揭秘:港珠澳大桥是如何实现120年长寿命设计的?

中交四航工程研究院有限公司暴露试验站维护团队: 港珠澳大桥120年长寿命设计,靠的是他们积累的“大数据”。

揭秘:港珠澳大桥是如何实现120年长寿命设计的?

技术人员在试验站进行试件研究 倪静姁/摄

改革开放初期,全国很多建成不满30年的海港工程因海水对钢筋混凝土的侵蚀纷纷出现严重的腐蚀问题,为此,交通部在全国建立暴露试验站进行研究。1986年,中交四航工程研究院有限公司在湛江建立了全国第一批专业暴露试验站,在国内率先开展各种参数的混凝土暴露试验研究。

30多年间,暴露试验站先后放入100多种将近3000多块混凝土试件,获得了上万组的试验数据,这些数据的积累为重大海港工程耐久性设计提供了最有力的支撑。

暴露试验涉及国家基础设施的寿命

专业暴露试验站建成后,团队成型了和海港工程相同配合比的试件,并研究各种附加防腐措施对耐久性的影响,再将试件放入暴露试验站与实体结构暴露于相同的腐蚀环境,定期取样测试相关耐久性数据,这些数据真实反映了实体海工混凝土结构的腐蚀情况。

为了获得详实的数据支撑,团队成员时常奔波于广州与湛江之间。当年因交通不便,从广州到湛江要经历20多个小时的长途颠簸,到达后,晚上稍作休息,第二天凌晨4点又得趁退潮赶赴现场取样。在伸手不见五指的路上,周围都是海浪的声音,只能深一脚浅一脚地摸索着前进,稍不留神儿就踩入海水。

维护处于恶劣腐蚀环境的暴露试验站的工作,是团队成员工作的重中之重。他们要定期检查放置暴露试验站的试块,及时发现问题并补救;及时更换由于海水环境腐蚀恶劣的爬梯。维护成员最担心台风天,害怕暴露试验站遭受损坏,害怕试件被吹飞……

“我们就觉得这个事情值得,因为它涉及到国家的基础设施能不能长寿命的问题。”暴露试验站的第一代维护者、80岁高龄的潘德强说。他也是我国海港结构耐久性研究的第一人。

实现港珠澳大桥120年长寿命设计

2009年,凭借20多年暴露试验数据的累积以及在杭州湾大桥、青岛海湾大桥等大型工程中取得的丰富经验,暴露试验站团队牵头承担了“港珠澳大桥混凝土结构120年使用寿命保障关键技术”研究,数十年的珍贵数据走上了一个世界瞩目的舞台。

港珠澳大桥,世界上最长的跨海桥梁,集桥、岛、隧三种结构于一体,这三种完全不同的结构形式,却有一个共同的要求,120年的使用寿命必须保证。暴露试验站团队面临前所未有的挑战。面对上万组的数据,团队成员运用各种软件夜以继日地筛选、分析、比对,经过多番讨论、大量计算和反复验证,最终建立了基于可靠度理论的港珠澳大桥耐久性设计模型,实现了可靠度设计方法在国内交通基础设施的首次应用。

8年的时间里,团队成员经常加班到深夜,甚至连续工作几十个小时,面对如此高强度的工作,没有人抱怨,更没有人后悔。核心成员董桂洪在孩子刚满月的时候就踏上了桂山岛,到今年港珠澳大桥整体贯通,小孩已经是背着书包上学堂的帅小哥了。他说,“我们就是跟各种数据杠上了,为了一个参数的确定,我们时常要经过几十遍的计算与验证,为了一个细节问题的精准,经常开会讨论,有时甚至向专家咨询到手机都发烫了。”8年的刻苦攻关,最终实现了港珠澳大桥120年长寿命设计的梦想。

“这些数据太珍贵了,即使这一拨人走了,还有下一拨人跟着干。”暴露试验站的第二代维护者、全国五一劳动奖章获得者王胜年说。在王胜年之后,第三代、第四代科研人员继续薪火相传。如今,暴露试验站迎来了新的起点,在湛江东海岛建立了一个高标准、高科技,可以实现互联网大数据共享、更多元的暴露试验新站。(南方工报全媒体记者 许接英 徐秋莲 通讯员 倪静姁 曾静)


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