科研團(tuán)隊(duì)夜以繼日攻堅(jiān)克難，世界首臺(tái)千噸級(jí)高鐵架橋一體機(jī)——
“昆侖號(hào)”面世記(講述·弘揚(yáng)科學(xué)家精神)
圖①：羅九林(前)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量工作。
圖②：萬(wàn)鵬(右)在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)組裝工作。
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圖③： 福廈鐵路湄洲灣跨海大橋建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，“昆侖號(hào)”在架設(shè)該線路最后一孔40米箱梁。
新華社記者 宋為偉攝
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剛過(guò)去的2021年，世界首臺(tái)千噸級(jí)高鐵架橋一體機(jī)“昆侖號(hào)”，僅用時(shí)218天，就順利完成了10公里橋梁的鋪架任務(wù)。2016年，中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司成立了“高速鐵路大跨度簡(jiǎn)支箱梁建造關(guān)鍵技術(shù)研究”課題組。作為重要成員，中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)主攻運(yùn)架一體機(jī)的研發(fā)；科研團(tuán)隊(duì)夜以繼日，攻堅(jiān)克難，通過(guò)不斷的創(chuàng)新和探索，取得了一系列令人驚喜的突破。團(tuán)隊(duì)圍繞高鐵箱梁架設(shè)技術(shù)進(jìn)行專利挖掘和布局，形成專利組合56件，為裝備制造單位直接創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約2億元。
“了不起，舍不得，但更重要的任務(wù)——杭衢高鐵項(xiàng)目部，還盼著‘昆侖號(hào)’咧！”前不久，看著已經(jīng)共同工作近一年的“老伙計(jì)”，中鐵十一局集團(tuán)福廈高鐵湄洲灣大橋架梁項(xiàng)目經(jīng)理王博眼中流露出不舍；回想起與“昆侖號(hào)”相處的一幕幕過(guò)往，王博除了感慨一路走來(lái)的艱辛，還滿懷自豪與期待……
“‘昆侖號(hào)’為加快西部特殊地貌鐵路建設(shè)，以及中國(guó)高鐵時(shí)速全面站上新臺(tái)階打通了鋪架關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，也是科研人員突破自我、奮力攻關(guān)的一次嘗試。”中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)湯友富說(shuō)。
“‘沒(méi)干過(guò)’更要‘敢挑戰(zhàn)’，要把前沿創(chuàng)新的大項(xiàng)目變成淬煉人才的好平臺(tái)”
“昆侖號(hào)”究竟厲害在哪？“這個(gè)距地面35米高、長(zhǎng)116米的‘大家伙’，提著1000噸重、40米長(zhǎng)的巨型簡(jiǎn)支箱梁，相當(dāng)于200頭成年亞洲象的重量。這個(gè)重量，普通的運(yùn)輸車載不下，火車頭拖不動(dòng)，起重機(jī)拉不起，但咱們‘昆侖號(hào)’在高空提著它，穩(wěn)穩(wěn)的。”鐵五院鋪架技術(shù)及裝備研發(fā)中心常務(wù)副主任、“昆侖號(hào)”研發(fā)設(shè)計(jì)項(xiàng)目技術(shù)主要負(fù)責(zé)人萬(wàn)鵬自豪地說(shuō)。
2006年以來(lái)，我國(guó)高鐵橋梁建造普遍采用重900噸、長(zhǎng)32米的簡(jiǎn)支箱梁。這些900噸的“大塊頭”可是“大功臣”：正是得益于這些看似巨大積木的箱梁及成套建造技術(shù)，中國(guó)高鐵運(yùn)營(yíng)里程才能迅速躍升并穩(wěn)居世界第一。
然而，在更快速、更低碳、更經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)下，箱梁標(biāo)準(zhǔn)必須實(shí)現(xiàn)從32米到40米及更大跨度的跨越。對(duì)于科研工作者來(lái)說(shuō)，必須破解路橋隧頻繁轉(zhuǎn)換、運(yùn)梁過(guò)隧、大坡度小曲線等架設(shè)難題。
2016年，中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司“高速鐵路大跨度簡(jiǎn)支箱梁建造關(guān)鍵技術(shù)研究”課題組成立。鐵五院主攻運(yùn)架一體機(jī)的研發(fā)。
