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鄂产神器巧治大桥涡振

发布日期:2022-08-02 18:59   来源:未知   阅读:

  在武汉,一支“生猪疫苗”,一年接种2.6亿头猪,大幅提升我国生猪养殖效益,成果两获国家科学技术进步奖二等奖。这是“纸变钱”:转化成果,获得经济效益和竞争优势,实现产业创新。

  在荆门,一条自动化的电子废弃物绿色循环生产线,每年“挖”出可观的铁、铜及金、钴等,成为我国资源循环产业的引领者,并斩获国家科学技术进步奖二等奖。这是“钱变纸”:投入资金,创新产品,收获科技成果,实现知识创新。

  创新是第一动力,科技是第一生产力。创新发展,作为国家战略,正在发生着许多可触可感的具象故事。连日来,湖北日报全媒记者走进企业和研究机构,感受“纸变钱”“钱变纸”良性循环转化的魔力,追寻湖北高质量发展大潮中的新力量,敬请关注。

  7月17日凌晨,暴雨来袭,江面短时阵风超过8级。此时,飞卧长江的“蓝白巨龙”青山长江大桥巍然屹立。这座今年4月30日通车、938米一跨过江的跨江大桥,可抗19级大风!

  原来,在斜拉索与桥面、主塔与箱梁的结合部,安装的鄂产神器伸缩自如,“拽”住桥体,让大桥不再肆意“飘”“摆”。

  这些神器,就是能“四两拨千斤”的阻尼器。7月16日,中铁大桥局桥科院申报的专利“拉索杠杆质量阻尼器”,在我国最高专利奖——2021年度中国专利奖评比中,从168个参赛专利中脱颖而出闯入决赛。

  H型刚性吊杆在大风下发生大幅振动,受到惊吓的工人以为部分建好的桥面要塌了,纷纷躲避。

  专家们知道,面对大风、地震等冲击时,大桥如果出现大幅度飘动、摆动将极其危险。治理桥梁“飘”“摆”,需要在桥面与桥墩、拉索(悬索)与桥面接触处,安装化解冲击力的设备——阻尼器。

  阻尼器,一种吸收能量,使物体在受到外力冲击时的振动很快衰减,从而保持物体稳定的装置。此时,被称作大桥“安全带”的阻尼器技术被日本及欧美国家垄断。

  尽管时隔29年,汪正兴仍记得方秦汉院士那句铿锵有力的话。带着金丝边眼镜,一米八个头的汪正兴,已是大桥局桥科院桥梁结构健康与安全国家重点实验室的学科带头人。

  方秦汉时任九江长江大桥设计负责人。那年冬天,他找到桥科院副总经理顾钧金、工程师汪正兴,要求研制国产桥梁减振技术产品。

  当时从清华大学毕业的汪正兴27岁,在同为力学专业毕业的顾钧金带领下,开始艰苦研发之旅。

  冒着凛冽寒风,他们爬上32米高的钢拱,绑传感器、测数据,通宵达旦地画图纸、选材料,全国各地找厂家生产。功夫不负有心人,他们终于研发出多重调谐质量阻尼器(MTMD)。当100多根吊杆装上这个重15公斤、平板电脑大小的“小盒子”后,大桥涡振奇迹般消失了。1996年,大桥局桥科院自主研发的TMD专利技术,获得国家科技进步奖三等奖。

  7月6日,记者在大桥局桥科院国家重点实验室,目睹了阻尼器的神奇。厂房里,大型设备林立,身穿蓝色制服的工程师们正在微缩版的悬索桥上测试阻尼器。大桥局桥科院副总经理王波指着索下“大电阻”形状的物体说,阻尼器由高合金钢与硅油等介质组成,经过精确计算的阻尼器与悬索振荡产生的力量相反,以削弱振荡能量。

  单个阻尼器重量从15公斤至40公斤不等。实验人员当天调试的,是世界级“六自由度多功能”动力平台阻尼器试验系统。

  每一次实验,背后都是成百上千次的力学计算。“它可以成功控制一根80多吨重斜拉索的高频振动。”王波指着一个40公斤重的调谐式阻尼器说,这款产品安装在已通车的沪苏通长江大桥上,效果良好。

  上世纪九十年代开始,我国桥梁建设向大跨、重载、深水迈进,斜拉桥、悬索桥从几百米跨度猛增到1000多米,一根拉索的重量从20吨增加至100吨,给桥梁减振带来极大挑战。

  通过测试,他们运用力学原理,在不增加斜拉索长度的同时,利用杠杆原理研制摆式杠杆阻尼器,精度更高、抗震性能更优。塔梁大吨位阻尼器,则采用液体、质量双调节,在较低安装高度,能获得更好减振效果。

  多年来,大桥局桥科院累计投入5000多万元,自主研发出系列斜拉索减振器和大吨位抗震阻尼器,取得数十项国家专利和两项国际专利授权;减振抗震相关技术研究成果,获得省部级以上科技奖25项,包括中国科学技术奖、全国发明展览会发明创业金奖、中国专利优秀奖等,产值超过5亿元。

  29年研发不停步,大桥局桥科院已成为中国桥梁减振抗震领域的“领头羊”,其研发的阻尼器成功应用在杨泗港、沪苏通、五峰山、平潭等世界级大桥上。目前,该院在国内400米及以上跨度的大跨度斜拉桥中阻尼器市场占有率在70%以上,成功解决海内外近百座桥梁索、梁及拱桥吊杆等结构振动问题。

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