，整整测试3遍支腿开合、设备行走、索股入鞍的全流程，仔细分析可能影响工效的原因。整个调试过程他们几乎都是穿着湿衣服在操作。

调试完成后，他们不得不冒雨从144米高的中塔，顺着陡峭湿滑的猫道慢慢走回去。从中塔到驻地，直线距离约1公里多，他们花了近两个小时才走完，回到宿舍时已是子夜。尽管累得人倒头就睡，但黄剑觉得值得。

经过一整晚努力，黄剑提出了更换大尺寸顶推滑块、推杆，调整推杆角度，加大开合机构气动装置气压等一系列优化措施，并及时联系厂家调换更适合的配件。

几天后，再度强化的机器人实现了一天架设8根索股的好成绩，单次入鞍工效约50分钟，施工效率可提升20到30%。在实现了入鞍质量优于人工的同时，减少了高空作业的人员数量。

主缆架完没多久，交通运输部原总工周海涛出差乐清时，主动到访北口大桥。当了解到机器人顺利应用，干了一辈子工程的他颇为激动。这位年近70岁的老人见证了共和国桥梁工程从肩挑人扛，到高精尖的“大国重器”应用在世界级桥梁。他表示希望上塔亲眼看看深槽索鞍。出于安全和老人身体健康的考虑，项目部向他展示了施工期间的视频与图片。看完资料后的周海涛，对新技术表示了充分认可。

通车前，大桥投入144辆满载大卡车开展静载、动载试验。最极端的条件下，车队甚至压弯了大桥，下挠最大达到肉眼可见的1.4米，当然这也在悬索桥柔性结构的安全范围内。装在中塔索鞍内的传感器显示，缆索没有哪怕0.01毫米的移动，验证了新设备的成功。

“这项新工艺设备还搭载了基于3D激光扫描识别的索股入鞍质量检测系统，可利用三维激光相机识别质量异常。这一设备的应用，将成为以后我们竞争同类型悬索桥的重要优势，进一步优化后，还能应用在更多悬索桥的上部结构施工中，对加快推动桥梁现代产业链‘链长’打造意义重大。”谈到机器人的未来，郝聂冰满怀希望。（王昊）