500兆帕背后的“神力”突破

一束钢索的“神力”能有多大？在柳工集团柳州欧维姆机械股份有限公司（下称“欧维姆”）缆索车间，整齐排列的放线盘同频转动，一根根小拇指粗的钢线在牵引机的引导下，被集束成一根拉索。

  正是这样的拉索，经受起了500兆帕应力幅下200万次疲劳试验，托起了“中国天眼”（FAST）这一世界最大的天文观测设备，也实现了预应力领域的世界技术突破，其背后是3年的反复实验以及12项自主创新性专利成果的加持。

  这些拉索如何支撑起FAST，要从预应力说起。预应力意为预先增加的力。“就像一个木桶，外面套个筋，箍紧，装水后木桶才不会崩开。”欧维姆副总工程师邹易清说，它是许多重大工程不可或缺的“螺丝钉”，广泛应用于桥梁、建筑、岩土、水利、核电等基础设施建设领域，在国内外都有着巨大的应用市场。

  具体到FAST，它是一个500米口径球面射电望远镜，反射面有一个由6670根主索、2225根下拉索织起的巨大而精密的索网工程。“FAST就像地球的大眼睛一样转动，去观测宇宙。支撑FAST变位的索网就要既有弹性又有超强的抗疲劳性。”欧维姆总工程师谢正元说。

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  谢正元进一步解释，由于FAST特殊的工作方式，500米跨度索网经常要在球面和抛物面之间频繁变化，拉索的最大工作应力幅要达到500兆帕，是传统标准的2.5倍。

  达成这一全世界范围内从未被实现过的钢索疲劳性能，并非易事。

  “接到任务时，感觉那几乎是不可能实现的事。”谢正元记忆犹新。他说，当时现有的拉索产品，张拉不到十万次就断了，距离“500兆帕应力幅下200万次疲劳试验”的要求，是遥不可及的。

  科研人员还是决定试一试，想方设法改进索制品结构以及锚固结构。经过3年的反复实验，他们最终取得突破性进展，研发出适合FAST使用的成品索，使其灵活变位的功能得以圆满实现。首创冷铸挤压复合锚固技术、首创高强预应力钢丝与钢绞线组合制索技术、发明反射面单元自适应连接机构……多个“首创”和“发明”，折射出欧维姆攻克难题的决心。

  在“中国天眼”工程中，欧维姆创造了12项自主创新性的专利成果，其中发明专利7项。

  拉索安装的工艺同样汇聚智慧和创新。“FAST的主网拉索共有1454种规格，我们得像蜘蛛织网一样，用‘索’织出一张‘大网’。”邹易清介绍，欧维姆结合FAST球形结构特点，克服各种困难，发明了高空索网施工的工法，施工精度控制在5毫米范围内，最终顺利完成任务。

  在现代社会，预应力应用随处可见。如今，三峡大坝、上海磁悬浮专线、港珠澳大桥、京广高铁……一项项享誉国内外的重要工程中，都活跃着欧维姆的身影。截至目前，欧维姆五次问鼎国家科学技术进步奖，累计授权专利1260余项，主持和参与制定的国家、行业标准近百个，获中国专利奖6项。

  欧维姆公司产值也从每年几百万元发展到二十几亿元，2023年度，公司实现销售收入224304万元，成为中国预应力行业的领军品牌。

  这离不开欧维姆长期坚持创新和大力投入。欧维姆董事长黎睦汉给出一组数字，欧维姆有国家级的技术中心，有接近300人的技术研发人员，每年的科研经费都超过销售收入的3%以上。“你进步慢了，别人就赶上来了。想保持领先，只能长期坚持创新。”黎睦汉表示。

  此外，欧维姆还整合行业优秀资源，设立了一个博士后工作站、三个院士工作站，跟同济大学、东南大学共同设立了研究院，这些科研机构给欧维姆带来新的顶尖技术，使公司产品具备强劲的迭代更新能力，保证产品的核心竞争力。

  作为基础设施建设领域的关键技术，预应力国内外市场规模巨大，也正在创新突破中迎来更为广阔的产业前景。“坚持创新让公司在全国乃至全球重大基建工程中提供了自己的力量，并在许多领域打破了国外预应力技术的垄断。未来，公司创新的步伐不会停止。”黎睦汉说。

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