2022年4月20日下午，土木工程学院至善土木讲坛通过线上腾讯会议举办了“校企专家谈创新”-迎百廿校庆专题系列讲座第一期，本期主讲嘉宾为东大-欧维姆预应力工程技术联合研究中心专家、柳州欧维姆机械股份有限公司副总工程师孙长军，讲座题目为《桥梁拉索创新技术研究及重点工程应用》。
开场介绍
讲座伊始，朱虹教授针对至善土木讲坛迎校庆“校企专家谈创新”系列讲座致开场词。随后本期讲座主持人、东南大学土木工程学院孟少平教授对孙总做简要介绍。孙总是柳州欧维姆机械股份有限公司副总工程师、技术中心结构设计研究所所长、东大OVM预应力工程技术联合研究中心副主任、同济OVM预应力研究中心副主任，发表多篇有关预应力技术、新型拉索产品施工工艺及液压提升系统的应用等方面的期刊论文、会议论文和专利。所研发的超大索网结构建造创新技术应用于国家天文台FAST项目，以LSD液压提升系统为核心的特种设备施工创造了世界重型、超高结构提升之最。柳州欧维姆机械股份有限公司前身是始建于1966年的柳州市建筑机械总厂，现隶属广西柳工集团，是一家以预应力产业为特色的国有大型企业，与东南大学合作近三十年。近年来，孙总积极推动校企合作，提升结构研究所结构分析能力，推动新结构、新领域、后市场等方向开发优越的专利技术和产品，促进校企合作长期发展、互利共赢。
讲座内容
讲座正式开始，孙总对欧维姆公司的生产能力、研发能力和研发成果做了简要介绍，并强调欧维姆公司的创新之基是“站在巨人的肩膀上”以及与东南大学的深入合作，讲座包括超高疲劳性能拉索体系、OVM250钢绞线斜拉索体系、OVM第六代矮塔斜拉桥拉索体系、高耐久平行钢丝拉索体系以及千吨级碳纤维拉索研发这五个方面的创新技术。
一、超高疲劳性能拉索体系
由于新型结构的需要，超高疲劳应力幅拉索应运而生。例如，中国天眼要求拉索应力幅高达500MPa，齐鲁黄河大桥要求拉索应力幅高达400MPa。在这样的需求下开发了高疲劳强度的拉索。以天眼工程为背景，设计了500 MPa的应力幅，制造了精度为1mm的索长，发明了高空索网施工方法，并对索网结构进行了长期的监测和养护。随着交通的发展，桥梁活载占比越来越大，对拉索疲劳性能的要求越来越高，超高疲劳应力幅可以有效延长拉索的使用寿命。超高疲劳性能拉索的技术创新主要有冷铸挤压复合锚固技术、特制高应力幅钢绞线、索体多层隔离防腐技术和柔性防水密封技术四个方面。
二、OVM250A钢绞线斜拉索体系
OVM250A钢绞线拉索体系成功应用于：世界最大跨径钢桁梁斜拉桥——贵州鸭池河特大桥，世界第一高桥——毕都高速北盘江大桥，东非第一大桥——坦桑尼亚Kigamboni桥。OVM250A钢绞线拉索体系增加防火、防爆和防破坏等防护技术及高品质施工技术，并首次应用于埃及Rod EI- Farag斜拉桥。在美国实验室完成了上限应力为0.45GUTS，应力幅为250MPa的试验；开展抗化学性、耐盐雾、抗氯化物渗透性、耐干湿性对照试验研究索体防腐；采用油性蜡材料对锚具多层重防腐；进行锚固系统水密性试验；采用气动和机械措施控制拉索振动；开发出一种由微孔真空纳米材料制成的柔性防火毯，防火隔热性能优越，安装方便；采用专用斜拉索计算机控制的智能张拉系统，集机电一体化，含参数自动采集，处理，分析，计算及自动控制等，可以做到单根钢绞线索力离散性误差小于2.5%。
三、OVM第六代矮塔斜拉桥拉索体系
矮塔斜拉桥跨径布置灵活、施工相对简便、相对于普通斜拉桥具有可观的经济效益，近年来市场需求渐长，促使了索鞍抗滑技术、换索施工技术的研究发展。OVM矮塔斜拉桥体系的特点是梁端设置锚固点，塔上设置索鞍。矮塔斜拉桥索鞍抗滑技术在矮塔斜拉桥拉索体系的技术进步起到了引领作用，索鞍的抗滑性能影响索整体的疲劳性能、甚至整座桥的安全性，索鞍的抗滑形式决定索的换索方式和施工操作。OVM矮塔斜拉桥拉索体系索鞍抗滑技术的发展历经六代产品的发展，早期在抗滑锚固装置两端里灌注环氧砂浆，通过环氧砂浆对钢绞线的握裹力来实现拉索的抗滑。
四、高耐久平行钢丝拉索体系
