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深耕桥梁伸缩领域,用创新破解行业难题——工程师汪煜的技术突破

深耕桥梁伸缩领域,用创新破解行业难题——工程师汪煜的技术突破
2026-06-02 15:10:12 来源:中华网

桥梁伸缩装置,这个安装在桥面伸缩缝处的关键部件,承载着车轮每一次冲击、温度每一次变化、结构每一次变位。然而,它也是整座桥梁最脆弱的“关节”。

据行业统计,通车两年后,超过87%的公路桥梁伸缩装置出现不同程度的损坏:螺栓松动、梳齿断裂、漏水腐蚀、锚固区混凝土破损……每一次故障,都意味着道路封闭、维修投入、安全隐患。

行业长期陷入“坏了修、修了坏”的困局,运营成本居高不下,使用寿命远低于桥梁设计年限。问题的根源在哪里?传统伸缩装置过度依赖螺栓锚固——这个截面最小、受力最复杂的环节,在车轮的反复冲击下,注定成为失效的起点。

“一种整体锚固降噪梳齿式桥梁伸缩装置”,这串略显晦涩的专业名称背后,隐藏着一个被全球桥梁工程界困扰了数十年的痛点:伸缩装置的螺栓松动、漏水腐蚀、梳齿断裂、使用寿命远不达标。而工程师汪煜带领团队研发的12项原创专利,恰恰击中了这些“顽疾”的要害。

标准已至,顽疾未除

作为桥梁的核心部件,伸缩装置的技术水准直接决定行车安全与桥梁寿命。2019年,交通运输部发布行业标准《公路桥梁梳齿板伸缩装置 第3部分:整体锚固式伸缩装置》(JT/T 1270.3-2019),标志着整体锚固式伸缩装置成为主流技术路线之一。

然而,标准的出台并未根治行业顽疾。随着大规模应用,传统设计的隐患集中爆发。

问题核心出在螺栓上。螺栓是装置中最薄弱的零件,车辆每次通过都承受反复拉压与剪切,必然松动、断裂或从混凝土中拔出。锚固区因锚固浅、单侧受力,在重载冲击下反复破损,寿命大打折扣。

漏水同样致命。油膏会干裂,橡胶片贴不严。水一旦渗入,便带着融雪盐腐蚀梁体、支座和钢筋,形成“渗漏→腐蚀→劣化”的恶性循环。梳齿板松动、断齿更是维修单上的“常客”。

四大困境相互交织:螺栓失效、锚固区破损、漏水腐蚀、梳齿板脱落——已困扰行业数十年。

六大技术突破,从根源重构伸缩装置

面对上述挑战,工程师汪煜带领研发团队,完成了12项原创专利,覆盖抗冲击降噪、整体锚固降噪、整体锚固多向变位及配套结构四大技术方向。其中,最具代表性的“整体锚固降噪类”技术专利系列实现了结构上的根本性颠覆。其技术方案包含位于桥梁伸缩缝两侧交错配合布置的左侧梳齿板和右侧梳齿板,梳齿板下部均连接支撑锚固板和支撑立板。

具体来看,支撑锚固板为包含单侧缺口的回形空心结构,单侧缺口侧与支撑立板连接后形成矩形卡槽,矩形卡槽上部连接滑动垫板;伸缩缝两侧的支撑立板下部与浇筑模板的上部连接有承托止水带,承托止水带上部设置有弹性吸声材料。

这一定义性的结构创新,在多个维度彻底解决了传统设计的根本缺陷,形成了六大技术突破。

第一项技术突破,在于精准解决混凝土注浆渗入难题。 传统工艺中,混凝土浆料极易进入梳齿间隙,造成卡滞甚至结构失效。研发团队开创性地利用滑动垫板阻挡混凝土返流,让浇筑过程干净利落,从根源上杜绝了后期因混凝土卡滞而产生的维修需求。

第二项技术突破,是摒弃现场焊接、大幅提升结构力学性能。 滑动垫板同时取代了传统设计中耗时耗力且易产生应力损伤的现场焊接工序,使整体结构的力学性能更加优异。配合装配式分段施工或整体吊装方式,既缩短了施工周期,又极大减少了对交通的干扰——这构成了第三项施工便利性突破。

第四项技术突破,集中在锚固系统的颠覆性升级。 研发团队采用拱形榫卯结构的锚固连接方式,使锚固系统与梳齿伸缩系统整体一次成型,彻底摆脱了对螺栓的单一依赖。整体加强型锚固板直接与预埋钢筋连接,通过锚固板、支撑立板、滑动垫板的协同工作,将荷载分散至更大范围的锚固区混凝土上,大幅降低了局部应力集中的风险,有效提升了伸缩装置的整体安全与耐久性能。这正是原文中所说的“结构耐久性突破”。

