易倫雄:跨越天塹架“彩虹”
2016-07-19 
 

 易倫雄曾主持京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋、公安長(zhǎng)江大橋、洞庭湖大橋、商合杭鐵路蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋等多座大型、特大型橋梁的設(shè)計(jì)工作,先后獲得國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng),省部級(jí)優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)與科技進(jìn)步獎(jiǎng)15項(xiàng)。

 一橋飛架跨天塹。7月18日,湖北宜昌又一座長(zhǎng)江大橋——宜昌至喜長(zhǎng)江大橋通車,該橋是替代葛洲壩壩頂公路的“反恐大橋”,是保障三峽工程安全運(yùn)行的重大戰(zhàn)略項(xiàng)目。

 這是中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司副總工程師易倫雄主持設(shè)計(jì)的第十座大型橋梁。

 21歲大學(xué)畢業(yè)后,易倫雄便開始了他的“造橋夢(mèng)”,30年過(guò)去了,他主持了新中國(guó)橋梁建設(shè)事業(yè)的第六座里程碑——京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋、世界最大跨度重載鐵路橋梁——公安長(zhǎng)江大橋、世界最大跨度鐵路三塔斜拉橋——洞庭湖大橋、世界首座高低矮塔公鐵兩用斜拉橋——商合杭鐵路蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋等多座大型、特大型橋梁的設(shè)計(jì)工作,先后獲得國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng),省部級(jí)優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)與科技進(jìn)步獎(jiǎng)15項(xiàng)。

 自我否定“十年之功”

 京滬高鐵南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋是易倫雄的得意之作。該橋是世界首座六線鐵路橋梁,創(chuàng)下高速鐵路橋梁體量、跨度、荷載、速度4項(xiàng)世界第一。

 上世紀(jì)90年代初,國(guó)人對(duì)高鐵還很陌生,但國(guó)家決定先期研究京滬高速鐵路。

 時(shí)年26歲的易倫雄被委任為前期工作組專業(yè)負(fù)責(zé)人,他和團(tuán)隊(duì)開始對(duì)高鐵大跨度橋梁的合理橋型結(jié)構(gòu)以及高速行車性能展開研究。

 歷經(jīng)10年,他們?cè)?個(gè)可能橋位中選出了上元門橋位,并在圖紙上“建”起一座理念先進(jìn)、功能優(yōu)異的虛擬三塔斜拉橋,該設(shè)計(jì)獲得了國(guó)內(nèi)外橋梁界的極高評(píng)價(jià)。

 但2003年國(guó)家開建京滬高鐵時(shí),南京段跨越長(zhǎng)江的橋址改選至上元門橋位上游20公里的大勝關(guān)。

 橋址變了,易倫雄推翻原有設(shè)計(jì)“重新再來(lái)”,這讓一些橋梁專家不能理解,因?yàn)檫@意味著“十年之功,廢于一旦”。

 但易倫雄的解釋是,新橋址河道的水文、河勢(shì)、通航等建橋條件發(fā)生了變化,三塔斜拉橋不適合大勝關(guān),而且整橋造價(jià)高,施工難度大。在他的堅(jiān)持下,最終橋型改為雙聯(lián)拱鋼桁拱橋,造價(jià)比斜拉橋節(jié)省20%,橋型也更加優(yōu)美流暢。

 自主創(chuàng)新應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)

 當(dāng)時(shí)要建大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋這樣一座大橋,國(guó)內(nèi)外沒(méi)有可供借鑒的先例,很多技術(shù)環(huán)節(jié)只能依靠自主攻關(guān),易倫雄的設(shè)計(jì)生涯遭遇前所未有的挑戰(zhàn)。

 傳統(tǒng)普速鐵路橋梁多為鋼桁架格子梁,再鋪枕木和鋼軌,這種結(jié)構(gòu)不適合高速列車。易倫雄通過(guò)反復(fù)計(jì)算,推敲構(gòu)造細(xì)節(jié)、制造細(xì)節(jié),提出了世界首創(chuàng)的三片主桁與鐵路橋面相結(jié)合的共同受力結(jié)構(gòu)體系。這一結(jié)構(gòu)滿足了該橋高速、重載、大跨要求,讓列車在時(shí)速350公里時(shí)仍能保持很好的舒適度和平穩(wěn)性,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)大跨度鐵路橋梁從“普速”向“高速”的跨越。

 大勝關(guān)大橋先后被評(píng)為國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng),國(guó)際橋梁大會(huì)“喬治·理查德森”獎(jiǎng)以及國(guó)際橋協(xié)杰出結(jié)構(gòu)獎(jiǎng),并被國(guó)際橋梁界視為“世界高速鐵路橋梁建設(shè)的典范”。對(duì)于這項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)十幾年的馬拉松式設(shè)計(jì),易倫雄的自我評(píng)價(jià)誠(chéng)懇而淡然:“我盡了自己的努力,做了這代大橋人的事,我很滿意。”

 近20年,我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),尤其是橋梁工程得到前所未有的發(fā)展,橋梁類型多、跨度突破大、技術(shù)進(jìn)步快,作為橋梁設(shè)計(jì)師,易倫雄也不斷面臨新挑戰(zhàn)。

 2012年,在設(shè)計(jì)世界最大跨度三塔鐵路斜拉橋——蒙西華中鐵路洞庭湖特大橋過(guò)程中,由于該橋結(jié)構(gòu)形式特殊,易倫雄創(chuàng)造性地采用鋼箱—桁組合結(jié)構(gòu)梁,將斜拉索錨在直接承載的鋼箱兩側(cè),改善了主梁受力,同時(shí)通過(guò)桁架加勁增大主梁剛度,從而滿足鐵路運(yùn)行剛度要求,這是世界首次在斜拉橋上采用該結(jié)構(gòu)形式。

