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一個計量單位里的創新力|500兆帕背后的“神力”突破
2024-06-12 記者 農冠斌 王文博 來源: 經濟參考報

  一束鋼索的“神力”能有多大?在柳工集團柳州歐維姆機械股份有限公司(下稱“歐維姆”)纜索車間,整齊排列的放線盤同頻轉動,一根根小拇指粗的鋼線在牽引機的引導下,被集束成一根拉索。

  正是這樣的拉索,經受起了500兆帕應力幅下200萬次疲勞試驗,托起了“中國天眼”(FAST)這一世界最大的天文觀測設備,也實現了預應力領域的世界技術突破,其背后是3年的反復實驗以及12項自主創新性專利成果的加持。

  這些拉索如何支撐起FAST,要從預應力說起。預應力意為預先增加的力。“就像一個木桶,外面套個筋,箍緊,裝水后木桶才不會崩開。”歐維姆副總工程師鄒易清說,它是許多重大工程不可或缺的“螺絲釘”,廣泛應用于橋梁、建筑、巖土、水利、核電等基礎設施建設領域,在國內外都有著巨大的應用市場。

  具體到FAST,它是一個500米口徑球面射電望遠鏡,反射面有一個由6670根主索、2225根下拉索織起的巨大而精密的索網工程。“FAST就像地球的大眼睛一樣轉動,去觀測宇宙。支撐FAST變位的索網就要既有彈性又有超強的抗疲勞性。”歐維姆總工程師謝正元說。

  謝正元進一步解釋,由于FAST特殊的工作方式,500米跨度索網經常要在球面和拋物面之間頻繁變化,拉索的最大工作應力幅要達到500兆帕,是傳統標準的2.5倍。

  達成這一全世界范圍內從未被實現過的鋼索疲勞性能,并非易事。

  “接到任務時,感覺那幾乎是不可能實現的事。”謝正元記憶猶新。他說,當時現有的拉索產品,張拉不到十萬次就斷了,距離“500兆帕應力幅下200萬次疲勞試驗”的要求,是遙不可及的。

  科研人員還是決定試一試,想方設法改進索制品結構以及錨固結構。經過3年的反復實驗,他們最終取得突破性進展,研發出適合FAST使用的成品索,使其靈活變位的功能得以圓滿實現。首創冷鑄擠壓復合錨固技術、首創高強預應力鋼絲與鋼絞線組合制索技術、發明反射面單元自適應連接機構……多個“首創”和“發明”,折射出歐維姆攻克難題的決心。在“中國天眼”工程中,歐維姆創造了12項自主創新性的專利成果,其中發明專利7項。

  拉索安裝的工藝同樣匯聚智慧和創新。“FAST的主網拉索共有1454種規格,我們得像蜘蛛織網一樣,用‘索’織出一張‘大網’。”鄒易清介紹,歐維姆結合FAST球形結構特點,克服各種困難,發明了高空索網施工的工法,施工精度控制在5毫米范圍內,最終順利完成任務。

  在現代社會,預應力應用隨處可見。如今,三峽大壩、上海磁懸浮專線、港珠澳大橋、京廣高鐵……一項項享譽國內外的重要工程中,都活躍著歐維姆的身影。截至目前,歐維姆五次問鼎國家科學技術進步獎,累計授權專利1260余項,主持和參與制定的國家、行業標準近百個,獲中國專利獎6項。

  歐維姆公司產值也從每年幾百萬元發展到二十幾億元,2023年度,公司實現銷售收入224304萬元,成為中國預應力行業的領軍品牌。

  這離不開歐維姆長期堅持創新和大力投入。歐維姆董事長黎睦漢給出一組數字,歐維姆有國家級的技術中心,有接近300人的技術研發人員,每年的科研經費都超過銷售收入的3%以上。“你進步慢了,別人就趕上來了。想保持領先,只能長期堅持創新。”黎睦漢表示。

  此外,歐維姆還整合行業優秀資源,設立了一個博士后工作站、三個院士工作站,跟同濟大學、東南大學共同設立了研究院,這些科研機構給歐維姆帶來新的頂尖技術,使公司產品具備強勁的迭代更新能力,保證產品的核心競爭力。

  作為基礎設施建設領域的關鍵技術,預應力國內外市場規模巨大,也正在創新突破中迎來更為廣闊的產業前景。“堅持創新讓公司在全國乃至全球重大基建工程中提供了自己的力量,并在許多領域打破了國外預應力技術的壟斷。未來,公司創新的步伐不會停止。”黎睦漢說。

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