這個(gè)實(shí)驗(yàn)室有四大金剛 是橋隧工程的國(guó)之重器

山區(qū)橋梁及隧道工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室橋梁實(shí)驗(yàn)樓。記者 張錦輝 攝/視覺(jué)重慶

山區(qū)橋梁及隧道工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的隧道實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)，隧道及地下結(jié)構(gòu)三維模型試驗(yàn)系統(tǒng)。記者 張錦輝 攝/視覺(jué)重慶

　　一個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，竟有橋梁飛架、桁架機(jī)械手來(lái)回穿行，還有蔚為壯觀的“地下工程”。身處其中，可感受一場(chǎng)來(lái)勢(shì)洶洶的峽谷風(fēng)，來(lái)一場(chǎng)說(shuō)下就下的雨。

　　依托重慶交通大學(xué)建設(shè)的山區(qū)橋梁及隧道工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，就是這樣一個(gè)“神奇”的實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室有“四大金剛”坐鎮(zhèn)，來(lái)頭都不小。

　　該實(shí)驗(yàn)室近5年已累計(jì)投入超過(guò)2.5億元，科技成果運(yùn)用于10多個(gè)堪稱“世界第一”的橋隧工程。

　　它為何如此厲害？4月25日，重慶日?qǐng)?bào)記者走進(jìn)這個(gè)“深藏不露”的實(shí)驗(yàn)室一探究竟。

　　實(shí)驗(yàn)室“金剛”① 專治橋梁“疑難雜癥”

　　實(shí)驗(yàn)室探秘：

　　很大，試驗(yàn)場(chǎng)地相當(dāng)于三個(gè)半足球場(chǎng)

　　重慶交通大學(xué)科學(xué)城校區(qū)，李子湖對(duì)岸的現(xiàn)代建筑群，就是山區(qū)橋梁及隧道工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室所在地。

　　當(dāng)走進(jìn)橋梁實(shí)驗(yàn)樓，記者立馬被震撼住了。

　　橋梁試驗(yàn)大廳長(zhǎng)80米、寬40米、高16米，看上去有5層樓高，而且地下還有架空層。

　　“這是目前國(guó)內(nèi)最大的橋梁?jiǎn)误w試驗(yàn)大廳�！睂�(shí)驗(yàn)室副主任、重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院副院長(zhǎng)姚國(guó)文說(shuō)。

　　“四大金剛”之一的環(huán)境/荷載耦合加載試驗(yàn)平臺(tái)就在這里，平臺(tái)由可變空間尺度人工環(huán)境綜合試驗(yàn)箱和結(jié)構(gòu)動(dòng)靜力多功能加載試驗(yàn)系統(tǒng)組成。

　　“試驗(yàn)箱包括5個(gè)大小不一的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)箱體，可以像搭積木一樣，把5個(gè)拼在一起用，也可以分開(kāi)來(lái)一個(gè)個(gè)單獨(dú)用�！币�國(guó)文介紹，試驗(yàn)箱最長(zhǎng)可達(dá)35米、最高10米，可靈活組裝36立方米-688立方米的環(huán)境空間。

　　“這是我們的新實(shí)驗(yàn)室，面積超過(guò)1.8萬(wàn)平方米。南岸校區(qū)還有老實(shí)驗(yàn)室，面積有7000多平方米。兩地加起來(lái)，大概有三個(gè)半標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)這么大，其中試驗(yàn)場(chǎng)地超過(guò)2萬(wàn)平方米�！币�國(guó)文介紹，實(shí)驗(yàn)室的“大家伙”雖然名字聽(tīng)起來(lái)拗口，卻是國(guó)之重器，“我國(guó)西部山區(qū)70%的重大橋隧建設(shè)工程關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，實(shí)驗(yàn)室都有參與�！�

　　科技應(yīng)用：

　　為川藏鐵路大橋等做實(shí)驗(yàn)

