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)場指導組裝工作。
資料照片
圖③： 福廈鐵路湄洲灣跨海大橋建設現(xiàn)場，“昆侖號”在架設該線路最后一孔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。2016年，中國鐵道科學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鍵技術研究”課題組。作為重要成員，中鐵第五勘察設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技術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)造經濟效益約2億元。
“了不起，舍不得，但更重要的任務——杭衢高鐵項目部，還盼著‘昆侖號’咧！”前不久，看著已經共同工作近一年的“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，以及中國高鐵時速全面站上新臺階打通了鋪架關鍵技術環(huán)節(jié)，也是科研人員突破自我、奮力攻關的一次嘗試?！敝需F第五勘察設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?！辫F五院鋪架技術及裝備研發(fā)中心常務副主任、“昆侖號”研發(fā)設計項目技術主要負責人萬鵬自豪地說。
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，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、更經濟的目標下，箱梁標準必須實現(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換、運梁過隧、大坡度小曲線等架設難題。
2016年，中國鐵道科學研究院集團有限公司“高速鐵路大跨度簡支箱梁建造關鍵技術研究”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)在咱院懂結構的人不多了，扛得下這個重擔嗎？別看長度就增加8米，結構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，這是中國高鐵建設必須突破的難題?！辫F五院總工程師、鋪架技術及裝備研發(fā)中心主任、“昆侖號”研發(fā)設計項目負責人諶啟發(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，圖紙不應該躺在檔案袋里，咱的目標是畫進山川、改造山川”
集結號吹響！全集團三個子公司、兩個專業(yè)院立即選調20多名專業(yè)能手，組成多學科課題組；鐵五院副總工程師梁志新?lián)雾椖吭O計總師，王治斌、萬鵬擔任項目主要技術負責人。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：采用下導梁設計，盡管架設能力提高了100噸，可架橋機自重比預期增重了400多噸，應用場景受限。“技術參數(shù)沒問題，但是經濟性有缺憾，很可能被市場冷落?！绷褐拘孪蛑R啟發(fā)說出擔心。
“設計叫好”不代表“市場叫座”。研發(fā)即將進入樣機生產階段，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？
關鍵時刻，湯友富拍了板：“如果新方案更理想，當然要大膽一搏，我去向上級單位爭取。請課題組也轉變思路，咱們兩種設計都申請專利！”2018年7月，收到上級公司的批復，鐵五院召開課題組大會，啟動上導梁運架一體機的技術設計。
承擔著技術決策壓力的梁志新哽咽了，內心無限感慨：“追求完美是挑戰(zhàn)，更是擔當?！睂Я河伞跋隆弊儭吧稀保雌饋硎怯伞芭e”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。
再次擔任項目負責人的王治斌暗下決心：“如果只追求課題順利結題，我們永遠是跟隨者。對科研人員來說，圖紙不應該躺在檔案袋里，咱的目標是畫進山川、改造山川！”
“所有的努力，只為不留遺憾。”諶啟發(fā)是項目負責人，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、沒有能力設計好產品；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點擊聲。
“力量不能減，自重持續(xù)降”，這樣的目標把負責主梁設計的羅九林逼到沒有退路。羅九林帶領團隊8次完善設計，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’主梁結構所用的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計團隊不僅請來鋼鐵研究總院等業(yè)內專家出謀劃策，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”。
由于關鍵零部件全要非標定制，設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節(jié)軸承制造，在高度降低25%的基礎上，軸承可承載1200噸壓力和200噸拉力，實現(xiàn)3個維度旋轉，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，將主要結構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。
交付技術方案的最后時刻，課題組加班連軸轉。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現(xiàn)場，“昆侖號”在啟動第一片梁架設時就遭遇了不順。
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！當晚10點，萬鵬一人爬上了40米的橋面，對照設備一遍遍過圖紙，一直干到凌晨3點。“結構設計沒有問題，只能是油缸里的液壓平衡閥選得過于保守，導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