10月18日的武漢,“橋星”璀璨。橋梁隧道與結(jié)構(gòu)工程創(chuàng)新發(fā)展高端論壇在漢舉行,陳政清、丁烈云、鄭健龍、李建成、鈕新強、馮夏庭、秦順全等14位兩院院士,高宗余、徐恭義、易倫雄、張敏4位全國工程勘察設(shè)計大師,以及全國高校教授及橋梁設(shè)計施工企業(yè)等400多位橋隧領(lǐng)域?qū)<揖凼孜錆h,聚焦、展望橋隧前沿技術(shù)創(chuàng)新,掀起一場橋隧技術(shù)“頭腦風(fēng)暴”。
共謀新發(fā)展,圓夢中國橋。主辦該論壇的中鐵大橋勘測設(shè)計院集團(tuán)有限公司,今年迎來創(chuàng)立70周年。該院黨委書記劉自明說,論壇圍繞交通強國、科技強國戰(zhàn)略,聚焦行業(yè)熱點、難點問題,探討了交通建設(shè)新理念、新技術(shù)、新材料的發(fā)展方向。
大橋“渦振”可防可治
“渦振不可怕,可防可治。”針對今年來頻頻出現(xiàn)的懸索橋渦振,中國工程院院士、湖南大學(xué)風(fēng)工程試驗研究中心主任陳政清以“懸索橋加勁梁的多階渦振與防治”為題,為渦振現(xiàn)象開“藥方”。
4月,武漢鸚鵡洲長江大橋橋體發(fā)“飄”,廣東虎門大橋懸索橋頻頻“晃動”,懸索橋的這種波浪形晃動被稱為渦振。陳政清介紹,全球自上世紀(jì)90年代起,受風(fēng)和橋梁自身結(jié)構(gòu)影響,多個大跨度鋼箱梁橋和懸浮橋發(fā)生過渦振。
如何讓橋“淡定”下來?陳政清介紹,主要有兩種辦法法:加大阻尼比,改良橋梁氣動形狀??山柚黾幼枘崞鳎龃髽蛄鹤枘岜?,如電渦流阻尼器,能將震動轉(zhuǎn)為電力消耗掉,變相增大阻尼比。用桁架橋結(jié)構(gòu),抗渦振能力更強,對已成型的橋梁,可通過氣動外形改良,包括橋位風(fēng)環(huán)境數(shù)值模擬、大橋動力特性識別、健康監(jiān)測系統(tǒng)升級及渦振大數(shù)據(jù)分析、大比例節(jié)段模型風(fēng)洞試驗及阻尼減振措施等。
在陳政清看來,通常情況渦振不會影響現(xiàn)有橋梁安全,可不封橋,車輛限速通行即可。
賦能機器智能建橋
建造翻山越嶺、越江跨海的大橋如何提高效率和安全性?
中國工程院院士、華中科技大學(xué)教授丁烈云提出“賦能融合基建,發(fā)展新興業(yè)態(tài)”,對傳統(tǒng)建橋產(chǎn)業(yè)進(jìn)行智能化升級。
丁烈云認(rèn)為,智能建造大有可為。如建橋中大量使用的架橋機、旋挖機、塔吊機等,現(xiàn)在由人操控,運用新技術(shù)能賦予機器“智慧”,直接由智能系統(tǒng)控制,可實現(xiàn)橋梁建造的無人化操作。
丁烈云提到,中鐵大橋院、中鐵大橋局、中交二航局等湖北建橋軍團(tuán)的不少探索收到成效,如在參建港珠澳跨海大橋時,運用多項新技術(shù)、新工藝和新材料,榮獲國際橋梁大會(IBC)超級工程獎。截至2020年,中國有26座橋梁獲IBC大獎,其中有13座大橋為湖北建橋軍團(tuán)設(shè)計或建造,占據(jù)半壁江山。
迎接大跨度的新挑戰(zhàn)
中國工程勘察設(shè)計大師、中鐵大橋院總工程師高宗余認(rèn)為,在跨度、設(shè)計速度、承載能力等主要技術(shù)指標(biāo)上,中國橋梁設(shè)計建造水平均達(dá)國際領(lǐng)先水平。
未來大橋啥模樣?
高宗余認(rèn)為,目前橋式方案開始流行“復(fù)合”“多功能”。多功能合建橋梁,一座大橋集中公、鐵及市政道路、城市軌道交通于一體,省錢、少占地。目前,長江上公鐵共用大橋有12座,其中湖北境內(nèi)6座,分別為枝城長江大橋、荊州長江大橋、武漢長江大橋、武漢天興洲長江大橋,黃岡長江大橋和九江長江大橋。同時,融合斜拉橋剛度大、懸索橋跨越能力強的斜拉-懸索協(xié)作體系橋,在大跨度橋梁中開始應(yīng)用,比如土耳其的博斯普魯斯三橋,我國的西堠門公鐵大橋等,靠近主塔的兩側(cè)為斜拉,兩主塔中間部分為懸索。
放眼未來,高宗余以瓊州海峽、渤海灣、臺灣海峽等為例,認(rèn)為應(yīng)該研究未來大跨度高鐵橋梁工程帶來的新挑戰(zhàn)——
高原山區(qū)大海,風(fēng)大浪高流急,強風(fēng)強震,高陡邊坡,高溫高濕、強紫外線,環(huán)境復(fù)雜,設(shè)計、施工、維護(hù)及工程裝備挑戰(zhàn)前所未有。
如何設(shè)計建造運營安全的大跨度橋梁?
高宗余認(rèn)為,要認(rèn)真探索復(fù)雜環(huán)境下的適用橋式、新型結(jié)構(gòu)和大跨度橋型方案,研發(fā)深水、復(fù)雜地貌地質(zhì)條件的先進(jìn)勘察裝備,超大跨、超深水的先進(jìn)施工裝備,并研發(fā)更新型的鋼材、混凝土、纖維復(fù)合材料等建橋材料,同時建立強有力的監(jiān)測、預(yù)警系統(tǒng)予以保障,包括建大數(shù)據(jù)、云平臺的橋梁工程互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),打造橋梁全壽命期健康管理維護(hù)體系。
?。ㄈ接浾?戴輝 通訊員 鄧達(dá) 吳茜)