消息傳回鐵五院，大家興奮伴隨著忐忑……一位已退休的老專家語(yǔ)重心長(zhǎng)地說(shuō)：“現(xiàn)在咱院懂結(jié)構(gòu)的人不多了，扛得下這個(gè)重?fù)?dān)嗎？別看長(zhǎng)度就增加8米，結(jié)構(gòu)難度可是幾何量級(jí)地增長(zhǎng)！”
“箱梁拉長(zhǎng)8米、增加100噸，不是為創(chuàng)新而創(chuàng)新，這是中國(guó)高鐵建設(shè)必須突破的難題。”鐵五院總工程師、鋪架技術(shù)及裝備研發(fā)中心主任、“昆侖號(hào)”研發(fā)設(shè)計(jì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人諶啟發(fā)說(shuō)。
“‘沒(méi)干過(guò)’更要‘敢挑戰(zhàn)’，要把前沿創(chuàng)新的大項(xiàng)目變成淬煉人才的好平臺(tái)。”湯友富說(shuō)，60多年來(lái)，鐵五院伴隨中國(guó)鐵路迭代升級(jí)，“拿下這個(gè)項(xiàng)目，能幫我們搶占新一輪高鐵創(chuàng)新的先機(jī)！”
“對(duì)科研人員來(lái)說(shuō)，圖紙不應(yīng)該躺在檔案袋里，咱的目標(biāo)是畫(huà)進(jìn)山川、改造山川”
集結(jié)號(hào)吹響！全集團(tuán)三個(gè)子公司、兩個(gè)專業(yè)院立即選調(diào)20多名專業(yè)能手，組成多學(xué)科課題組；鐵五院副總工程師梁志新?lián)雾?xiàng)目設(shè)計(jì)總師，王治斌、萬(wàn)鵬擔(dān)任項(xiàng)目主要技術(shù)負(fù)責(zé)人。鐵五院主樓6層的會(huì)議室，變成了課題組常駐大本營(yíng)。
2018年初，鐵五院提交的下導(dǎo)梁后抽式架橋機(jī)方案順利通過(guò)評(píng)審，梁志新卻失眠了好幾夜：采用下導(dǎo)梁設(shè)計(jì)，盡管架設(shè)能力提高了100噸，可架橋機(jī)自重比預(yù)期增重了400多噸，應(yīng)用場(chǎng)景受限。“技術(shù)參數(shù)沒(méi)問(wèn)題，但是經(jīng)濟(jì)性有缺憾，很可能被市場(chǎng)冷落。”梁志新向諶啟發(fā)說(shuō)出擔(dān)心。
“設(shè)計(jì)叫好”不代表“市場(chǎng)叫座”。研發(fā)即將進(jìn)入樣機(jī)生產(chǎn)階段，架橋機(jī)交付時(shí)間也只剩幾個(gè)月，現(xiàn)在返工來(lái)得及嗎？業(yè)主單位會(huì)允許嗎？如果方案推倒重來(lái)，課題組這一年多的夙夜為公又算是什么？
關(guān)鍵時(shí)刻，湯友富拍了板：“如果新方案更理想，當(dāng)然要大膽一搏，我去向上級(jí)單位爭(zhēng)取。請(qǐng)課題組也轉(zhuǎn)變思路，咱們兩種設(shè)計(jì)都申請(qǐng)專利！”2018年7月，收到上級(jí)公司的批復(fù)，鐵五院召開(kāi)課題組大會(huì)，啟動(dòng)上導(dǎo)梁運(yùn)架一體機(jī)的技術(shù)設(shè)計(jì)。
承擔(dān)著技術(shù)決策壓力的梁志新哽咽了，內(nèi)心無(wú)限感慨：“追求完美是挑戰(zhàn)，更是擔(dān)當(dāng)。”導(dǎo)梁由“下”變“上”，看起來(lái)是由“舉”到“提”的動(dòng)作變化，卻意味著數(shù)以萬(wàn)計(jì)的重新演算。
課題組年紀(jì)最小的蔣中明愣了一下，他看向自己的辦公桌：400多頁(yè)的方案計(jì)算書(shū)已經(jīng)完善了10多遍，僅主梁圖就存了150多版；全部A3圖紙堆齊至少有10米高……這一次，要全部重來(lái)。
再次擔(dān)任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的王治斌暗下決心：“如果只追求課題順利結(jié)題，我們永遠(yuǎn)是跟隨者。對(duì)科研人員來(lái)說(shuō)，圖紙不應(yīng)該躺在檔案袋里，咱的目標(biāo)是畫(huà)進(jìn)山川、改造山川！”
“所有的努力，只為不留遺憾。”諶啟發(fā)是項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，也是思想引路人，他安慰大伙：“研發(fā)人員最大的不甘，不是沒(méi)有機(jī)會(huì)、沒(méi)有能力設(shè)計(jì)好產(chǎn)品；而是明明有機(jī)會(huì)，卻因‘差不多’心態(tài)與最佳方案失之交臂！”
會(huì)議室里，不少人紅了眼眶；沒(méi)人離席，沒(méi)人說(shuō)話，大家各有所思，然后不約而同地打開(kāi)電腦……會(huì)議室里只有此起彼伏的鼠標(biāo)點(diǎn)擊聲。
“力量不能減，自重持續(xù)降”，這樣的目標(biāo)把負(fù)責(zé)主梁設(shè)計(jì)的羅九林逼到?jīng)]有退路。羅九林帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)8次完善設(shè)計(jì)，僅主梁重量就比原來(lái)減輕了60噸，堪稱在挑戰(zhàn)極限中追求完美……
