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- 目前傳感器尚無法準(zhǔn)確預(yù)測大橋隧道“壽命”
- 來源:南京報(bào)業(yè)網(wǎng) 發(fā)表于 2010/8/25
近日有媒體報(bào)道,港珠澳大橋主體工程將于今年底正式動(dòng)工,大橋?qū)⑦_(dá)到全國橋梁最長使用壽命120年。
擬建設(shè)的瓊州跨海通道也將壽命預(yù)定為120年。這些橋梁隧道真能如此長壽嗎?昨天,中國工程院院士孫偉在接受本報(bào)記者采訪時(shí)明確表示:“目前,尚無科學(xué)的方法來準(zhǔn)確預(yù)測它們的壽命。”
目前所謂的“橋梁隧道壽命”大多估計(jì)偏長
“目前有關(guān)橋梁隧道的壽命值,都是在實(shí)驗(yàn)室里通過對建設(shè)環(huán)境的土壤和水進(jìn)行取樣,然后模擬自然環(huán)境中的風(fēng)沙雨霧,快速地對其反復(fù)作用,觀察它們的損傷裂化過程,從而計(jì)算出使用壽命。這些理論值與現(xiàn)實(shí)偏差較遠(yuǎn),基本都低估了真實(shí)自然環(huán)境對橋隧的損壞作用!睂O偉說,事實(shí)證明,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)、材料或者環(huán)境等各種原因,有的橋隧的服役時(shí)間要比設(shè)計(jì)壽命短得多。也就是說,當(dāng)這些橋離死亡越來越近時(shí),人們還渾然不覺。
“現(xiàn)在,隨著科技的進(jìn)步,不少橋梁在建設(shè)中會(huì)在關(guān)鍵部位裝上傳感器,以監(jiān)測橋梁的‘健康’,像南京二橋、蘇通大橋、潤揚(yáng)大橋里都有不少傳感器!睂O偉說,每座橋上裝大量的傳感器是一筆不少的投資,而且,傳感器的質(zhì)量參差不一,最差的壽命只有三五個(gè)月,最長的也不過20多年,一旦這些傳感器失靈了,根本沒法達(dá)到監(jiān)測效果。
混凝土添加劑使現(xiàn)代橋梁壽命大打折扣
天生橋、長樂橋、玄津橋……在南京,有不少古橋保存得很好,少說也有五六百年了。為什么科技進(jìn)步了,現(xiàn)代大橋反而不如古代橋梁牢固呢?
對此,孫偉也很感慨:“其實(shí),現(xiàn)代橋梁如此‘脆弱’,除了疲勞使用的原因外,橋梁的材料是罪魁禍?zhǔn)!爆F(xiàn)在的混凝土中卻有很多添加劑,比如減水劑,可以幫助水泥快速成型;阻銹劑,用來防止鋼筋生銹等。這些“先進(jìn)材料”,反而加速了橋梁的損傷裂化。
孫偉說,現(xiàn)在造橋,經(jīng)常會(huì)在水泥中加入礦物摻合料,如粉煤灰等,不少水泥廠商為了降低成本(粉煤灰比水泥便宜),也會(huì)在水泥中加入大量的粉煤灰。粉煤灰屬于工業(yè)廢渣,顆粒強(qiáng)度高,加入一定比例可以提高橋梁的抗壓強(qiáng)度,但如果超量,化學(xué)反應(yīng)不充分,反而會(huì)降低強(qiáng)度,使得橋梁壽命大打折扣。
4年后有望科學(xué)預(yù)測橋梁壽命
對橋梁壽命的預(yù)測,到底有沒有更為科學(xué)的方法呢?
孫偉透露,去年初,由東大牽頭,清華大學(xué)、香港科技大學(xué)、武漢理工大學(xué)、江蘇省建筑科學(xué)院共同參與的國家“973”項(xiàng)目——“環(huán)境友好現(xiàn)代混凝土的基礎(chǔ)研究”正式啟動(dòng),其中一項(xiàng)研究就是對橋梁壽命的科學(xué)預(yù)測體系。
“過去,研究大多在實(shí)驗(yàn)室完成,而在這個(gè)項(xiàng)目中,我們采取的是實(shí)驗(yàn)室、曝露站和重點(diǎn)工程三種監(jiān)測方式,最后比較綜合成一個(gè)科學(xué)的預(yù)測體系!睂O偉介紹,現(xiàn)在,東大已經(jīng)在青島和青海各建立了兩個(gè)曝露站,分別代表海洋氣候和西北風(fēng)沙氣候,兩個(gè)曝露站和實(shí)驗(yàn)室同步進(jìn)行橋梁模型壽命研究,通過相似理論將兩套數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來。另外,還在建設(shè)中的蘇州地鐵、泰州大橋和青島高鐵已施工的部位埋設(shè)傳感器,收集一批橋梁破損裂化的真實(shí)數(shù)據(jù),最后,將三種監(jiān)測方式合成一套橋梁壽命預(yù)測系統(tǒng),整個(gè)課題的研究期為5年。
“到時(shí)候,我們將所得出的預(yù)測系統(tǒng)編成計(jì)算機(jī)軟件,今后,要想測量橋梁壽命,只需要輸入相關(guān)數(shù)據(jù),就可得出一個(gè)有關(guān)該橋梁的較為科學(xué)的壽命期。”
【院士小傳】
孫偉,博士生導(dǎo)師、中國工程院院士,F(xiàn)任江蘇省科協(xié)副主席、東南大學(xué)纖維與纖維混凝土技術(shù)研究所所長、同濟(jì)大學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“先進(jìn)土木工程材料”學(xué)術(shù)委員會(huì)主任。長期從事土木工程材料領(lǐng)域 (論壇 新聞)的教學(xué)、科研與人才培養(yǎng)工作項(xiàng)目,曾參與潤揚(yáng)大橋、南京地鐵、長江三峽、南京長江二橋、蘇通大橋等重大工程及國際合作項(xiàng)目近40項(xiàng),主攻材料的耐久性和研究預(yù)測材料壽命的方法。