第五项技术突破,体现在止水排水系统的根本性重构。 止水带被设置在齿板下部,免受日晒与水腐蚀,同时增设滑动不锈钢板组件,在提高伸缩性能的基础上隔断桥面杂尘对止水带的损坏。这一设计彻底终结了传统方案中防水油膏干裂或橡胶片无法密贴的先天性缺陷。

第六项技术突破,则是抗冲击降噪与免维护功能的系统实现。 研发团队研发了新型减振组件,配合齿根部的气流导槽,有效减少冲击振动并消除挤压空气产生的爆破声。经专业机构检测,伸缩装置运行噪声不高于路面噪声5分贝。创新的齿端梯形设计结构,可在伸缩装置纵向伸缩时自动清理桥面杂尘,大大降低日常养护频率,真正实现免维护。此外,伸缩装置所用的π型钢采用了抗腐蚀性、耐磨性、耐久性更好的稀土钢原材料,填补了世界高速公路伸缩装置领域异型钢的空白。

工程实证:超16万延米的规模化应用

技术好不好,工程说了算。以工程师汪煜为核心的研发团队所研发的 “公路桥梁加强型无螺栓梳齿式伸缩装置” ,已在中国6家国家级交通基建骨干企业获得规模化应用,包括中交第四公路工程局有限公司、中冶交通建设集团有限公司、中国电建市政建设集团有限公司等大型央企,以及宁波交通工程建设集团有限公司、内蒙古路桥集团有限责任公司等地方龙头国企。

该装置之所以能实现长期稳定运行,源于其在结构原理上的系统性突破。与传统伸缩装置过度依赖螺栓锚固、导致应力集中与疲劳失效不同,该技术采用拱形榫卯结构与整体一次成型工艺,从根源上杜绝了螺栓松动、锚固区混凝土反复破损的行业顽疾。同时,止水带被创新性地设置在齿板下部,配合滑动不锈钢板组件,避免了紫外线和桥面水的直接腐蚀。此外,新型减振组件与齿根气流导槽的设计,使运行噪声不高于路面噪声5分贝;齿端梯形自清洁结构实现了自动清理杂尘,真正达到免维护。上述技术优势共同铸就了该装置显著的经济效益(全寿命周期年均费用远低于传统模数式伸缩装置)。

截至目前,累计安装项目超过16万延米,设计项目超过30万延米,其中第四代无螺栓梳齿式伸缩装置安装超1.5万延米、设计超21万延米,各类支座入图产值达5亿元。以中交第四公路工程局有限公司为例,该企业在内蒙古和林格尔新区金盛路工程中应用了389.6米,运行2年7个月,用户评价“结构设计合理、稳定、施工便捷,行车通过平稳,防水排水效果显著”。另一家大型央企中国电建市政建设集团有限公司则在安徽霍山县生态新城路网工程中应用了169米,运行2年1个月,反馈称“产品设计先进,技术质量可靠,值得推广”。这些工程项目覆盖内蒙古、安徽、浙江等多个省份,涵盖高速公路、市政路网等多种类型,均实现了长期稳定运行,获得业主与专家一致好评。

工程实证之外,来自行业权威的认可同样有力。2021年,以汪煜为核心的研发团队的“整体锚固降噪类”系列专利技术支撑的 “公路桥梁加强型无螺栓梳齿式伸缩装置关键技术” 成功入选交通运输部重大科技创新成果库,并获颁交通运输建设科技成果推广证书;同年,他作为主要完成人之一的 “无锚固螺栓加强型梳齿式伸缩装置” 获得中关村中科公路养护产业技术创新联盟科学技术成果证书,经张劲泉、高俊元等权威专家组认定,该成果达到国际先进水平。2022年,该专利技术助力 “加强锚固型整体梳齿式桥梁伸缩装置” 项目荣获中国公路学会第三届全国公路微创新大赛银奖。

这一创新技术路线已在行业内形成示范效应,每一步都瞄准传统装置的致命缺陷,实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越。正如研发团队在技术报告中所言:“我们的目标,是让桥梁伸缩装置不再成为桥梁的‘薄弱关节’,而是成为保障桥梁百年寿命的可靠卫士。”

他的故事,不仅是一位工程师的个人奋斗史,更是中国交通基建领域从“制造”走向“智造”、从“跟随”走向“引领”的生动缩影。当桥梁的“关节”不再疼痛,亿万人的出行安全与舒适才有了更坚实的保障。(作者:赵前)

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