“黑科技”打造百年鎧甲
文章來源：中國交通建設(shè)集團(tuán)有限公司 發(fā)布時間：2021-01-05
“以銹制銹的‘黑科技’終于研制成功了，為筑就百年品質(zhì)大橋再添防腐‘鎧甲’！”中交集團(tuán)所屬中交二航局福廈高鐵泉州灣大橋項目總工翁方文興奮地在微信群里與大家分享著令人激動的好消息，微風(fēng)拂過的泉州灣海面波光粼粼，猶如無數(shù)條銀龍在游動，仿佛也在為這項“黑科技”翩翩起舞。
福州至廈門高速鐵路是我國東南沿海客運鐵路的重要組成部分，其中由中交二航局承建的全線重點控制性工程——泉州灣跨海大橋項目全長20公里，海上橋梁長約9公里，是國內(nèi)首座跨海高鐵大橋。10月中旬，大橋南北兩岸間隔400米的兩座主塔順利封頂。在兩座主塔的墩塔半腰上，整齊有序地排放著60個鋼錨梁，它們作為橋梁荷載的重要承重構(gòu)件，就像一根根長長的“扁擔(dān)”，用于連接主橋與斜拉索。“傳統(tǒng)的鋼錨梁大多采用普通鋼材焊接，通過表面刷漆來防腐，但在沿海地區(qū)高鹽高濕的氣候條件下，光靠刷漆很難滿足高鐵工程結(jié)構(gòu)百年抗腐蝕的標(biāo)準(zhǔn)。”翁方文介紹。
推進(jìn)百年品質(zhì)工程建設(shè)，制定新的鋼錨梁方案勢在必行。為此，翁方文帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊與多方積極溝通探討。研究發(fā)現(xiàn)，如果往鋼材里加入微量鎳元素，表面便能形成穩(wěn)定銹層，這層銹可以隔絕空氣，阻止水、酸根的侵入，達(dá)到長久防腐的效果。說干就干，項目團(tuán)隊決定依托以銹制銹的理念，采用高鎳系耐候鋼作為鋼材。歷時一個多月，通過對不同鋼材的各項指標(biāo)性能進(jìn)行詳細(xì)比對，項目團(tuán)隊最終鎖定了一家滿足要求的耐候鋼供應(yīng)商，新方案邁出了扎實一步。除了要找到含鎳的鋼材外，擺在大家面前的還有另一道坎——鋼材焊接。
“耐候鋼如果用普通焊絲可能會產(chǎn)生電流腐蝕，我們要找到鎳含量達(dá)標(biāo)的焊絲來焊接，多一點少一點都不行。”方案討論會上，翁方文一語道出了焊接作業(yè)的關(guān)鍵所在。大家心里十分清楚，鋼材和焊材絕對不能有一丁點差錯，只要其中一方質(zhì)量不過關(guān)，都會導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)受力性能不達(dá)標(biāo)。項目團(tuán)隊立即將問題焦點轉(zhuǎn)移到焊材廠商上，在初步選定了焊材之后，立即將準(zhǔn)備好的耐候鋼與焊材進(jìn)行焊接并進(jìn)行力學(xué)性能試驗。
沒曾想，首次試驗卻以失敗告終。試驗結(jié)果顯示，焊接接頭低溫沖擊性能無法滿足設(shè)計要求。“要先找到病因，才能對癥下藥。”項目團(tuán)隊又聯(lián)系了設(shè)計方和專家團(tuán)隊對試驗結(jié)果進(jìn)行反復(fù)研究和分析，決定對焊材鎳含量進(jìn)行重新調(diào)整再加工。多次嘗試之后，成功研制出一種鎳系高性能耐海洋大氣腐蝕鋼材，同時還有與之配套的高強(qiáng)螺栓及焊接用料。“使用這種新型材料拼接成的鋼錨梁，含有的鎳元素能夠使表面形成氧化物銹層，足以抵御氯離子滲透，如此一來便可以達(dá)到長效防腐效果。”翁方文頗感滿意。但當(dāng)大家還沉浸在新型材料研制成功的喜悅時，現(xiàn)場實際安裝情況又讓團(tuán)隊犯了難。
原來，由于鋼錨梁的壁板在運輸過程中發(fā)生了偏位，造成其空間姿態(tài)與原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不完全一致，安裝調(diào)位無法滿足精度要求。為此，項目團(tuán)隊決定在臨時匹配件之間增加兩個角鋼內(nèi)支撐，這樣既避免了對焊接作業(yè)的影響，也起到了固定作用。除此以外，大家發(fā)現(xiàn)在塔柱到達(dá)一定高度后，受光照、風(fēng)力及溫度等因素的影響也將處于擺動狀態(tài)，為了減少對焊接作業(yè)的影響，項目團(tuán)隊提前選定了溫度、風(fēng)力合適的施工窗口期，在夜間進(jìn)行鋼錨梁安裝及調(diào)整，最終讓安裝調(diào)位回到正常速度，為工期按時推進(jìn)提供了有力保證。
如今，兩座主塔已開啟了未來至少百年時光的對望。新方案不僅保證了鋼錨梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，以銹制銹的成功應(yīng)用也為鋼錨梁實實在在穿上了防腐“鎧甲”。不僅減少了后期維修保養(yǎng)成本，還實現(xiàn)了“免涂裝、綠色耐久、銹色之美”的綠色全壽命設(shè)計。
【責(zé)任編輯：家正】
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