12月19日晨,80辆大卡车“压阵”,南京八卦洲长江大桥(南京二桥 )顺利完成荷载试验。这是一个月之内,江苏第3座跨江大桥接受“体检”。卡车并未排满桥面,能测出桥梁健不健康?跨江大桥普遍设计年限100年,到了“年纪”就“退休”吗?记者采访了相关专家。
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王涛 摄
车都没排满,能测出桥梁健不健康?
19日一早,扬子晚报/紫牛新闻发布了二桥“体检”现场颇为壮观的视频。不少眼尖的网友立刻发现:“车怎么没装满?”还有网友提问:“这点车,都没排满,比节假日堵车时空多了。这样压一压,有用?”
“桥梁荷载试验是按桥梁设计极限的一定效率来加载的,排多少辆车、排在什么位置、每辆车多重,都是精确计算出来的。“华设检测科技有限公司总工程师刘亚楼介绍,“一般的桥梁荷载试验会按照桥梁设计车辆荷载效应的85%到105%来安排加载重量和布载位置,别看每个试验工况开上桥的重载汽车并不是密密麻麻,但是它们的总重与轴重布置已经达到了桥梁结构某些关键受力部位能承受的设计极限承载状态,通过多个加载试验工况来验证桥梁所有关键受力部位承载能力是否满足设计要求。”
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比如,通车在即的龙潭长江大桥于11月下旬开展了荷载试验,当时开上桥的有90辆车,总重3600吨。按一辆小轿车1.5吨计算的话,相当于2400辆小轿车。
而且,这些重载车辆并不是随意压在桥面,它们会按照预先设计好的荷载试验方案,多次列队压在对大桥最不利的受力状态。比如,将重载车辆集中排列在桥跨1/4处,模拟桥梁最大变形状态,通过安装在桥梁关键结构受力部位的传感器测试桥梁结构的内力和变形,验证与评价桥梁结构的安全性和稳定性。
公路桥用汽车“压”,公铁两用桥呢?
随着“轨道上的江苏”加快建设,公铁两用桥梁越来越多出现在长江江苏段。比如,近年来通车的沪苏通大桥、五峰山大桥,再如正在建设中的常泰长江大桥。
是的,你没猜错,公路桥用汽车“压”,铁路桥就是用火车“压”的。举个例子,公铁两用的五峰山大桥开通前的静载试验连续做了4个晚上,公路层、铁路层同步加载。当时,铁路层的火车编组加上公路层的72辆满载汽车,总重达到了8200吨。
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一边上负重,一边监测数据。以龙潭长江大桥为例,荷载试验前布设了234个传感器,覆盖结构位移、内力、索力及环境温湿度、风速等的实时监测与分析评价。至于大桥荷载试验为何一般都选择在夜间进行?主要原因是大跨径桥梁结构内力与变形受温度场影响显著,夜间无日照、温度更稳定,试验时采集的数据更精确可信。
超大型桥梁有“寿命”限制吗?
如果说龙潭与仙新路两座跨江大桥属于“新生体检”,那么23岁的“二桥”荷载试验又有所不同。
“我认为二桥荷载试验相当于进行‘体能测试’。” 中铁大桥院桥隧技术公司副总经理刘俊锋打了个比方:就好比一个人20岁时能举起90公斤杠铃,40岁时是不是还能举起这么重呢?一座桥梁运行十几年、二十几年后进行荷载试验,就是为了精准了解,随着风吹日晒、日复一日承载车来来往,它承载能力是否发生了变化。比如,20年前压上相应重量,大桥主梁向下变形多少厘米,20年后又变形多少。这些试验数据能告诉我们,这座桥“身子骨是否依然硬朗”,是大桥运营养护管理工作的重要技术依据。
那么,我们的超大型桥梁有“寿命”限制吗?国内跨江大桥普遍设计年限100年,到了“年纪”是否就“退休”了?
“当然不是!”全国工程设计大师、中铁大桥院副总工程师徐恭义告诉记者,100年只是一个工程设计的标准和目标,是工程使用寿命的名义期限、计算取值的概率标准。“如果设计考虑周到、施工质量好,超过100年照样可以用。比如,美国纽约的布鲁克林大桥今年141岁了。目前,我们国家桥梁也正在追求从100年迈向150年、200年。”
他还表示,工程需要不断体检、保养、维修才能更加安全。荷载试验正是为检验施工质量和为运营保养提供原始合格的档案和承载能力依据。同时,如果未来车辆车型等荷载发生较大变化以及常年超饱和负载使用,就会对桥梁使用寿命带来损伤,但从根本上来讲,从设计建造时就实打实把“底子打好”,才能保证桥梁更好地、更长久地为公众服务。
扬子晚报/紫牛新闻记者 石小磊
校对 盛媛媛