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鄂産神器巧治大橋渦振
2021-07-20 10:12:44來源:湖北日報編輯:李燕責編:石麗敏

  原標題:二十九年研發,中鐵大橋局成為我國橋梁減振抗震“領頭羊” 鄂産神器巧治大橋渦振

  編者按

  一項成果,往往可以改變一個行業甚至世界——

  在武漢,一支“生豬疫苗”,一年接種2.6億頭豬,大幅提升我國生豬養殖效益,成果兩獲國家科學技術進步獎二等獎。這是“紙變錢”:轉化成果,獲得經濟效益和競爭優勢,實現産業創新。

  在荊門,一條自動化的電子廢棄物綠色循環生産線,每年“挖”出可觀的鐵、銅及金、鈷等,成為我國資源循環産業的引領者,並斬獲國家科學技術進步獎二等獎。這是“錢變紙”:投入資金,創新産品,收穫科技成果,實現知識創新。

  創新是第一動力,科技是第一生産力。創新發展,作為國家戰略,正在發生著許多可觸可感的具象故事。連日來,湖北日報全媒記者走進企業和研究機構,感受“紙變錢”“錢變紙”良性循環轉化的魔力,追尋湖北高品質發展大潮中的新力量,敬請關注。

  7月17日淩晨,暴雨來襲,江面短時陣風超過8級。此時,飛臥長江的“藍白巨龍”青山長江大橋巍然屹立。這座今年4月30日通車、938米一跨過江的跨江大橋,可抗19級大風!

  何故?

  原來,在斜拉索與橋面、主塔與箱梁的結合部,安裝的鄂産神器伸縮自如,“拽”住橋體,讓大橋不再肆意“飄”“擺”。

  這些神器,就是能“四兩撥千斤”的阻尼器。7月16日,中鐵大橋局橋科院申報的專利“拉索杠桿品質阻尼器”,在我國最高專利獎——2021年度中國專利獎評比中,從168個參賽專利中脫穎而出闖入決賽。

  大橋局橋科院歷時29年研發的阻尼器是什麼?它給中國橋梁建設帶來了什麼?

  打破國外壟斷,研發“爭氣帶”

  時鐘回撥至1992年冬,九江長江大橋正在建設中。

  H型剛性吊桿在大風下發生大幅振動,受到驚嚇的工人以為部分建好的橋面要塌了,紛紛躲避。

  專家們知道,面對大風、地震等衝擊時,大橋如果出現大幅度飄動、擺動將極其危險。治理橋梁“飄”“擺”,需要在橋面與橋墩、拉索(懸索)與橋面接觸處,安裝化解衝擊力的設備——阻尼器。

  阻尼器,一種吸收能量,使物體在受到外力衝擊時的振動很快衰減,從而保持物體穩定的裝置。此時,被稱作大橋“安全帶”的阻尼器技術被日本及歐美國家壟斷。

  “一定要爭口氣,把國産阻尼器搞出來!”

  儘管時隔29年,汪正興仍記得方秦漢院士那句鏗鏘有力的話。帶著金絲邊眼鏡,一米八個頭的汪正興,已是大橋局橋科院橋梁結構健康與安全國家重點實驗室的學科帶頭人。

  方秦漢時任九江長江大橋設計負責人。那年冬天,他找到橋科院副總經理顧鈞金、工程師汪正興,要求研製國産橋梁減振技術産品。

  此時,橋梁阻尼器在我國是空白技術,研發它可不是一件容易的事。

  當時從清華大學畢業的汪正興27歲,在同為力學專業畢業的顧鈞金帶領下,開始艱苦研發之旅。

  冒著凜冽寒風,他們爬上32米高的鋼拱,綁感測器、測數據,通宵達旦地畫圖紙、選材料,全國各地找廠家生産。功夫不負有心人,他們終於研發出多重調諧品質阻尼器(MTMD)。當100多根吊桿裝上這個重15公斤、平板電腦大小的“小盒子”後,大橋渦振奇跡般消失了。1996年,大橋局橋科院自主研發的TMD專利技術,獲得國家科技進步獎三等獎。

  7月6日,記者在大橋局橋科院國家重點實驗室,目睹了阻尼器的神奇。廠房裏,大型設備林立,身穿藍色制服的工程師們正在微縮版的懸索橋上測試阻尼器。大橋局橋科院副總經理王波指著索下“大電阻”形狀的物體説,阻尼器由高合金鋼與硅油等介質組成,經過精確計算的阻尼器與懸索振蕩産生的力量相反,以削弱振蕩能量。

  29年不停步,成為“領頭羊”

  單個阻尼器重量從15公斤至40公斤不等。實驗人員當天調試的,是世界級“六自由度多功能”動力平臺阻尼器試驗系統。

  小小阻尼器,何以能“四兩撥千斤”?

  每一次實驗,背後都是成百上千次的力學計算。“它可以成功控制一根80多噸重斜拉索的高頻振動。”王波指著一個40公斤重的調諧式阻尼器説,這款産品安裝在已通車的滬蘇通長江大橋上,效果良好。

  上世紀九十年代開始,我國橋梁建設向大跨、重載、深水邁進,斜拉橋、懸索橋從幾百米跨度猛增到1000多米,一根拉索的重量從20噸增加至100噸,給橋梁減振帶來極大挑戰。

  通過測試,他們運用力學原理,在不增加斜拉索長度的同時,利用杠桿原理研製擺式杠桿阻尼器,精度更高、抗震性能更優。塔梁大噸位阻尼器,則採用液體、品質雙調節,在較低安裝高度,能獲得更好減振效果。

  多年來,大橋局橋科院累計投入5000多萬元,自主研發出系列斜拉索減振器和大噸位抗震阻尼器,取得數十項國家專利和兩項國際專利授權;減振抗震相關技術研究成果,獲得省部級以上科技獎25項,包括中國科學技術獎、全國發明展覽會發明創業金獎、中國專利優秀獎等,産值超過5億元。

  29年研發不停步,大橋局橋科院已成為中國橋梁減振抗震領域的“領頭羊”,其研發的阻尼器成功應用在楊泗港、滬蘇通、五峰山、平潭等世界級大橋上。目前,該院在國內400米及以上跨度的大跨度斜拉橋中阻尼器市場佔有率在70%以上,成功解決海內外近百座橋梁索、梁及拱橋吊桿等結構振動問題。(湖北日報全媒記者 戴輝 通訊員 付麗)

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