武漢企業主導研發的2000兆帕高強度鋅鋁合金鍍層鋼絲,首次成功應用在了世界上最大跨徑的公鐵兩用斜拉橋滬通長江大橋上。戴浩攝
11月16日,滬通長江大橋432根斜拉索全部安裝完成。聽到這個消息,中鐵大橋局集團物資公司橋梁纜索事業部部長鄭斐城十分興奮,“這是世界上第一座成功應用2000兆帕高強度鋅鋁合金鍍層鋼絲斜拉索的橋!”正是他所帶領的團隊,經過近三年40多輪試制,成功研發出這一目前世界斜拉橋最高強度鋼絲。
由在漢“建橋國家隊”中鐵大橋院設計、中鐵大橋局建造的滬通長江大橋連接南通和蘇州,采用主跨1092米的鋼桁梁斜拉橋結構,是世界上最大跨徑的公鐵兩用斜拉橋。為減小纜索迎風面積、減少重量,首次采用最尖端的新材料——直徑7毫米、強度達2000兆帕、扭轉12次的平行鋼絲斜拉索。由500多根鋼絲組成的單根拉索,吊重近1000噸,足以吊起600多輛小汽車。
“為了適應滬通長江大橋的設計跨度、特殊地理位置及風況,我們研發應用的材料必須在強度、韌性、抗疲勞、抗腐蝕上有一次新的技術突破,這對于搞橋梁專用材料的人來說,是一次重大挑戰。”鄭斐城說。
據鄭斐城介紹,2000兆帕橋梁纜索用鋼絲成材技術要求極其苛刻,當時國內沒有一家單位研發試制過這種材料,國際上也僅有個別鋼廠在實驗室有過小批量試制,不僅價格奇高,更無實體工程應用先例。“我們只能擼起袖子從零開始。”
2014年初,中鐵大橋局集團物資公司成立了以鄭斐城為首的專業材料學研發團隊,建立了與國內一線鋼廠、科研單位、高等院校、橋梁設計單位的核心資源共享綠色通道,搭建了多個研發平臺。經過近三年40多輪試制,2000兆帕國產超高性能鋼絲在實驗室中成功研發。
然而,如何實現從實驗室小批量試制到穩定大批量生產的問題又擺在了面前。為此,研發團隊與鋼廠制定了從新產品試制,到30噸、200噸、800噸的分階段科研試制計劃。近兩年里,經過多次調整,最終使2000兆帕鋼絲成材率更加穩定,圓滿完成了滬通橋1.8萬噸纜索用鋼絲供應任務。