探秘桥梁国家重点实验室三大“独门绝技”——
解“破皮”顽疾 白沙洲大桥将铺“席梦思”
图为：超强韧性混凝土正在进行抗疲劳测试
楚天金报讯 文/记者邓伟 图/记者万多
这个国家重点实验室，位于建设大道西端的中铁大桥局武汉桥科院。昨日，记者实地探访了该实验室的桥梁健康监测云计算中心、桥梁结构试验大厅、桥梁减振抗震阻尼器装配中心等研究基地，发现有三大“独门功夫”已开始或即将在武汉的各个桥梁上使用。
超高韧性混凝土面世
白沙洲大桥“破皮”难题可解
限货之前的白沙洲大桥，让很多武汉人印象深刻。因难以承受大货车的碾压，其沥青桥面每到夏日高温时，就变得如“橡皮泥”一般，被挤压得四处游移。建成10年，24次大修，仍屡修屡坏，引舆论哗然。最终，多方专家会诊后才得出结论：钢桥面上沥青变形问题属于世界性难题。去年，白沙洲大桥的限重由之前的55吨降低为30吨，受损状况才得到缓解。
“我们已经攻克这个难题。”昨日，在桥梁结构试验大厅内，桥科院桥梁研究一所副所长周尚猛拿着一种新型混凝土，表情很骄傲。这种混凝土的标签为“超高韧性”，周尚猛介绍称，这种混凝土有两大特点：一是内部有头发丝般的细钢筋组成的网状结构，如同把一堆棉絮撑起，变成一张“席梦思”，二是装配有“剪力钉”，能将整张“席梦思”与钢桥面牢牢固定。
在周尚猛身后，是一座高达6米的，如同冲压机一般的大机器。机器中嵌着一截钢桥面模型，模型3.4米宽，7米多长，模拟的是桥面上的一截单车道。钢桥面上，已铺设好了超高韧性混凝土。机器中伸出6根巨大的钢柱，自上而下不断地冲击桥面模型，模拟重型卡车通过这截桥面时给予的压力。周尚猛告诉记者，这条大型试验机械对桥面释放的冲击力是82.5吨，是目前一般过江大桥桥面设计荷载能力的1.5倍。经过抗疲劳测试，得出的科学测算是，在钢桥面上铺设该混凝土，使用寿命可以达到20年以上，而铺设目前最好的沥青，使用寿命最长不会超过5年。此外，经过低温冻融测试，这种新型混凝土比传统混凝土耐低温能力也大幅增强。
周尚猛介绍，武汉的钢桥面桥梁共有两座，除了白沙洲大桥外，还有天兴洲大桥。预计本月内，他们将在天兴洲大桥上铺设一段新型混凝土进行实测，待实测通过后，白沙洲大桥和天兴洲大桥未来或将换装，彻底消除桥面“破皮”的顽疾，恢复正常使用。
云计算系统实时监控
千里之外可知大桥“风吹草动”
桥梁一有“风吹草动”，远处的电脑便能显示，若有发病的迹象，还将第一时间报警。记者见到了这惊奇的一幕。
在桥科院云计算中心，墙面上挂装着五块显示屏，分别呈现不同桥梁的实时运营状态。中间最大的显示屏上，正实时播放军山长江大桥的运营情况，在桥面上移动的小车如同一块块积木，车顶有绿色和黄色两行数据，分别显示车辆载重和实时速度。如超载或超速，数据便会变成红色。
据高级工程师郭翠翠介绍，这一远程监控功能，便是实验室的又一大法宝——桥梁健康监测系统。该系统如同大桥的“健康管家”，在大桥建成运营后，通过在施工中预先埋设、安装的一套健康监测设施，实时收集有关桥梁结构安全性和耐久性的数据，传输到专业的健康监测软件系统中处理、分析，时刻关注、评价桥梁的健康状况。桥梁上不同位置分别安装有重量、速度、温度、风速、风向传感器，通过光缆将桥梁震动及位移、车辆速度及载重、风力大小和方向等数据实时传送到该中心，一旦发现异常，中心即可通知桥梁业主单位。去年5月24日，军山大桥的13根斜拉索被一辆超高超重大货车刮伤时，就被该系统第一时间捕捉。今年1月底，武汉连续遭遇低温极寒天气，传感器发出报警，实时通知了二七长江大桥的管理中心，并及时作出了处置。
郭翠翠告诉记者，目前，武汉鹦鹉洲长江大桥、军山长江大桥、二七长江大桥等七座桥梁均已实现了实时监控。而在全国范围内，已经有30多座大型桥梁和50多座中小型桥梁安装了这种“健康管家”。
机器人检查斜拉索
第四代智能“蜘蛛人”首次亮相
或许很多人还记得，在前年年底，在对长江二桥进行全面维修时，有一台名为“探索者Ⅲ”的机器人沿着斜拉索匀速上升，为斜拉索拍照探伤。
昨日，记者在实验室内，又看到了这台机器人的升级版——“探索者Ⅳ”。这个长约一米的黑色小筒能环抱在斜拉索上，通过内置的滑轮匀速前进或后退，如同一只蜘蛛沿着树干往上爬。这个机器人机身一共装有5个高清分辨率数字式摄像头，能在爬行过程中对斜拉索表面的PE层进行检测，查找裂缝。不仅如此，他还“身怀绝技”——能通过脉冲电磁技术，如同B超般发现斜拉索内部的钢丝是否有锈蚀和断丝缺陷。斜拉索的一切数据，都可以显示在电脑屏幕上。
操控“探索者Ⅳ”的高级工程师伊建军告诉记者，随着我国大量的缆索承重体系桥梁的缆索结构进入服役中后期，缆索结构的安全性一直是工程界的重点与难点。以前用人工检测时，需要在桥梁主塔顶安装卷扬机和滑轮，并装上可承载两名检测员的吊篮，再拉上去进行检测。2010年，桥科院开始动手研制这类智能机器人，前后投入数百万元，随着国家实验室的落地，该机器人已经更新到第四代，今后还将进一步升级和完善。相比上一代产品，“探索者Ⅳ”的摄像头清晰度更高，电机动力更为稳定，使得机器人在拉索上爬行时，稳定性更好，能精确地实现“走走停停”。此外，新一代产品还增加了测距定位功能，即在对拉索进行检查时能准确定位损伤点的位置，使得接下来的检修工作将更加有的放矢。今后，在为斜拉索桥梁“体检”时，这种智能“蜘蛛人”将大显身手。
（作者： 编辑：李琛）
