科研團隊夜以繼日攻堅克難，世界首臺千噸級高鐵架橋一體機——
“昆侖號”面世記(講述·弘揚科學(xué)家精神)
圖①：羅九林(前)在現(xiàn)場進行測量工作。
圖②：萬鵬(右)在現(xiàn)場指導(dǎo)組裝工作。
資料照片
圖③： 福廈鐵路湄洲灣跨海大橋建設(shè)現(xiàn)場，“昆侖號”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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剛過去的2021年，世界首臺千噸級高鐵架橋一體機“昆侖號”，僅用時218天，就順利完成了10公里橋梁的鋪架任務(wù)。2016年，中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司成立了“高速鐵路大跨度簡支箱梁建造關(guān)鍵技術(shù)研究”課題組。作為重要成員，中鐵第五勘察設(shè)計院集團主攻運架一體機的研發(fā)；科研團隊夜以繼日，攻堅克難，通過不斷的創(chuàng)新和探索，取得了一系列令人驚喜的突破。團隊圍繞高鐵箱梁架設(shè)技術(shù)進行專利挖掘和布局，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)——杭衢高鐵項目部，還盼著‘昆侖號’咧！”前不久，看著已經(jīng)共同工作近一年的“老伙計”，中鐵十一局集團福廈高鐵湄洲灣大橋架梁項目經(jīng)理王博眼中流露出不舍；回想起與“昆侖號”相處的一幕幕過往，王博除了感慨一路走來的艱辛，還滿懷自豪與期待……
“‘昆侖號’為加快西部特殊地貌鐵路建設(shè)，以及中國高鐵時速全面站上新臺階打通了鋪架關(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)計院集團有限公司黨委書記、董事長湯友富說。
“‘沒干過’更要‘敢挑戰(zhàn)’，要把前沿創(chuàng)新的大項目變成淬煉人才的好平臺”
“昆侖號”究竟厲害在哪？“這個距地面35米高、長116米的‘大家伙’，提著1000噸重、40米長的巨型簡支箱梁，相當(dāng)于200頭成年亞洲象的重量。這個重量，普通的運輸車載不下，火車頭拖不動，起重機拉不起，但咱們‘昆侖號’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”研發(fā)設(shè)計項目技術(shù)主要負責(zé)人萬鵬自豪地說。
2006年以來，我國高鐵橋梁建造普遍采用重900噸、長32米的簡支箱梁。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)，中國高鐵運營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)濟的目標(biāo)下，箱梁標(biāo)準(zhǔn)必須實現(xiàn)從32米到40米及更大跨度的跨越。對于科研工作者來說，必須破解路橋隧頻繁轉(zhuǎn)換、運梁過隧、大坡度小曲線等架設(shè)難題。
2016年，中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司“高速鐵路大跨度簡支箱梁建造關(guān)鍵技術(shù)研究”課題組成立。鐵五院主攻運架一體機的研發(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重心長地說：“現(xiàn)在咱院懂結(jié)構(gòu)的人不多了，扛得下這個重擔(dān)嗎？別看長度就增加8米，結(jié)構(gòu)難度可是幾何量級地增長！”
“箱梁拉長8米、增加100噸，不是為創(chuàng)新而創(chuàng)新，這是中國高鐵建設(shè)必須突破的難題�！辫F五院總工程師、鋪架技術(shù)及裝備研發(fā)中心主任、“昆侖號”研發(fā)設(shè)計項目負責(zé)人諶啟發(fā)說。
“‘沒干過’更要‘敢挑戰(zhàn)’，要把前沿創(chuàng)新的大項目變成淬煉人才的好平臺�！睖迅徽f，60多年來，鐵五院伴隨中國鐵路迭代升級，“拿下這個項目，能幫我們搶占新一輪高鐵創(chuàng)新的先機！”
“對科研人員來說，圖紙不應(yīng)該躺在檔案袋里，咱的目標(biāo)是畫進山川、改造山川”
集結(jié)號吹響！全集團三個子公司、兩個專業(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)雾椖吭O(shè)計總師，王治斌、萬鵬擔(dān)任項目主要技術(shù)負責(zé)人。鐵五院主樓6層的會議室，變成了課題組常駐大本營。
2018年初，鐵五院提交的下導(dǎo)梁后抽式架橋機方案順利通過評審，梁志新卻失眠了好幾夜：采用下導(dǎo)梁設(shè)計，盡管架設(shè)能力提高了100噸，可架橋機自重比預(yù)期增重了400多噸，應(yīng)用場景受限�！凹夹g(shù)參數(shù)沒問題，但是經(jīng)濟性有缺憾，很可能被市場冷落�！绷褐拘孪蛑R啟發(fā)說出擔(dān)心。
“設(shè)計叫好”不代表“市場叫座”。研發(fā)即將進入樣機生產(chǎn)階段，架橋機交付時間也只剩幾個月，現(xiàn)在返工來得及嗎？業(yè)主單位會允許嗎？如果方案推倒重來，課題組這一年多的夙夜為公又算是什么？
