中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
【大河報·大河財立方】（記者 陳詩昂 文圖）身邊的橋越來越多，跨徑越來越大，如何確保其運營安全、擁有更長的使用壽命？近期，河南交通系統(tǒng)歷時三年成功研發(fā)的超大力值多功能力學(xué)試驗系統(tǒng)，就與此相關(guān)，并備受行業(yè)關(guān)注。
這一試驗系統(tǒng)的成功研發(fā)，解決了我國大噸位橋梁支座等工程結(jié)構(gòu)和材料試驗不能滿足大力值足尺檢測的技術(shù)難題，將更好守護(hù)橋梁安全。
它為何備受行業(yè)關(guān)注？為什么解決這些難題，就能為橋梁安全護(hù)航？3月2日，大河報·大河財立方記者前往位于鄭州鄭東新區(qū)的河南交院工程技術(shù)集團(tuán)，見到了這一裝置及項目研發(fā)負(fù)責(zé)人，揭秘這一河南造大裝置的特別之處。
“國際領(lǐng)先”的河南造
好比跑步的人會特別注意對膝關(guān)節(jié)的保護(hù)，橋梁工程業(yè)者也尤為關(guān)注與膝關(guān)節(jié)功能相似的橋梁支座的質(zhì)量。
連接橋面部分與下部支撐結(jié)構(gòu)的橋梁支座，作為橋梁關(guān)鍵傳力構(gòu)件，承受著來自橋梁上部傳導(dǎo)而來的豎向壓力、橫向剪力等。看似不起眼的部件，其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響橋梁運營安全及使用壽命。
河南交通系統(tǒng)歷時三年研發(fā)出的超大力值多功能力學(xué)試驗系統(tǒng)，功能之一便是用于橋梁支座質(zhì)量檢測，備受行業(yè)關(guān)注。
2月26日，就這一項目舉辦的科技成果評價會上，來自第三方的評價會專家組認(rèn)定，該項目技術(shù)復(fù)雜、研制難度大、創(chuàng)新性強(qiáng)，整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中單作動器超大力值大位移精準(zhǔn)加載控制技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
一套檢測裝置，怎么就做到了“國際領(lǐng)先”，怎么就備受行業(yè)關(guān)注了？
3月2日，記者來到位于鄭州鄭東新區(qū)的河南交院工程技術(shù)集團(tuán)，在一座專為試驗系統(tǒng)建設(shè)的四層實驗場內(nèi)，見到了這臺大裝置。乍看上去，整套裝置就是一臺體型巨大的液壓機(jī)，下部平臺上放著待檢測的橋梁支座。
現(xiàn)場，綠綠色高性能材料應(yīng)用技術(shù)交通運輸行業(yè)研發(fā)中心主任、河南交院工程技術(shù)集團(tuán)超大力值力學(xué)試驗系統(tǒng)課題組成員邵景干介紹，這套系統(tǒng)的主體是一套大型橋梁支座檢測用的壓剪試驗機(jī)，它用來檢測支座等產(chǎn)品能承受的豎向力以及發(fā)生剪切變形的水平力學(xué)性能等。此外這套系統(tǒng)還集成了結(jié)構(gòu)抗壓試驗機(jī)和彎曲試驗機(jī)。
之所以備受關(guān)注，與其兩大特征相關(guān)——多個試驗機(jī)的集成，使得這套系統(tǒng)具備多功能檢測的能力，比如還能用于建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)驗證試驗；相當(dāng)于7200噸力值的最大力值，使其具備超大力值的特征，居全國第三、交通行業(yè)第一。
“經(jīng)過查新，系統(tǒng)采用的單缸大直徑作動器，是目前國內(nèi)外最大的試驗機(jī)用作動器。同時，經(jīng)過調(diào)研和查新，在國內(nèi)外也沒有發(fā)現(xiàn)功能如此之多的試驗機(jī)。”邵景干介紹。
大噸位橋梁安全的“守護(hù)者”
關(guān)于系統(tǒng)的研發(fā)背景和過程，河南交院工程技術(shù)集團(tuán)超大力值力學(xué)試驗系統(tǒng)課題組成員吳跟上介紹，自2014年起，公司就一直在關(guān)注3000噸以上壓剪機(jī)市場，特別是2018年下半年申報了超大噸位壓剪機(jī)科研項目，在2019年獲得了河南省交通運輸廳的科研立項。
為何關(guān)注這一市場？吳跟上進(jìn)一步解釋稱，隨著交通運輸事業(yè)的快速發(fā)展，大跨徑橋梁越來越多，橋梁支座的承受荷載也越來越大。但目前我國用于支座檢測的壓剪試驗機(jī)多為20MN（相當(dāng)于2000噸力值）以下的設(shè)備，20MN以上的壓剪試驗機(jī)卻寥寥無幾，50MN以上的壓剪試驗機(jī)更是屈指可數(shù)，而且這些試驗機(jī)的作動器均為多液壓缸結(jié)構(gòu)。
而根據(jù)規(guī)范要求，20MN的試驗機(jī)僅能檢測設(shè)計承載力在12MN以下的盆式支座或球型支座，而現(xiàn)在的大型橋梁支座的設(shè)計承載力多為35MN~40MN，試驗力達(dá)60MN~72MN，不能進(jìn)行足尺試驗，通常采用縮尺等效法進(jìn)行檢驗。
“試驗機(jī)力值不夠，只能通過縮尺試驗。縮尺試驗就是將支座縮小比例尺進(jìn)行試驗，這種非直接試驗會給橋梁安全帶來不確定性。”吳跟上表示，因此研制、推廣超大力值壓剪試驗機(jī)進(jìn)行1∶1試驗，意義重大。
超大力值多功能力學(xué)試驗系統(tǒng)的成功研發(fā)，將解決我國大噸位橋梁支座、建筑減隔震支座以及高強(qiáng)構(gòu)件等工程結(jié)構(gòu)和材料試驗不能滿足大力值足尺檢測的技術(shù)難題。
而為了進(jìn)行研發(fā)，項目組行程1萬多公里，足跡遍布10?。ㄊ校?，調(diào)研了20多家生產(chǎn)企業(yè)、高?？蒲性核?、檢測機(jī)構(gòu)等，擬定了4種比對方案，舉辦了20多次論證會和研討會，最終確定了采用大液壓缸徑單作動器加載方案。
這一項目也取得了豐碩的科研成果。截至目前，該項目已取得授權(quán)專利50余項、登記軟著15項，發(fā)表SCI/EI收錄等核心論文10余篇。
將朝“國之重器”方向繼續(xù)研發(fā)
研發(fā)固然重要，如何更好地實現(xiàn)成果的轉(zhuǎn)化、推廣，也值得關(guān)注。
同時，在超大力值多功能力學(xué)試驗系統(tǒng)的研發(fā)成果基礎(chǔ)上，河南交院工程技術(shù)集團(tuán)有限公司謀劃進(jìn)一步擴(kuò)展試驗機(jī)的檢測范圍，繼續(xù)進(jìn)行超大力值傳感器的研發(fā)工作，克服量值傳遞的關(guān)鍵技術(shù)難題，力爭研制出100MN以上標(biāo)準(zhǔn)器或測力傳感器。
“接下來，我們也會對設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，采用自行研制的100MN以上傳感器，研發(fā)出更高可靠性、更高精度、更大力值、世界領(lǐng)先的100MN以上的試驗機(jī)，成為國之重器。”邵景干還透露，接下來將申報河南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎或河南省技術(shù)發(fā)明一等獎。
