【大河報·大河財立方】(記者 陳詩昂 文圖)

身邊的橋越來越多，跨徑越來越大，如何確保其運營安全、擁有更長的使用壽命？近期，河南交通系統歷時三年成功研發的超大力值多功能力學試驗系統，就與此相關，並備受行業關注。

這一試驗系統的成功研發，解決了我國大噸位橋樑支座等工程結構和材料試驗不能滿足大力值足尺檢測的技術難題，將更好守護橋樑安全。

它為何備受行業關注？為什麼解決這些難題，就能為橋樑安全護航？3月2日，大河報·大河財立方記者前往位於鄭州鄭東新區的河南交院工程技術集團，見到了這一裝置及專案研發負責人，揭秘這一河南造大裝置的特別之處。

“國際領先”的河南造

好比跑步的人會特別注意對膝關節的保護，橋樑工程業者也尤為關注與膝關節功能相似的橋樑支座的質量。

連線橋面部分與下部支撐結構的橋樑支座，作為橋樑關鍵傳力構件，承受著來自橋樑上部傳導而來的豎向壓力、橫向剪力等。看似不起眼的部件，其質量優劣直接影響橋樑運營安全及使用壽命。

河南交通系統歷時三年研發出的超大力值多功能力學試驗系統，功能之一便是用於橋樑支座質量檢測，備受行業關注。

2月26日，就這一專案舉辦的科技成果評價會上，來自第三方的評價會專家組認定，該專案技術複雜、研製難度大、創新性強，整體達到國際先進水平，其中單作動器超大力值大位移精準載入控制技術達到國際領先水平。

一套檢測裝置，怎麼就做到了“國際領先”，怎麼就備受行業關注了？

3月2日，記者來到位於鄭州鄭東新區的河南交院工程技術集團，在一座專為試驗系統建設的四層實驗場內，見到了這臺大裝置。乍看上去，整套裝置就是一臺體型巨大的液壓機，下部平臺上放著待檢測的橋樑支座。

現場，綠綠色高效能材料應用技術交通運輸行業研發中心主任、河南交院工程技術集團超大力值力學試驗系統課題組成員邵景幹介紹，這套系統的主體是一套大型橋樑支座檢測用的壓剪試驗機，它用來檢測支座等產品能承受的豎向力以及發生剪下變形的水平力學效能等。此外這套系統還集成了結構抗壓試驗機和彎曲試驗機。

之所以備受關注，與其兩大特徵相關——多個試驗機的整合，使得這套系統具備多功能檢測的能力，比如還能用於建築結構力學驗證試驗；相當於7200噸力值的最大力值，使其具備超大力值的特徵，居全國第三、交通行業第一。

“經過查新，系統採用的單缸大直徑作動器，是目前國內外最大的試驗機用作動器。同時，經過調研和查新，在國內外也沒有發現功能如此之多的試驗機。”邵景幹介紹。

大噸位橋樑安全的“守護者”

關於系統的研發背景和過程，河南交院工程技術集團超大力值力學試驗系統課題組成員吳跟上介紹，自2014年起，公司就一直在關注3000噸以上壓剪機市場，特別是2018年下半年申報了超大噸位壓剪機科研專案，在2019年獲得了河南省交通運輸廳的科研立項。

為何關注這一市場？吳跟上進一步解釋稱，隨著交通運輸事業的快速發展，大跨徑橋樑越來越多，橋樑支座的承受荷載也越來越大。但目前我國用於支座檢測的壓剪試驗機多為20MN（相當於2000噸力值）以下的裝置，20MN以上的壓剪試驗機卻寥寥無幾，50MN以上的壓剪試驗機更是屈指可數，而且這些試驗機的作動器均為多液壓缸結構。

而根據規範要求，20MN的試驗機僅能檢測設計承載力在12MN以下的盆式支座或球型支座，而現在的大型橋樑支座的設計承載力多為35MN~40MN，試驗力達60MN~72MN，不能進行足尺試驗，通常採用縮尺等效法進行檢驗。

“試驗機力值不夠，只能透過縮尺試驗。縮尺試驗就是將支座縮小比例尺進行試驗，這種非直接試驗會給橋樑安全帶來不確定性。”吳跟上表示，因此研製、推廣超大力值壓剪試驗機進行1∶1試驗，意義重大。

超大力值多功能力學試驗系統的成功研發，將解決我國大噸位橋樑支座、建築減隔震支座以及高強構件等工程結構和材料試驗不能滿足大力值足尺檢測的技術難題。

而為了進行研發，專案組行程1萬多公里，足跡遍佈10省（市），調研了20多家生產企業、高校科研院所、檢測機構等，擬定了4種比對方案，舉辦了20多次論證會和研討會，最終確定了採用大液壓缸徑單作動器載入方案。

這一專案也取得了豐碩的科研成果。截至目前，該專案已取得授權專利50餘項、登記軟著15項，發表SCI/EI收錄等核心論文10餘篇。

將朝“國之重器”方向繼續研發

研發固然重要，如何更好地實現成果的轉化、推廣，也值得關注。

對此，邵景幹介紹，根據測算，透過該專案成果轉化，3年內將形成10000kN~100000kN隔震裝備檢測裝置產業化示範基地，實現產值3億元，利稅3000萬元，併為我國檢測行業提供30多套檢測裝置，滿足國內減隔震支座10%以上市場需求，為我國大型橋樑支座及減隔震技術發展提供強有力的支撐。

同時，在超大力值多功能力學試驗系統的研發成果基礎上，河南交院工程技術集團有限公司謀劃進一步擴充套件試驗機的檢測範圍，繼續進行超大力值感測器的研發工作，克服量值傳遞的關鍵技術難題，力爭研製出100MN以上標準器或測力感測器。

“接下來，我們也會對裝置結構進一步最佳化，採用自行研製的100MN以上感測器，研發出更高可靠性、更高精度、更大力值、世界領先的100MN以上的試驗機，成為國之重器。”邵景幹還透露，接下來將申報河南省科學技術進步獎一等獎或河南省技術發明一等獎。

責編：陳玉堯 | 稽核：李震 | 總監：萬軍偉

【來源：大河財立方】

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