關(guān)鍵時刻，湯友富拍了板：“如果新方案更理想，當(dāng)然要大膽一搏，我去向上級單位爭取。請課題組也轉(zhuǎn)變思路，咱們兩種設(shè)計都申請專利！”2018年7月，收到上級公司的批復(fù)，鐵五院召開課題組大會，啟動上導(dǎo)梁運架一體機的技術(shù)設(shè)計。
承擔(dān)著技術(shù)決策壓力的梁志新哽咽了，內(nèi)心無限感慨：“追求完美是挑戰(zhàn)，更是擔(dān)當(dāng)�！睂�(dǎo)梁由“下”變“上”，看起來是由“舉”到“提”的動作變化，卻意味著數(shù)以萬計的重新演算。
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多頁的方案計算書已經(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。
再次擔(dān)任項目負責(zé)人的王治斌暗下決心：“如果只追求課題順利結(jié)題，我們永遠是跟隨者。對科研人員來說，圖紙不應(yīng)該躺在檔案袋里，咱的目標(biāo)是畫進山川、改造山川！”
“所有的努力，只為不留遺憾�！敝R啟發(fā)是項目負責(zé)人，也是思想引路人，他安慰大伙：“研發(fā)人員最大的不甘，不是沒有機會、沒有能力設(shè)計好產(chǎn)品；而是明明有機會，卻因‘差不多’心態(tài)與最佳方案失之交臂！”
會議室里，不少人紅了眼眶；沒人離席，沒人說話，大家各有所思，然后不約而同地打開電腦……會議室里只有此起彼伏的鼠標(biāo)點擊聲。
“力量不能減，自重持續(xù)降”，這樣的目標(biāo)把負責(zé)主梁設(shè)計的羅九林逼到?jīng)]有退路。羅九林帶領(lǐng)團隊8次完善設(shè)計，僅主梁重量就比原來減輕了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個月，就將“昆侖號”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。這不僅是臺架橋機，也是大國重器的‘代言機’”
要解決的困難如連綿的山峰，一個接一個！
“‘昆侖號’主梁結(jié)構(gòu)所用的GT785鋼材強度非常之高，常規(guī)焊接工藝難以解決焊縫開裂等問題�！痹O(shè)計團隊不僅請來鋼鐵研究總院等業(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�！颁撘聼o縫”。
由于關(guān)鍵零部件全要非標(biāo)定制，設(shè)計團隊求助于五湖四海：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，實現(xiàn)3個維度旋轉(zhuǎn)，保證“昆侖號”靈活行走；招攬貴州前進合作研制小直徑、大承載輪胎，將最大軸重從23噸提升至30噸，滿足“昆侖號”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，強度和沖擊功率卻提高至785兆帕、120焦耳，使“昆侖號”主梁力量強大、韌性十足。
交付技術(shù)方案的最后時刻，課題組加班連軸轉(zhuǎn)。剛談戀愛的蔣中明，顧不得花前月下，整天泡在辦公室，實在困倦時就拿兩把椅子在墻角一拼，和衣小憩；萬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兩點，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)在了會議室門口……梁志新一邊給大家泡面，一邊語重心長地說，“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。這不僅是臺架橋機，也是大國重器的‘代言機’！”
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，“昆侖號”在啟動第一片梁架設(shè)時就遭遇了不順。
主梁明明在前推，但主控臺上主支腿的傳感器卻驟然變紅報警，“昆侖號”瞬間停擺！角度測算有偏差，還是受力系統(tǒng)設(shè)計有誤？站在架橋機下，萬鵬心急如焚，對照計算模型一遍遍檢查，始終找不到突破點，眼睜睜看著“昆侖號”陷入“啟動—報警—停機—再啟動”的死循環(huán)……抱怨聲退去，工人撤場，架橋機下獨留萬鵬一個人，背影蕭索，工服濕透，影子隨著夕陽西下越拉越長，腦海中過往的一幕幕不斷閃現(xiàn)……
決不能前功盡棄！當(dāng)晚10點，萬鵬一人爬上了40米的橋面，對照設(shè)備一遍遍過圖紙，一直干到凌晨3點。“結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有問題，只能是油缸里的液壓平衡閥選得過于保守，導(dǎo)致吊梁小車橫移不暢�！比f鵬斬釘截鐵。
6月22日一早，平衡閥改換成液壓鎖的“昆侖號”，正式復(fù)工。萬鵬鉆進架橋機的“肚子”里，向司機發(fā)出指令，“啟動！”
“昆侖號”穩(wěn)穩(wěn)前移，40分鐘后第一片梁成功架設(shè)完畢！現(xiàn)場沸騰了……
“這是全新的中國力量與中國速度�！睅缀跞箾]有合眼的萬鵬，眼眶發(fā)酸，“‘昆侖號’在中國人手中橫空出世，也定能帶著中國智慧，閱盡人間春色�！�
本版制圖：張丹峰