国家重点实验室:科学城这个实验室专为桥隧“健康”护航
发布时间: 2021-09-23
近年来
参与建设12项“世界第一”的桥隧工程
累计获得10项国家科技进步奖
这些荣誉,来自于
重庆交通大学
山区桥梁及隧道工程国家重点实验室
6月1日,高小新来到
重庆交通大学科学城校区
打探这个“深藏不露”的实验室

▲山区桥梁及隧道工程国家重点实验室。余春兰 摄

已建成投用

山区桥梁及隧道工程领域
国家重点实验室
我的前身始建于上世纪70年代,2020年3月由科技部、重庆市政府正式批准建设运行,是全国唯一一个山区桥梁及隧道工程领域的国家重点实验室。
关于我的工作,简单来说就是要守护我国桥隧工程的“健康”。
至于具体怎么守护法?你若了解了我的左膀右臂——堪称“四大金刚”的四个平台(系统),就基本就能了解我的工作状态了。
“四大金刚”
已建成投用
环境/荷载耦合加载试验平台
隧道及地下结构三维模型试验系统
正在建设中
特大跨拱桥建设维护综合试验平台
山区主动式控制风洞试验平台
01
环境/荷载耦合加载试验平台——
探秘影响桥梁寿命的“基因”
众所周知
一座桥梁经受风吹日晒
会腐蚀、退化、损伤
那修桥前如何来预判这桥的寿命?
桥运行多年后
又如何预判还剩有多久的寿命?
环境/荷载耦合加载试验平台
就致力于找准规律、机理
提升桥梁“寿命”
该平台通过调整
二氧化碳含量、温度、
湿度、酸碱度等参数
模拟各种复杂的山区环境

▲实验室里的“小实验室”做着研究。余春兰 摄
高小新了解到
该平台有5个大小不一的舱室
可组拼使用,也可单独使用
可灵活组装36至688立方米的环境空间
温度可以从零下70℃到零上100℃
“在这个试验平台里做一星期试验
相当于实际好几年的‘运行耗损’。”
桥梁实验室主任李世亚介绍
实验室可通过设置环境参数
人工模拟环境及荷载联合作用
探索他们的作用机理及
结构的剩余寿命
进而寻找工艺改进、加固方法
给予运营维护的指导意见

▲桥梁实验室主任李世亚查看数据。余春兰 摄
高小新在现场看到
有10号线轨道的支座
正在进行力学性能测试及疲劳试验
有投用多年的一小截拉索在这里“体检”
有严格比照实际桥梁的内部结构与材料
“克隆”出的微缩模型在“被损坏”
……
等待着实验人员“解答”秘密

▲朝天门大桥的钢桁架模型(上)。余春兰 摄

▲轨道支座在进行疲劳测试。余春兰 摄
应用案例
★实验室正以藏木雅鲁藏布江特大桥为原型,利用试验箱模拟高寒地区的环境和日照条件,开展大跨钢管混凝土拱桥受温度影响的试验研究,为同类钢管混凝土拱桥设计施工提供依据。
★以前检测桥梁是否有“隐形病”,大多只能通过打洞、开孔等方式进行诊断,费时、费力、费钱。实验室团队率先攻克了桥梁结构内部病害“无创”诊断的技术难题。运用新技术,重庆马桑溪长江大桥就在不中断交通的情况下顺利完成了检测。
02
隧道及地下结构三维模型试验系统
“地下工程”防灾减灾实验
与桥梁实验楼相邻的是隧道实验楼
相比桥梁试验大厅的地上壮观而言
隧道试验大厅却是“地下工程”蔚为壮观
隧道所处的地质和环境条件都很复杂
借助该试验系统
可以模拟复杂条件下隧道开挖的过程
分析隧道的受力情况
而且比例尺越大
越接近真实的情况

▲隧道及地下结构三维模型试验系统。余春兰 摄
隧道及地下结构
三维模型试验系统旁边
有一个隧道及地下工程通风
防灾综合实验平台
可以进行山区公路、铁路、水下、
城市地下立交隧道通风防灾试验

▲隧道及地下工程通风防灾综合实验平台。余春兰 摄

▲隧道及地下工程通风防灾综合实验平台。余春兰
应用案例
★港珠澳大桥离岸特长沉管隧道建设关键技术项目,在这里完成了很多防灾减灾试验。
03
特大跨拱桥建设维护综合试验平台——
用较少的费用建耐用的桥
你知道么?
拱桥的建设费用
远低于斜拉桥、悬索桥
同时,它的刚度大(变形小)
基本免维护、且寿命长
但超大跨径的拱桥修建难度大
如果跨径能“涨”长
那意义十分重大
目前
该试验平台
正以世界最大跨径的拱桥——
主跨600米的广西天峨龙滩特大桥为原型
建造1∶10的缩尺模型
建好后
将是世界上最大规模的拱桥模型
试验平台可以对桥梁从建造、
运营到维护全过程进行“状态监测”
为特大跨拱桥往更大跨度的发展
提供理论和技术支撑
04
山区主动式控制风洞试验平台
专门跟风儿“对着干”
不知道大家对
“广东虎门大桥异常抖动”
的新闻还有印象没
最后的结论就是“风的影响”
不同于温度、湿度的“慢影响”
达到一定程度的风
对桥而言
轻则晃荡
重则瞬间摧毁
这个
山区主动式控制风洞试验平台
就专门跟风儿“对着干”

▲我国地形复杂,山区时常会搭建桥梁。
这里将通过风洞实验系统
精准模拟山区峡谷风场的
高端流、非平稳、峡管效应
而对峡谷风进行研究
有助于让山区桥梁工程
具有更强的抗风能力

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