再次“交卷”，課題小組僅用3個(gè)月，就將“昆侖號(hào)”總重從1450噸降至975噸，令專家們感嘆“意外”和“驚喜”！
“它凝聚著產(chǎn)業(yè)鏈上數(shù)百名研發(fā)者的心血。這不僅是臺(tái)架橋機(jī)，也是大國(guó)重器的‘代言機(jī)’”
要解決的困難如連綿的山峰，一個(gè)接一個(gè)！
“‘昆侖號(hào)’主梁結(jié)構(gòu)所用的GT785鋼材強(qiáng)度非常之高，常規(guī)焊接工藝難以解決焊縫開(kāi)裂等問(wèn)題。”設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)不僅請(qǐng)來(lái)鋼鐵研究總院等業(yè)內(nèi)專家出謀劃策，更直接“駐廠辦公”。2020年4月8日，武漢正式解除離漢通道管制，90后設(shè)計(jì)員朵君泰搭乘首趟高鐵直奔中鐵十一局漢江重工，一待就是半年，找到一套工藝工法，確保“鋼衣無(wú)縫”。
由于關(guān)鍵零部件全要非標(biāo)定制，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)求助于五湖四海：協(xié)同福建漳州龍溪軸承廠完成關(guān)節(jié)軸承制造，在高度降低25%的基礎(chǔ)上，軸承可承載1200噸壓力和200噸拉力，實(shí)現(xiàn)3個(gè)維度旋轉(zhuǎn)，保證“昆侖號(hào)”靈活行走；招攬貴州前進(jìn)合作研制小直徑、大承載輪胎，將最大軸重從23噸提升至30噸，滿足“昆侖號(hào)”重載需求；聯(lián)合寶武鋼鐵研發(fā)新材料GT785鋼材，將主要結(jié)構(gòu)受力件板材厚度保持50毫米，強(qiáng)度和沖擊功率卻提高至785兆帕、120焦耳，使“昆侖號(hào)”主梁力量強(qiáng)大、韌性十足。
交付技術(shù)方案的最后時(shí)刻，課題組加班連軸轉(zhuǎn)。剛談戀愛(ài)的蔣中明，顧不得花前月下，整天泡在辦公室，實(shí)在困倦時(shí)就拿兩把椅子在墻角一拼，和衣小憩；萬(wàn)鵬有一次清早起床趕圖紙，惡心眩暈直接被120送去醫(yī)院，拍了片子又趕回辦公區(qū)……
最后一次集體加班到凌晨?jī)牲c(diǎn)，大家發(fā)現(xiàn)梁志新突然消失了；年輕人剛心疼“梁總也有撐不住的一天”，便看他抱著一摞方便面出現(xiàn)在了會(huì)議室門口……梁志新一邊給大家泡面，一邊語(yǔ)重心長(zhǎng)地說(shuō)，“咱們手中的圖紙，可不僅僅是五院的‘寶貝’，它凝聚著產(chǎn)業(yè)鏈上數(shù)百名研發(fā)者的心血。這不僅是臺(tái)架橋機(jī)，也是大國(guó)重器的‘代言機(jī)’！”
然而，好事多磨。2020年6月20日，福廈高鐵湄洲灣大橋建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，“昆侖號(hào)”在啟動(dòng)第一片梁架設(shè)時(shí)就遭遇了不順。
主梁明明在前推，但主控臺(tái)上主支腿的傳感器卻驟然變紅報(bào)警，“昆侖號(hào)”瞬間停擺！角度測(cè)算有偏差，還是受力系統(tǒng)設(shè)計(jì)有誤？站在架橋機(jī)下，萬(wàn)鵬心急如焚，對(duì)照計(jì)算模型一遍遍檢查，始終找不到突破點(diǎn)，眼睜睜看著“昆侖號(hào)”陷入“啟動(dòng)—報(bào)警—停機(jī)—再啟動(dòng)”的死循環(huán)……抱怨聲退去，工人撤場(chǎng)，架橋機(jī)下獨(dú)留萬(wàn)鵬一個(gè)人，背影蕭索，工服濕透，影子隨著夕陽(yáng)西下越拉越長(zhǎng)，腦海中過(guò)往的一幕幕不斷閃現(xiàn)……
決不能前功盡棄！當(dāng)晚10點(diǎn)，萬(wàn)鵬一人爬上了40米的橋面，對(duì)照設(shè)備一遍遍過(guò)圖紙，一直干到凌晨3點(diǎn)。“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有問(wèn)題，只能是油缸里的液壓平衡閥選得過(guò)于保守，導(dǎo)致吊梁小車橫移不暢。”萬(wàn)鵬斬釘截鐵。
6月22日一早，平衡閥改換成液壓鎖的“昆侖號(hào)”，正式復(fù)工。萬(wàn)鵬鉆進(jìn)架橋機(jī)的“肚子”里，向司機(jī)發(fā)出指令，“啟動(dòng)！”
“昆侖號(hào)”穩(wěn)穩(wěn)前移，40分鐘后第一片梁成功架設(shè)完畢！現(xiàn)場(chǎng)沸騰了……
“這是全新的中國(guó)力量與中國(guó)速度。”幾乎三夜沒(méi)有合眼的萬(wàn)鵬，眼眶發(fā)酸，“‘昆侖號(hào)’在中國(guó)人手中橫空出世，也定能帶著中國(guó)智慧，閱盡人間春色。”
本版制圖：張丹峰