　　這里的試驗(yàn)箱，也是目前世界土木工程領(lǐng)域最大規(guī)模的可變空間人工環(huán)境綜合試驗(yàn)箱。

　　試驗(yàn)箱用來(lái)做什么？姚國(guó)文告訴記者，可以模擬各種復(fù)雜的山區(qū)環(huán)境，不管天晴還是下雨，都可以通過(guò)調(diào)整二氧化碳含量、溫度、濕度、酸堿度等，模擬出盡可能真實(shí)的橋梁所處環(huán)境�！氨热�，在1小時(shí)內(nèi)，環(huán)境箱的溫度可以從零下70℃變化到100℃。”

　　“一座新建的橋梁，它在使用50年甚至100年后的性能如何？我們可以在試驗(yàn)箱里進(jìn)行各種人工加速試驗(yàn)，去驗(yàn)證和預(yù)見(jiàn)橋梁從‘青壯年’到‘中老年’的樣子�！币�國(guó)文說(shuō)。

　　川藏鐵路拉薩至林芝段的藏木雅魯藏布江大橋，是目前世界上海拔最高、跨度最大的鐵路鋼管混凝土拱橋，主跨430米，預(yù)計(jì)今年將建成通車。

　　“實(shí)驗(yàn)室主任周建庭正以藏木雅魯藏布江特大橋?yàn)樵�型，利用試�?yàn)箱模擬高寒地區(qū)的環(huán)境和日照條件，開(kāi)展大跨鋼管混凝土拱橋受溫度影響的試驗(yàn)研究，為同類鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)施工提供依據(jù)�！币�國(guó)文介紹。

　　像這樣的“世界級(jí)”研究課題，實(shí)驗(yàn)室還做過(guò)很多。

　　實(shí)驗(yàn)室“金剛”② �？兴淼馈坝补穷^”

　　實(shí)驗(yàn)室探秘：

　　“地下工程”暗藏玄機(jī)

　　與橋梁實(shí)驗(yàn)樓相鄰的是隧道實(shí)驗(yàn)樓，面積有4000多平方米。

　　相比橋梁試驗(yàn)大廳的地上壯觀而言，隧道試驗(yàn)大廳卻是“地下工程”蔚為壯觀�！八拇蠼饎偂敝�一的隧道及地下結(jié)構(gòu)三維模型試驗(yàn)系統(tǒng)就在這里。

　　“試驗(yàn)系統(tǒng)由我們自主研發(fā)，技術(shù)指標(biāo)與試驗(yàn)規(guī)模都處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平�！闭�在做實(shí)驗(yàn)的徐湃博士介紹，這個(gè)70多平方米、兩層樓深的地下空間，可完成1:5的隧道及地下工程大比例三維模型試驗(yàn)。

　　她解釋道，隧道所處的地質(zhì)和環(huán)境條件都很復(fù)雜，借助該試驗(yàn)系統(tǒng)，可以模擬復(fù)雜條件下隧道開(kāi)挖的過(guò)程，分析隧道的受力情況。而且比例尺越大，越接近真實(shí)的情況。

　　隧道及地下結(jié)構(gòu)三維模型試驗(yàn)系統(tǒng)旁邊，有一個(gè)隧道及地下工程通風(fēng)防災(zāi)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以進(jìn)行山區(qū)公路、鐵路、水下、城市地下立交隧道通風(fēng)防災(zāi)試驗(yàn)。

　　“港珠澳大橋離岸特長(zhǎng)沉管隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目，也在這里完成了很多防災(zāi)減災(zāi)試驗(yàn)�！毙炫冉榻B。

　　科技應(yīng)用：

　　為港珠澳大橋沉管隧道做防災(zāi)減災(zāi)

　　作為世界最長(zhǎng)跨海大橋的重要組成部分，港珠澳大橋沉管隧道長(zhǎng)達(dá)5664米，要做到“滴水不漏”，是整個(gè)工程建設(shè)期的“硬骨頭”。同時(shí)，其使用壽命需長(zhǎng)達(dá)120年，如何保證運(yùn)營(yíng)期內(nèi)的安全耐用是頭等大事，做好防災(zāi)減災(zāi)成為重中之重。

