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辽沈晚报 2018年10月24日 09:01


  港珠澳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17万吨桥梁钢产自鞍钢。图为建设中的港珠澳大桥(资料片)。

  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。