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邵旭东：为钢桥面“穿上”永久防护衣

2022-08-27 13:14

来源：澎湃新闻·澎湃号·政务

邵旭东，土木工程学院教授、博士生导师，现任湖南大学桥梁工程研究所所长。获首届长沙“优秀发明人” 。长期致力于大跨与高性能桥梁结构研究，以超高性能混凝土（UHPC）新结构解决传统桥梁中的痛点和难点。

邵旭东及团队的系列原创研究成果已应用于全国26省市100余座实桥，包括沪苏通长江大桥、杭瑞高速洞庭湖大桥、海文跨海大桥、武汉军山长江大桥等大型桥梁工程。

团队主持国家自然科学基金重点项目、湖南省重大专项等大型科研项目80余项；授权发明专利30余项；编写技术标准7部；团队研发成果获教育部技术发明一等奖1次，省科技进步一等奖2次，中国公路学会科学技术一等奖2次；成果入选交通运输部“重大科技创新项目”；经权威专家鉴定，研究成果达“国际领先”水平。

为钢桥面“穿上”永久防护服

一座座跨江大桥犹如钢铁脊梁,连接着大江两岸广袤无垠的土地，在江河之上肩负着城市发展的重任。然而，钢桥面板易疲劳开裂，通常不到10年便出现疲劳裂缝；钢桥面沥青铺装极易破损，需频繁维修，导致桥面铺装翻修成本飙升……这一切让大跨径桥梁的钢桥面维修与加固成为一道世界难题。

为钢桥面“穿上”永久防护衣，解决正交异性钢桥面疲劳开裂和铺装层易损这两大顽疾。经历了长达10年的钢桥面病害难题攻坚战，湖南大学土木工程学院教授邵旭东和他的团队做到了！

以UHPC材料为突破口，邵旭东率领团队经过大量的实验，不断调配方法，不断调整结构形式，终于在2010年研发出了强化UHPC抗拉和收缩性能的钢桥面专用超高韧性混凝土（STC），并首创提出钢-STC轻型组合桥面结构。

“STC可提高钢桥面局部刚度超30倍，降低车载作用下钢桥面应力平均可达50%。”邵旭东介绍。2011年，该技术首次应用于广东肇庆马房大桥第11跨，经过重载交通、夏季高温的双重考验，STC在同期施工的5种铺装方案中脱颖而出，成为该桥至今唯一不开裂的方案。

探索脚步从未停止

“强震区、高寒区、高腐蚀性地区，甚至是严重疲劳开裂的钢桥上，钢-STC轻型组合桥面结构是否能适应”成为他们继续攻坚克难的新目标。

2017年，STC轻型组合桥面首次应用在千米级特大跨径钢桁梁悬索桥——杭瑞高速岳阳洞庭湖二桥。

6.5万平方米STC历时48天完成全部浇筑，浇筑过程中，业界专家前往大桥考察，给予很高的评价。其中包括中国工程院王景全院士、郑皆连院士和陈政清院士，美国国家工程院院士、中国工程院外籍院士邓文中，交通运输部专家委员会主任、原总工程师周海涛，原总工程师杨盛福等。除此之外，著名钢结构专家周绪红院士、著名组合结构专家聂建国院士也对STC技术予以高度重视，两位院士多次在全国性的学术会议主旨发言中称赞这一研究成果。

2018年，邵旭东团队再次迎来新的挑战。

建成于2001年年底的武汉某大桥，由于交通量大、重载车比例高，长期运营中，钢桥面板疲劳开裂严重，钢桥面沥青铺装层破损严重，技术状况评定为“四级”，面临着报废的风险。

顶着压力，邵旭东率领团队针对原钢桥面的病害现状，通过大量分析、计算，反复研究、论证，最终研发出了原创性的钢桥面疲劳裂缝无需修复的钢-超高韧性混凝土（STC）轻型组合桥面结构加固技术。采用新方案加固后，六类典型疲劳细节中的应力幅均明显下降，其中钢面板降幅高达86%，由此可基本消除疲劳裂缝继续萌生及扩展的风险，大大延长钢桥面的使用寿命。

目前，邵旭东团队的研究成果已应用于我国26个省市100多座实桥，涵盖了梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥等各类基本桥型。采用这一先进技术维修后的桥梁在寿命周期内不再需要大修维护，将彻底告别钢桥面屡修屡坏的历史。

对话

问：您和团队的科研理念是什么？您长期从事大跨与高性能桥梁结构方面研究的动力是什么？

邵旭东：我们的科研理念可以用现在比较时髦的一句话来表示，那就是顶天立地做科研。长期支撑我们从事研究的动力也是来源于此，力求研发更先进的技术，解决我国桥梁工程的难题，脚踏实地地服务于祖国。

问：目前，您和团队取得了哪些新的科研成果？攻破了哪些新的技术难关？

邵旭东：团队研究的“严酷服役状态下UHPC强化钢桥面新技术”取得了一系列创新性成果。首创了在疫重度开裂桥面UHPC加固新结构，首创了能够兼顾强震区钢桥安全与舒适双重需求的组合梁桥面连续新结构，首创了海洋、寒区等严酷服役状态下面向连按处耐久性提升的多种 UIPC 抗裂新技术，为严酷服役状态下新型桥面结构的长期性能提升提供了好的技术方案。

项目成果己在武汉军山长江大桥、宜昌长江公路大桥、海南海文跨海大桥、吉林大安北立交桥、马尔代夫中马友谊大桥等国内外 20 余座严酷服役状态下的钢桥上得到成功应用，获授权国家发明专利 22 项、实用新型专利 19项，出版著作1部，编制团体标准1项。成果入选交通运输部“重大科技创新成果库”，社会经济效益显著，应用前景广阔。