
四川在线消息(记者 雷倢)10月23日,港珠澳大桥正式开通,引发国人集体“点赞”。
同一时间,在距离港珠澳大桥两千多公里外的四川德阳市,四川建筑职业技术学院结构技术中心主任何伟,正盯着电脑看港珠澳大桥开通的直播视频。
“很震撼,很亲切。”何伟说。6年前,何伟就和港珠澳大桥结下了不解之缘。设计寿命长达120年的港珠澳大桥桥面板疲劳性能研究就是在何伟的这个结构技术中心试验完成的。
“我们的试验就是检测其设计寿命期限内是否会出现疲劳开裂。”何伟说,经过长达半年的试验验证其设计的合理性。而这个疲劳开裂问题是一个世界性难题。
难在何处? 何伟说:“我们试验的是港珠澳大桥的钢桥面板,它具有自重轻、极限承载力大、施工周期短等优点,但其缺点也很明显,会出现疲劳开裂。”
不仅如此,此前的桥梁规范使用年限是100年,港珠澳大桥设计要多用20年,要求当然就更高。“其正交异性桥面已超出了行业标准,在当时的教科书、行业规范中都没有。”何伟说,“我们的试验就是要找到其疲劳的临界点是否超过120年,要确保桥面使用120年没有问题。”
如何来“把脉”?为此,技术中心建立了小试件及大试件仿真模型,并对不同截面形式的正交异性钢桥面板的受力性能进行分析,从而研究港珠澳大桥桥面板疲劳性能。
走进学院结构技术中心,一座斜拉桥的模型高高竖立,这是按照设计图缩小20倍建造的,正在进行结构受力试验。也就是在这个平台上,港珠澳大桥正交异性桥面板疲劳性能研究在这里完成。
“正交异性桥面板的尺寸、厚度、倒角弧度不一样,都会影响使用寿命。”何伟说,变化的荷载也会让桥梁产生疲劳。打个不恰当的比喻,就像一个人能挑100斤,你让他挑100斤没问题,但你让他挑80斤走上几十公里,他就会疲劳。
“我们对它进行正弦波荷载试验,波峰值大约给几十上百吨的力,波谷大约给几吨的力,这样循环往复地进行荷载试验,最终得出120年使用寿命没有问题的结论。”何伟说,试验进行了半年时间,循环荷载进行了三四百万次,“而一般的桥梁我们可能就试验二百万次。”
何伟说:“由于疲劳试验需要一天24小时不间断进行,因此,科研人员被分成了三班,每个班负责监测8小时。(四川建筑职业技术学院供图)
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