高性能锚固技术为高频次疲劳试验保驾护航。改进锚具内腔的受力结构，减小钢丝过渡段折角以及钢丝过渡区的疲劳应力，优化生产工艺，降低锚固区过渡段钢丝附加弯曲应力。我国的钢丝拉索外护套HDPE开裂比较普遍，钢绞线拉索外护套开裂比较少见，因而对拉索HDPE护套进行了恒应力、恒应变加速老化试验研究。研究发现：HDPE原材料品质对护套耐久性影响很大；HDPE护套内应力对HDPE寿命影响较大；采用紫外线隔离措施后，可极大提高HDPE护套的使用寿命。柔性防腐密封技术。采用柔性橡胶防水罩实现拉索锚固区长效防水，有效避免了拉索振动引起的防水密封系统失效，防水罩上下端分别与索体及预埋管紧密密封，依靠柔性橡胶防水罩形变来适应拉索振动位移，避免上下密封处振动开裂。
五、千吨级碳纤维拉索研发
我国碳纤维索在桥梁工程领域中的应用起步较晚，近年来，随着研究深入和产业发展，我国碳纤维索在桥梁工程中的应用取得新突破。碳纤维是一种丝状材料，每束碳纤维中通常还有几千~几万根丝；密度为钢材的1/5~1/4，但强度是普通钢材的7.6~15倍，轻质高强性能十分突出；材料具有可设计性，可以实现超高强、高强高模、高强中模等不同需求。目前研究的碳纤维板索，一种是用碳纤维板在两端直接锚固，另一种采用碳纤维丝预浸绕制后固化。两种索体的破断力均<400吨，安装时易发生折断，长度不能太长，自身无法调节拉索张拉力。碳纤维筋索跟平行钢丝拉索相似，索体的破断力>1000吨，具有防水、防紫外线密封结构，可以调节拉索张拉力。千吨级碳纤维拉索已研发成功，并在国内车行斜拉桥实现首次应用。2021年12月10日在徒骇河大桥举行挂索仪式，并登上央视新闻，这是国内首座应用碳纤维材料斜拉索的千吨级车行桥，成为行业标杆工程，具有重大里程碑意义。
孙总最后总结了桥梁创新设计与建造对桥梁拉索提出的创新要求：一是超高强材料、超高疲劳应力幅、超耐久性；二是防火、防爆、防冲击等意外灾害的鲁棒性；三是超低温拉索、除冰拉索等；四是超大跨度的减小风阻面要求、拉索振动控制等；五是易于检查、更换、快速修复；六是适应桥梁美学创新的轻型索；七是新材料应用，如碳纤维、聚脲、不锈钢材等；八是智能拉索(检测、监测、评估、预警等)；九是智慧施工(包含人机料的智慧管理、智能装备等)。
互动环节
Q线上观众：
矮塔斜拉桥抗滑移，它的滑移指的是在索鞍那个地方的滑移吗？讲座中所提到的一侧就可以控制它的滑移，是在锚固端进行处理的吗？
A孙总：
矮塔斜拉桥抗滑移是在索鞍的位置。因为中跨、边跨的荷载不等的时候，索力不一样，会产生滑移，这也是矮塔斜拉桥的一个控制重点。我们专门有挤压键，相当于一个挤压锚体系，它是一个抗滑插片加挤压套组成的体系，可以保证它的抗滑要求。因为它抗滑的锚固力不像两头的锚固力那么大，它只是解决不对称的索力的需求。抗滑键还是在索鞍一端施加的。
Q线上观众：
我们现在都是本科二年级，不知道我们现在学的课程和未来的实际工程有什么样的联系，您对我们本科生现阶段的学习有什么建议？
A孙总：
本科学习阶段，理论的学习是非常重要的，现在正是打好基础的时候，学好理论知识对以后的工程实际起很大的作用，要抓住在学校学习理论知识的机会，工作以后可能就没有太多的时间和精力了。同时，学习方向也很重要，可以提前考虑一下自己未来的方向和目标，结合自己的情况，适合选择哪些方向，可以做一些针对性学习。实践很重要，一定要自己动手去做实验，才能巩固知识、发现创新点和研究点。工作以后，持续的学习是至关重要的，在学校主要是学习一种学习的方法，更重要的还是以后在工作中不断的持续学习和创新。
讲座总结
讲座最后，孟少平教授对本场讲座进行总结：
首先非常感谢孙总的精彩报告，也感谢各位嘉宾、老师和同学们的积极参与。
随着工程的不断创新和发展，索的制作精度和应力幅需求不断提高，应力幅对结构的疲劳有着非常重要的影响。天眼工程是在贵州建设的，在风的作用下会引起超大的应力幅。欧维姆公司承担了索的制作，制作精度很高，达到了1mm的精度。索的安装、成型和施工过程都与东南大学展开了深入的合作，解决了工程当中很多难题。孙总作为他们公司原来的总经理，参与了众多工程项目，做出了突出的贡献。欧维姆公司作为一个我们民族的品牌，有责任有担当，不断创新发展，在防腐、振动控制和新材料碳纤维的应用等方面都走在了世界的前列，在预应力的机具、锚固体系和索结构方面在全国占有重大份额。同时，欧维姆公司的发展理念与东南大学预应力团队敢为人先的理念相吻合，双方持续开展了几十年的合作，非常和谐，互相促进，互相支持。希望欧维姆公司和东南大学能够再接再厉，再创辉煌，取得更多的创新和发展。最后，再一次感谢孙总的精彩演讲！
（文/黄广兴、张策）
