刘学文:京沪高铁为南京大胜关大桥研制出专用钢材

2021-07-06   中国产经新闻报

3.jpg本报记者 杨圣学


“京沪高铁开通运营十年来,始终把确保运输安全放到重中之重的位置,加大安全投入,强化人防、物防、技防措施,依靠科技创新不断提升安全运营品质,取得十年运营十年安全的好成绩。”


6月24日上午,国铁集团宣传部组织的京沪高铁10周年采访的记者们一下高铁,就乘车直接来到京沪高铁的重要桥梁——南京大胜关大桥,京沪高速铁路股份有限公司副总经理刘学文给记者介绍了大胜关大桥的主要科技创新成果和京沪高铁公司在科技创新方面的一些情况。


刘学文说,南京大胜关长江大桥不仅在建设期创下了同级铁路同类型结构中跨度最大、荷载最大、速度最高等多项纪录,提高了结构的整体性,节约了用钢量,方便了施工,降低了造价,保证了大桥六线轨道交通安全运营所需要的强度、刚度和稳定性要求。桥梁静动载试验与验收结果表明,大桥结构受力合理、变形可控、工程优质,荣获了国际桥梁大会“乔治•理查德森”大奖、国际桥协奖励委员会“杰出结构工程奖”等国际大奖。而且开通运营以后也持续开展了运维技术攻关,开发了首套“大跨度桥梁故障智能诊断及健康管理系统”,利用大量数据对病害实施精确定位、故障诊断和桥梁服役状态进行分析评估。


京沪高铁公司深入研究突破无砟轨道病害机理与维修关键技术研究,创造性地提出了“微创”维修理念,并研发了两种高铁无砟轨道病害“微创”整治技术,大幅度提高了工效,减少了施工对行车安全和运输秩序的影响。同时经过近十年的不懈努力,联合西南交大铁发公司研制了首台“中国标准智能化快速钢轨打磨车”试验样车,本月18日完成制造,打破了国外技术垄断,填补了国内空白。


刘学文告诉记者,为了大胜关大桥高质量建成,京沪高铁公司根据大桥特点,组织大桥设计院、武钢等单位创新攻关研制出专用钢材高强度Q420q结构钢。他说,大胜关长江大桥以其大跨(主跨336m)、高速(300km/h)、重载(六线铁路)和整体化节点等特点对桥梁的钢材和厚度提出了新的挑战。若继续选用传统使用的Q370qE钢,则最大板厚须达80mm,给设计、制造及施工带来很大困难。资料表明,国外大跨度铁路桥梁的代表性高强钢种HPS70W,其厚规格钢板采用调质工艺生产,合金消耗大、成本高、焊接工艺要求苛刻。但是,如采用TMCP工艺生产高强钢如HPS 70W的最大板厚仅到50.8mm。因此,在突破Q370qE钢最大应用板厚仅为50mm瓶颈的同时,开发出更高强度且具有优异低温韧性、焊接性和耐候性的桥梁用厚钢板,对我国铁路建设和国民经济的发展具有十分重要的意义。刘学文介绍说,南京大胜关长江大桥高强度Q420q结构钢研究从2000年开始,先后解决了一系列关键技术,从而实现了大跨度铁路桥梁钢成套技术的开发及应用。


一是采用超低碳多元微合金化的成分设计,以针状铁素体为主控组织,按TMCP工艺生产,获得高强度、高韧性、优良焊接性能与耐候性能的新型桥梁用钢。


二是系统研究了超低碳多元微合金化冶炼技术,厚钢板控制轧制与控制冷却技术、厚钢板板形控制技术。


三是采用连铸机二冷段电磁搅拌,降低中心偏析;加大奥氏体再结晶区压下率,充分细化奥氏体晶粒;较大地扩展了14MnNbq钢的厚度规格范围,突破了最大应用板厚仅为50mm的限制,实际供货最大板厚达64mm。四是配套开发了超低碳针状铁素体桥梁钢的高强度高韧性焊接材料,研究了大跨度桥梁结构的系列焊接工艺,为桥梁现场制造提供了技术支撑。


据记者了解,该课题研究形成了19项具有自主知识产权的专利技术和技术诀窍,其中5项获发明专利授权,8项获专利受理。制定了超低碳针状铁素体桥梁钢的钢梁制造规则,主编行业标准1项。实现了我国大跨度铁路桥梁制造中基材、焊接材料与工艺的具有自主知识产权的成套技术。


刘学文对记者说,从南京大胜关长江大桥采用的12000t高强度Q420q结构钢生产、应用情况看,60mm厚板的屈服强度超过420MPa、-40℃时冲击功大大超过120J、焊接性能良好,其实际材料性能达到国标Q460q标准、韧性与焊接性能高于Q460q。项目达到了预期效果,经济及社会效益显著。


关键词:京沪高铁

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