港珠澳大桥120年寿命如何确定?每组构件试验400万次
2018-10-25 来源：成都商报
10月24日9时，港珠澳大桥正式通车运营，这是中国建设史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海桥梁，其设计使用寿命为120年。
港珠澳大桥（东方IC资料图）港珠澳大桥（东方IC资料图）
看到通车运营消息，四川建筑职业技术学院（以下简称四川建院）结构技术中心主任何伟十分激动。“我们有幸能够参与国家项目，很激动，也倍感骄傲。” 6年前，西南交通大学（以下简称西南交大）与四川建院在德阳就港珠澳大桥正交异性桥面板疲劳性能进行试验，大桥钢桥面板120年设计寿命试验是由四川建院结构技术中心完成的。10月24日，何伟向成都商报记者讲述了试验过程。
难题：使用120年
普通桥梁规范使用年限是100年
试验内容是当时教科书里没有的
四川建院结构技术中心，是6年前进行试验的场所，当年按照设计图纸缩小一定比例建造的试验模型主体结构，如今仍然保留在此。
“我们的试验就是检测其设计寿命期限内是否会出现疲劳开裂。”何伟介绍，经过长达半年的试验后，监测到的数据均验证了设计的合理性，使用120年没问题。
据介绍，该中心和港珠澳大桥结缘于2012年。当年，港珠澳大桥桥面疲劳性能研究项目由中交公路规划设计院有限公司委托西南交大和四川建院联合完成，试验交由该院结构技术中心。试验的目的，就是检测港珠澳大桥120年设计寿命期限内桥面板是否会出现疲劳开裂。
该中心也是川内为数不多能做该试验的机构，拥有目前先进的MTS793试验系统。
何伟描述了当时的具体过程，“桥面板疲劳性能，具体讲就是研究大桥使用的正交异性钢面板在使用中是否会出现疲劳开裂。”何伟说，试验用的钢桥面板就是目前港珠澳大桥正在使用的，它具有自重轻、极限承载力大、施工周期短等优点，但其缺点就是会出现疲劳开裂。桥面板疲劳性能测试就是不断地经过汽车碾压，看面板是否会开裂。
在何伟看来，试验要解决的疲劳开裂问题是一个世界性难题。普通桥梁规范使用年限是100年，特大桥梁的规范使用年限为120年，要多用20年，其正交异性桥面已经超出了行业标准，“在当时的教科书、行业规范中都没有。”
数据：约400万次
每组构件循环荷载反复试验
次数超普通桥梁2倍
试验进行了半年之久，最终，试验结果表明，120年设计寿命没有问题。
“正交异性桥面板的尺寸、厚度、倒角弧度不一样，都会影响使用寿命。”何伟介绍，变化的荷载也会让桥梁产生疲劳。他说，打个不恰当的比喻，就像一个人能挑100斤，让他挑100斤没问题，但让他挑80斤走上几十公里，他就会疲劳。
“中心用MTS793试验系统对它进行正弦波荷载加载，波峰值大约给几十吨的力，波谷大约给几吨的力，这样循环往复地进行荷载试验，最终得出结论。”何伟介绍。半年时间里，每组构件循环加载进行了约400万次，而一般桥梁的一组构件，可能就试验200万次。
这项与西南交通大学的共同研究成果，进入了统编教材和行业标准，在行业中全面推广，“这也是我们学校全面创新改革和推进职业教育转型升级的成果。”何伟说。
