
本报讯 辽沈晚报、聊沈客户端首席记者朱柏玲 记者王琳报道 昨日,世界最长跨海大桥——港珠澳大桥正式开通。在确保大桥坚固、持久等方面,辽宁贡献了先进的技术和产品。未来,当您行进在这一有着“新世界七大奇迹之一”美誉的大桥上时,可以顺便寻找桥上的“辽宁技术”。
桥梁钢采用东北大学技术
获国家科技进步二等奖
抗得过台风“山竹”,港珠澳跨海大桥的钢材功不可没。大桥所使用的高强度桥梁钢,主要采用东北大学团队研发的新一代控轧控冷工艺。2017年,“热轧板带钢新一代控轧控冷技术及应用”项目获评国家科技进步二等奖。
港珠澳跨海大桥的建设中,复杂的海床结构、恶劣的自然环境、超长的跨度距离,台风、巨浪、地震甚至是海水氯盐侵蚀等都给桥梁钢带来巨大考验,因此跨海大桥等超大跨度桥梁对桥梁钢的高强度、可焊性、防断性、耐蚀性等提出了极为严苛的性能要求。
跨海大桥用钢主要集中于管桩钢、通航主桥的桥梁钢、桥面护栏以及带肋钢筋,其中管桩钢、通航主桥的桥梁钢占钢材总量的60%,仅管桩钢就占其钢材总量的50%左右。管桩钢的材质大部分为热轧板卷,通航主桥的桥梁钢材质主要规格为10-50mm之间,主要为平板产品,而东北大学的新一代控轧控冷技术正是热轧板带钢绿色制造的代表性工艺。
王昭东教授及其团队研发的新一代控轧控冷工艺,以超快速冷却技术为核心,使钢材组织细化35%以上,有效满足了桥梁钢高强度和高韧性的需求。通过优化的成分设计+控制轧制+轧后超快冷却这套组合拳,在提高强韧性能基础上,降低了材料的屈服强度与抗拉强度的比值,满足了桥梁的抗震和抗应变设计。依托超快冷装备,采用在线热处理,替代了以前的离线正火热处理,提高了焊接性能和韧性,解决了传统正火桥梁钢板焊后分层、韧性和表面质量差等系列问题,促进了高性能桥梁钢标准的升级换代。
中科院金属所耐腐蚀技术
确保桥基耐久120年
港珠澳大桥的设计标准是打破了国内通常的“百年惯例”,制定了120年设计标准。这其中,由中国科学院金属研究所自主研发的“SEBF/SLF高性能涂层加牺牲阳极”联合防护技术功不可没。
中科院金属所耐久性防护与工程化课题组负责人李京研究员告诉记者:“我们完成了大桥基础钢管复合桩防护涂层工艺设计、阴极保护系统设计、原位腐蚀监测系统设计等,研制出用于大桥混凝土结构用的新一代高性能环氧涂层钢筋,并参与大桥基础的防腐涂装施工,保障了港珠澳大桥基础120年耐久性设计要求。”
针对港珠澳大桥特定的海泥环境,从大桥论证时起课题组就开展了相关涂层的研发工作,先后从涂层的抗渗透性、耐阴极剥离性等关键性能指标着手,研制新型涂料,解决涂层的耐久性问题。科研人员通过调整涂层配方和改善涂装工艺,降低了涂层的吸水率和溶出率,有效提高了涂层的抗渗透能力,增强了涂层与金属的粘结强度。
120年耐久性设计要求仅仅依靠涂层防腐的防护手段是远远达不到的,必须与阴极保护技术联合使用。阴极保护技术是指通过电化学的方法,将需要保护的金属结构极化,使之电位向负向移动,达到免腐蚀电位,使金属结构处于被保护状态。
中科院金属所科研人员针对该腐蚀环境和结构特点,重点研究了钢管复合桩在灌入不同地质层后阴极保护面临的难题,采取巧妙方法,选取极端边界参数推算保护效果,即计算在土壤电阻率最大和最小两种情况下阴极保护的电位是否能达到保护要求,并将此作为类似工程阴极保护设计的一种手段,有效解决了复杂环境中阴极保护设计问题。
量身打造电缆伸缩装置
申请多项专利
鞍山某环保设备有限公司则为大桥提供了电缆伸缩装置。
为了配合大桥的建造需求,该公司技术团队考察学习,并组织精干力量进行研发实验。经过技术部门和车间实验部门的努力,终于在规定时间内提交两套方案。方案得到港珠澳大桥管理局领导和专家的高度认可,最终签署购买合同。
为港珠澳大桥量身打造的技术也填补了国内空白,并成功申请了5项国家发明专利和6项国家实用新型专利。
主体桥梁钢板用量42万吨四成来自鞍钢
作为世界上最长的跨海桥梁工程,也是综合建设难度最大、最具挑战性的超级工程,港珠澳大桥是一座名副其实的科技大桥,在这些世界级挑战的背后,是一系列创新攻坚和科技支撑的强力驱动。
“鞍钢制造”成为大桥“主心骨”
昨日,记者从鞍钢桥梁钢产销研团队获悉,鞍钢自主研发生产的17万吨桥梁钢已全部成功应用在大桥主体,作为此项目供货量最大的钢企,鞍钢钢板制作的钢箱梁,主要应用在大桥CB01标段主体和大桥主航道桥——青州航道桥的建设。作为全球最长的钢结构桥梁,该大桥仅主体桥梁钢板用量就达42万吨,相当于10座“鸟巢”的重量。其中,青州航道桥是港珠澳大桥三座通航孔桥中跨径最大、桩基最长、索塔高度最高、施工区域离岸最远的控制性工程,该航道桥的合龙打通了从西人工岛上桥的通道,为后续桥面铺装施工奠定了基础。
3年内完成全部钢板的供应
据了解,从2012年起,鞍钢开始为港珠澳大桥供货,3年内及时并保质保量地完成了全部钢板的供应。随着大批量钢板抵达用户手中,鞍钢接连收到来自各方的赞誉:作为监理方的中国船级社,对鞍钢钢板轧制的精度十分满意,在和其他钢厂对比之后给出了鞍钢钢板厚度控制最好的评价;回访用户时,桥梁厂对鞍钢供货钢板的焊接性能以及各项指标给予充分肯定;对鞍钢生产技术水平充满信心。
为保证桥体的安全系数,鞍钢桥梁钢产销研团队严把质量关,从原材料抓起,大力提高钢板的冲击韧性,同时采取全程跟踪轧制的操作方式,保证钢板板型的合格率。为确保合同高质高效执行,鞍钢还组织精兵强将成立港珠澳大桥重点项目团队,做好相关的服务、协调工作,保障项目用钢供应顺利进行。
鞍钢钢材撑起“中国桥”半壁江山
近年来,鞍钢开发出满足国内外重大、特大桥梁工程需求的高强及耐候桥梁用钢,形成了自主的成分体系和组织控制技术路线,鞍钢桥梁用钢先后建设江苏省润扬长江公路大桥、上海东海大桥、上海苏通大桥、港珠澳大桥等30余座知名国家重点桥梁工程,撑起中国桥梁半壁江山,同时还远涉重洋,飞架在挪威的格罗马河上、德国的多瑙河上、美国的阿拉斯加塔那那西河上、孟加拉帕德玛河上,成功应用在严寒低温和高温高湿热地区,标志着鞍钢桥梁用钢的研发、生产和质量水平已经跻身世界前列。北方晨报、印象鞍山 金梁