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王青峰:让港珠澳大桥关键构件120年不腐蚀

发表日期:2018年11月1日   出处:三峡日报  作者:三峡日报  【字号 】已经有位读者读过此文
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      10月24日上午9时,港珠澳大桥正式通车运营!

      港珠澳大桥被称为“世纪工程”、“新的世界七大奇迹”之一。作为当今世界里程最长、施工难度最大的跨海大桥,港珠澳大桥在设计理念、建造技术、施工组织、管理模式等方面进行一系列创新,标志着我国隧岛桥设计施工管理水平走在了世界前列。在建设过程中,大桥共实现了海中人工岛快速成岛、沉管管节工厂化制造、海上长桥装配化施工、120年耐久性保障、环保型施工、新材料开发及应用和大型施工设备研发七大领域的世界领先的关键技术突破。

      这项举世瞩目的超级工程背后,凝聚的是无数科研工作者的智慧和劳动者的汗水,在这其中就有我们宜昌人的骄傲——王青峰,他带领的亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室和国家冷轧板带工程技术研究中心先进钢铁材料研究团队高性能桥梁钢课题组与中铁山桥集团有限公司合作,在国内首次将耐候钢应用于索塔锚固箱的焊接制造,实现了焊接冶金质量、接头力学性能与耐腐蚀性能综合控制,保证了关键构件120年不腐蚀的卓越性能。

百里洲有快乐的童年时光

      王青峰1967年出生于枝江市百里洲镇建国村,在建国村读完小学和初中,以优异成绩考入宜昌市夷陵中学,随后又考入西安交通大学,本科毕业后回到位于家乡湖北的华中科技大学材料科学与工程学院攻读材料加工专业的硕士研究生和博士研究生,现任燕山大学材料科学与工程学院教授,博士生导师,兼任中国公路学会桥梁分会理事和中国钢结构协会桥梁钢结构分会理事。

      谈及在家乡百里洲的生活,王青峰回忆道,当年教他的小学老师是当地最好的老师,对学生要求严格,学业抓得很紧。在那个穷苦的年代,上学的同时还要下地干活,但是他也从未中断过学习。

      “这与我父母非常重视子女的教育也有很大关系。”王青峰告诉记者,小时候家就在学校附近,母亲曾经是教师,父亲在食品公司做会计,家教很严,父母经常检查功课。中学时的王青峰,成绩优异,有很强的集体荣誉感。王青峰说,那个年代,农村条件非常艰苦,村里没有通电,他常常点着煤油灯看书学习到深夜。

      聪明好学又无比勤奋的他,在1981年以优异成绩考入宜昌市夷陵中学,那个时候的夷陵中学位于老火车站附近,回忆起三年的高中时光,王青峰表示,男孩都贪玩,但玩之余他还是会自觉地用功学习,自己深知,唯有学习才能改变命运。 迎战120年不腐的考验

      2012年,王青峰课题组开始参与港珠澳大桥的工程建设。港珠澳大桥是中国交通建设史上技术最复杂、施工难度最大、工程规模最庞大的桥梁,设计使用年限首次采用120年标准,这比目前世界跨海大桥普遍使用寿命多出20年。

      青州航道桥是港珠澳大桥最重要的节段,也是港珠澳大桥桥梁工程三座通航孔桥中桩基最长、索塔高度最高、施工区域离岸最远的控制性工程。青州航道桥为双塔双索面钢箱梁斜拉桥,全桥采用半漂浮体系,桥跨1150米。索塔采用双柱门形框架塔,塔高163米,共设有14对斜拉索。燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室和国家冷轧板带工程技术研究中心先进钢铁材料研究团队王青峰课题组与中铁山桥集团有限公司合作,在国内首次将耐候钢应用于索塔锚固箱的焊接制造,实现了焊接冶金质量、接头力学性能与耐腐蚀性能综合控制,保证了关键构件120年不腐蚀的卓越性能;同时王青峰教授科研团队还与山桥合作,针对该钢箱梁斜拉桥超常规的制造质量要求,创造性地开发和使用了薄规格构件焊接接头冲击韧性控制技术,大大提升了桥梁的安全性能。

