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“把脈”港珠澳大橋120年壽命 5年前就在德陽極限測試

7日,超級工程港珠澳大橋全長6.7公里的海底隧道全線貫通,

這也標誌著全長近30公里的港珠澳大橋主體工程貫通。

上午10點過,距離港珠澳大橋兩千多公里外的四川省德陽市,四川建築職業技術學院結構技術中心,何偉主任正盯著電腦看港珠澳大橋海底隧道貫通的直播視頻。

“很震撼,很親切。”何偉說。

五年前的2012年,何偉就和港珠澳大橋結下了不解之緣。

設計壽命長達120年的港珠澳大橋橋面板疲勞性能研究就是在何偉的這個結構技術中心完成。

“我們的試驗就是檢測其設計壽命期限內是否會出現疲勞開裂。”何偉說,經過長達半年的試驗驗證了設計的合理性,120年,沒有問題。

設計壽命超行業標準20年

當時的教科書裡都沒有

在四川建築職業技術學院結構技術中心,一座斜拉橋的模型高高豎立,這是按照設計圖紙縮小20倍建造的,正在進行結構受力實驗。

也就是在這個平臺上,5年前,港珠澳大橋正交異性橋面板疲勞性能研究在這裡進行。

何偉說,這個研究項目是受中交公路規劃設計院有限公司委託的,“我們試驗的港珠澳大橋正交異性橋面板是鋼橋面板,它具有自重輕、極限承載力大、施工週期短等優點,但其缺點也很明 顯,會出現疲勞開裂。”

何偉他們就是要針對這個疲勞開裂問題進行研究,而這是一個世界性難題。

不僅如此,港珠澳大橋設計使用壽命120年,而當時的橋樑規範使用年限是100年,

要多用20年,要求當然就更高。

“其正交異性橋面已經超出了行業標準,在當時的教科書、行業規範中都沒有。”何偉說,我們挑戰極限。

每組構件“錘壓”三四百萬次

120年使用壽命沒有問題

拿掰鋼絲來說,不停地對一段鋼絲進行反復掰,鋼絲最終會對掰斷。

何偉說,這就是簡單意義上的“疲勞性”,“鋼絲本身受力沒有問題,但是久了就疲勞了,人就可以不借助工具徒手掰斷了。

何偉表示,橋面經過上百年不計其數的車輛碾壓,也會出現疲勞問題,“我們的試驗就是要找到他疲勞的臨界點是否超過120年,我們要確保橋面使用120年沒有問題。”

據介紹,港珠澳大橋在四川建築職業技術學院的結構技術中心,通過採用大型有限元軟體ANSYS建立了小試件及大試件模擬模型,並對不同截面形式的正交異性鋼橋面板的受力性能進行分析。

“我們對它進行正弦波荷載試驗,

波峰值大約給幾十噸的力,波谷大約給幾噸的力,這樣循環往復地進行荷載試驗,最終得出結論。”何偉說,試驗進行了半年時間,每組構件迴圈荷載大約 進行了三四百萬次,“一般一組構件我們可能就試驗200萬次,但港珠澳大橋我們大大增加了試驗量,而且一種構件我們會做幾組來進行試驗。”

最終,試驗結果表明,120年使用壽命沒有問題。

而何偉他們與西南交通大學的共同研究成果,進入了統編教材和行業標準,在行業中全面推廣,“這也是我們學校全面創新改革和轉型升級的成果,作為職業院校建立這樣的產學研中心,是 很少見的,而我們學校這樣的中心有10多個。”

華西都市報-封面新聞記者 唐金龍 攝影報導

進入了統編教材和行業標準,在行業中全面推廣,“這也是我們學校全面創新改革和轉型升級的成果,作為職業院校建立這樣的產學研中心,是 很少見的,而我們學校這樣的中心有10多個。”

華西都市報-封面新聞記者 唐金龍 攝影報導