11月16日,沪通长江大桥432根斜拉索全部安装完毕。听到这个消息,中铁大桥局集团物资公司桥索部部长郑飞成非常激动。“这是世界上第一座成功应用2000 MPa高强度锌铝合金涂层钢丝斜拉索的桥梁!”正是他的团队,经过近三年40多轮的试制,成功研制出世界上强度最高的斜拉桥用钢丝。
由中铁大桥院设计、中铁大桥局承建的沪通长江大桥是一座主跨1092米的斜拉桥,连接南通和苏州。它是世界上最大的公铁两用斜拉桥。为了减小索的迎风面积和重量,首次采用了最前沿的新材料——直径7 mm、强度2000 MPa、捻制12次的平行钢丝拉索。由500多根钢丝组成的单根缆绳,起吊重量接近1000吨,足以吊起600多辆汽车。
“为了适应沪通长江大桥的设计跨度、特殊的地理位置和风力条件,我们开发应用的材料必须在强度、韧性、抗疲劳、耐腐蚀等方面有新的技术突破,这对从事桥梁专用材料的人来说是一大挑战。”郑飞成说。
据郑飞成介绍,2000兆帕桥梁缆索用钢丝的技术要求极为苛刻。当时国内还没有单位研制试制过这种材料,世界上也只有少数几家钢厂在实验室小批量试制过。不仅价格极高,而且没有物理工程应用的先例。“我们只能卷起袖子,从头开始。”
2014年初,中铁大桥局集团物资公司组建了以郑飞成为首的专业材料学研发团队,与国内一线钢厂、科研单位、高校、桥梁设计单位建立了核心资源共享绿色通道,搭建了多个研发平台。经过近三年40多轮试生产,在实验室研制成功了2000 MPa国产超高性能钢丝。
然而,如何实现实验室小批量试制到稳定大规模生产的问题又摆在我们面前。为此,RD团队和钢厂制定了从新产品试制到30吨、200吨、800吨的阶段性研究试制计划。两年来,经过多次调整,2000 MPa钢丝的成品率终于趋于稳定,圆满完成了为沪通大桥供应1.8万吨缆索钢丝的任务。