　　實(shí)驗(yàn)室隧道方向的學(xué)術(shù)帶頭人、全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)大師蔣樹(shù)屏是“離岸特長(zhǎng)沉管隧道防災(zāi)減災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)研究”課題的技術(shù)負(fù)責(zé)人。5年間，他帶領(lǐng)上百人的團(tuán)隊(duì)投入到課題中，不僅在重慶做試驗(yàn)，還在漳州建造了港珠澳大橋沉管隧道1:1足尺防災(zāi)減災(zāi)試驗(yàn)平臺(tái)和交通行業(yè)最大的高溫試驗(yàn)爐。

　　“我們做了上百次中巴車、小轎車、貨車燃燒等不同火源類型的火災(zāi)試驗(yàn)，拖著真車到隧道內(nèi)點(diǎn)火燃燒，團(tuán)隊(duì)成員還得穿著厚厚的防火服在隧道內(nèi)采集相關(guān)研究數(shù)據(jù)。”這些場(chǎng)面，蔣樹(shù)屏至今仍歷歷在目。

　　實(shí)驗(yàn)室“金剛”③④ 專攻橋隧世界難題

　　實(shí)驗(yàn)室探秘：

　　正攻關(guān)世界最大跨徑的拱橋工程

　　正在建設(shè)的“四大金剛”成員——特大跨拱橋建設(shè)維護(hù)綜合試驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)力也不容小覷。

　　目前，該平臺(tái)正以世界最大跨徑的拱橋——主跨600米的廣西天峨龍灘特大橋?yàn)樵�型，建�?∶10的縮尺模型，建好后將是世界上最大規(guī)模的拱橋模型。

　　在橋梁實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)，記者看到工程人員已經(jīng)在建設(shè)大比例模型拱座。建成后，它將宛如飛虹橫跨在橋梁試驗(yàn)大廳內(nèi)。

　　未來(lái)，試驗(yàn)平臺(tái)可以對(duì)橋梁從建造、運(yùn)營(yíng)到維護(hù)全過(guò)程進(jìn)行“狀態(tài)監(jiān)測(cè)”，為特大跨拱橋往更大跨度的發(fā)展提供理論和技術(shù)支撐。

　　除了解決建設(shè)方面的難題，如何給橋梁“治病”，也是實(shí)驗(yàn)室攻關(guān)很重要的一環(huán)。

　　以前檢測(cè)橋梁是否有“隱形病”，大多只能通過(guò)打洞、開(kāi)孔等方式進(jìn)行診斷，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢。實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)自主研制出橋梁內(nèi)部鋼筋銹蝕、斜拉索內(nèi)部腐蝕斷絲、鋼筋應(yīng)力狀態(tài)惡化等檢測(cè)裝置，率先攻克了橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部病害“無(wú)創(chuàng)”診斷的技術(shù)難題。運(yùn)用新技術(shù)，重慶馬桑溪長(zhǎng)江大橋就在不中斷交通的情況下順利完成了檢測(cè)。

　　實(shí)驗(yàn)室探秘：

　　專門跟風(fēng)兒“對(duì)著干”

　　山區(qū)主動(dòng)式控制風(fēng)洞試驗(yàn)平臺(tái)，是正在規(guī)劃設(shè)計(jì)的另一個(gè)“四大金剛”。這個(gè)“金剛”專門關(guān)注風(fēng)的問(wèn)題，可以模擬全球各地山區(qū)的峽谷風(fēng)。“對(duì)峽谷風(fēng)進(jìn)行研究，有助于讓山區(qū)橋梁工程具有更強(qiáng)的抗風(fēng)能力�！币�國(guó)文說(shuō)。

　　本報(bào)記者 張亦筑