 易倫雄常說(shuō)這樣一句話:“自主創(chuàng)新是工程技術(shù)持續(xù)發(fā)展的根本動(dòng)力,也是我國(guó)從橋梁大國(guó)向橋梁強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的唯一途徑。”

 設(shè)計(jì)師的副業(yè)是“煉鋼工人”

 從南京長(zhǎng)江大橋的“爭(zhēng)氣鋼”低合金鋼,到九江長(zhǎng)江大橋的15錳釩氮鋼,再到蕪湖長(zhǎng)江大橋的低碳中強(qiáng)鋼—14錳鈮鋼,每一座大橋背后,都有一段與橋梁用鋼相關(guān)的故事。

 作為中鐵大橋院鋼結(jié)構(gòu)的學(xué)科帶頭人,在不斷學(xué)習(xí)、研究的過(guò)程中,易倫雄緊緊抓住國(guó)內(nèi)幾座里程碑式橋梁工程的需求,牽頭進(jìn)行了系列橋梁用高性能鋼的研發(fā)、制造與工程應(yīng)用,帶動(dòng)了我國(guó)在高性能高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展。

 2003年在設(shè)計(jì)南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋時(shí),當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)橋梁普遍采用的是Q370q鋼,如果大勝關(guān)大橋上也采用該鋼種,鋼板厚度將超過(guò)100毫米,這意味著鋼板制造、后期加工難度非常大;并且現(xiàn)有的橋梁規(guī)模和桿件不可能負(fù)荷如此沉重的大橋,因此必須開發(fā)新的鋼材來(lái)滿足橋梁整體受力要求。

 為此,易倫雄牽頭聯(lián)合鋼鐵企業(yè)攻關(guān),經(jīng)過(guò)3年多的反復(fù)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證,成功研發(fā)出高性能Q420qE結(jié)構(gòu)鋼,這種鋼具有強(qiáng)度高、韌性好、焊接性能優(yōu)、耐大氣腐蝕等顯著優(yōu)勢(shì),全面滿足了大跨、重載、高速鐵路橋梁的建設(shè)需求。之后,結(jié)合滬通長(zhǎng)江大橋建設(shè),他又積極參與了Q500qE高性能結(jié)構(gòu)鋼的研發(fā)應(yīng)用。

 系列高性能結(jié)構(gòu)鋼的研發(fā)應(yīng)用,讓我國(guó)形成了大跨度鐵路橋梁高性能結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)體系,為我國(guó)重載、大跨度及高速鐵路發(fā)展奠定了基矗

 回憶當(dāng)時(shí)情景,易倫雄笑稱自己成了煉鋼工人,“整天待在軋鋼生產(chǎn)線旁,盯著鋼板的冷卻與軋制,直到合格鋼板下線”,為保證鋼材質(zhì)量,從原材料到煉鋼過(guò)程,再到檢查鋼板的平整度,直到最后的焊接、加工,他“一條龍”參與其中。2005年—2007年,他經(jīng)常一連十幾天蹲在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng),計(jì)算,調(diào)整,進(jìn)行檢測(cè)焊接性、拉伸、斷裂、疲勞等各項(xiàng)實(shí)驗(yàn),寫出的報(bào)告達(dá)300多頁(yè)10余萬(wàn)字。

 科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)是對(duì)橋梁“生命”的承諾

 在同事的印象中,易倫雄有一個(gè)公開的“秘密”:辦公室里永遠(yuǎn)放著行李箱,隨時(shí)準(zhǔn)備出差。在所參與或主持的項(xiàng)目中,他長(zhǎng)期駐扎生產(chǎn)一線,或深入工廠車間,了解掌握項(xiàng)目實(shí)施的實(shí)際情況,在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,不斷加以改進(jìn)、提高。

 今年6月21日,至喜長(zhǎng)江大橋大江橋段迎來(lái)通車前的期末考試——荷載試驗(yàn)。如果成績(jī)合格,即意味著大橋基本具備通車條件。測(cè)試品是36輛35噸的大貨車,總重量1260噸,相當(dāng)于近千輛小轎車的重量。試驗(yàn)持續(xù)進(jìn)行10個(gè)小時(shí)。

 為完整檢測(cè)大橋的質(zhì)量,易倫雄要求試驗(yàn)人員在全橋各關(guān)鍵部位安裝了近300個(gè)測(cè)點(diǎn),以采集試驗(yàn)中橋梁各部位的應(yīng)力、位移、溫度等數(shù)據(jù),同時(shí)使用無(wú)線索力儀檢測(cè)全橋204根吊索及主纜錨跨索股索力。

 作為宜昌至喜長(zhǎng)江大橋組成部分的三江橋是變截面梁,主梁極不規(guī)則,左右不對(duì)稱,梁寬從33.5米到47.5米,在計(jì)算過(guò)程中,程序計(jì)算出的結(jié)果與常規(guī)認(rèn)識(shí)存在偏差,由于急著交付圖紙,項(xiàng)目組技術(shù)人員認(rèn)為應(yīng)以程序結(jié)果為準(zhǔn),立馬出圖,但作為該橋的設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人,易倫雄沒(méi)有唯程序論,而是同項(xiàng)目人員一起連夜分析、計(jì)算,一步一步排查,最終發(fā)現(xiàn)是程序結(jié)果輸出出了問(wèn)題。

 “作為設(shè)計(jì)師,我們賦予橋梁以生命,就要好好保護(hù)它,呵護(hù)它,不能讓它因?yàn)槲覀兩?,甚至死去,這是橋梁設(shè)計(jì)師對(duì)橋梁生命起碼的承諾。”這也是易倫雄一直追求的科學(xué)與實(shí)事求是的態(tài)度。

 
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