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(zhuǎn)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(jīng)受起了500兆帕應(yīng)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(shè)備,也實現(xiàn)了預應(yīng)力領(lǐng)域的世界技術(shù)突破,其背后是3年的反復實驗以及12項自主創(chuàng)新性專利成果的加持。
這些拉索如何支撐起FAST,要從預應(yīng)力說起。預應(yīng)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?!睔W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(yīng)用于橋梁、建筑、巖土、水利、核電等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域,在國內(nèi)外都有著巨大的應(yīng)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(wǎng)工程?!癋AST就像地球的大眼睛一樣轉(zhuǎn)動,去觀測宇宙。支撐FAST變位的索網(wǎng)就要既有彈性又有超強的抗疲勞性?!睔W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(wǎng)經(jīng)常要在球面和拋物面之間頻繁變化,拉索的最大工作應(yīng)力幅要達到500兆帕,是傳統(tǒng)標準的2.5倍。
達成這一全世界范圍內(nèi)從未被實現(xiàn)過的鋼索疲勞性能,并非易事。
“接到任務(wù)時,感覺那幾乎是不可能實現(xiàn)的事?!敝x正元記憶猶新。他說,當時現(xiàn)有的拉索產(chǎn)品,張拉不到十萬次就斷了,距離“500兆帕應(yīng)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(shè)法改進索制品結(jié)構(gòu)以及錨固結(jié)構(gòu)。經(jīng)過3年的反復實驗,他們最終取得突破性進展,研發(fā)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(xiàn)。首創(chuàng)冷鑄擠壓復合錨固技術(shù)、首創(chuàng)高強預應(yīng)力鋼絲與鋼絞線組合制索技術(shù)、發(fā)明反射面單元自適應(yīng)連接機構(gòu)……多個“首創(chuàng)”和“發(fā)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(chuàng)造了12項自主創(chuàng)新性的專利成果,其中發(fā)明專利7項。
拉索安裝的工藝同樣匯聚智慧和創(chuàng)新?!癋AST的主網(wǎng)拉索共有1454種規(guī)格,我們得像蜘蛛織網(wǎng)一樣,用‘索’織出一張‘大網(wǎng)’?!编u易清介紹,歐維姆結(jié)合FAST球形結(jié)構(gòu)特點,克服各種困難,發(fā)明了高空索網(wǎng)施工的工法,施工精度控制在5毫米范圍內(nèi),最終順利完成任務(wù)。
在現(xiàn)代社會,預應(yīng)力應(yīng)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(nèi)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(shù)進步獎,累計授權(quán)專利1260余項,主持和參與制定的國家、行業(yè)標準近百個,獲中國專利獎6項。
歐維姆公司產(chǎn)值也從每年幾百萬元發(fā)展到二十幾億元,2023年度,公司實現(xiàn)銷售收入224304萬元,成為中國預應(yīng)力行業(yè)的領(lǐng)軍品牌。
這離不開歐維姆長期堅持創(chuàng)新和大力投入。歐維姆董事長黎睦漢給出一組數(shù)字,歐維姆有國家級的技術(shù)中心,有接近300人的技術(shù)研發(fā)人員,每年的科研經(jīng)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(lǐng)先,只能長期堅持創(chuàng)新。”黎睦漢表示。
此外,歐維姆還整合行業(yè)優(yōu)秀資源,設(shè)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(shè)立了研究院,這些科研機構(gòu)給歐維姆帶來新的頂尖技術(shù),使公司產(chǎn)品具備強勁的迭代更新能力,保證產(chǎn)品的核心競爭力。
作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù),預應(yīng)力國內(nèi)外市場規(guī)模巨大,也正在創(chuàng)新突破中迎來更為廣闊的產(chǎn)業(yè)前景?!皥猿謩?chuàng)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(lǐng)域打破了國外預應(yīng)力技術(shù)的壟斷。未來,公司創(chuàng)新的步伐不會停止?!崩枘罎h說。