      王青峰介绍说,耐候钢是在钢中加入铜、铬、镍等合金元素后,使钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜,阻碍锈蚀往里扩散和发展,保护锈层下面的基体,以减缓其腐蚀速度。在锈层和基体之间形成的非晶态尖晶石型氧化物层致密且与基体金属黏附性好,由于这层致密氧化物膜的存在,阻止了大气中的腐蚀介质向钢铁基体渗入,减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展,大大提高了钢铁材料的耐大气腐蚀能力。

      设计研发阶段,团队采取“产学研用”联合研发的方式,历时三个多月、经过上百次试验,最终研发出了具有完全自主知识产权的高性能耐候钢材及焊接制造技术,并形成了耐候钢桥确保稳定锈层耐久性的细部构造设计、材料、制造、施工安装、管理养护等成套关键技术。用耐候钢可以免掉涂装防腐油漆的环节,按一吨钢结构需涂装费用1000元计,10万吨级耐候钢桥,可节约费用上亿元,港珠澳大桥是国内首次在特大型跨海大桥中使用耐候钢,用量达600余吨。更为重要的是,它具有环保、高效等优势,可以减少防腐涂料释放对空气的污染,符合港珠澳大桥对环保的严格要求。同时也大大缩短工期,并减少了后期维护成本。

      愿有机会参与家乡桥梁建设

      9月15日中午13时,随着最后一根钢管拱准确吊装到位,由中铁宝桥集团公司参建的我国第一座免涂装耐候铁路钢桥、国内最大跨度中承式钢管拱桥——拉林铁路藏木雅鲁藏布江特大桥主拱顺利合拢。该桥所采用的高性能耐候钢材及焊材就是王青峰教授主持研发的,9月28日,他亲自前往位于西藏自治区加查县的施工现场参加了正式合拢仪式。 

      目前,由燕山大学王青峰教授团队领衔研发的高性能免涂装耐候桥梁钢正在全国广泛运用。河北省怀徕县跨官厅水库特大桥是国内首座采用耐候钢免涂装体系设计的大型公路桥。川藏铁路、公路沿线还将有三到四座万吨级大型桥梁采用耐候钢免涂装设计,包括跨越金沙江、怒江和澜沧江的桥梁。据美国、日本统计,使用耐候钢初期成本降低8.6%,百年寿命周期成本是原来的二分之一。

      谈及家乡宜昌,王青峰表示,尽管已在外地成家立业,但每年仍会回宜昌三到四次,以前觉得宜昌是个小城,生活节奏缓慢,但这两年,他明显感觉到了宜昌的变化,尤其是在城市建设和交通基础设施上,宜昌可谓日新月异,生活节奏也快了很多。“我在宜昌有很多同学,常有联络,但大都很忙!”

      王青峰说,在宜昌夷陵中学的三年求学生涯,充实又忙碌。印象中最为深刻的就是一到冬天,因为风大雾大,百里洲常会封航,轮渡停运,交通十分不便,耽误正常上学。那个时候他时常会想,要是能在百里洲建一座大桥通往宜昌就好了! 

      儿时的痛感也成为王青峰一生奋斗的动力。王青峰表示,做桥梁工程是一项非常需要责任感的事业,事关民生安全,要有高度的责任心和奉献精神,铺路架桥从来都是人命关天又造福人类的大事,不容丝毫马虎。

      “听说枝江要建百里洲大桥,这应该是所有百里洲人的心愿!”未来,他希望能有机会参与家乡的桥梁建设,为家乡人民的出行贡献自己的力量,这对他来说意义非凡。

本报记者 翟雪莲 宋程程

(责任编辑:zhengyw 审核:zhengyw)


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