桥梁伸缩装置“成长记”

文/本刊记者 汪玚

按照我国工程建造和公路领域相关标准法规，中桥设计使用年限为50年，大桥及以上桥梁设计使用年限为100年，高级沥青路面设计使用年限在15年以上。作为主体结构重要保护装置的桥梁伸缩装置，究竟应该有多长时间的设计使用年限？是与路面结构相一致，还是作为低值易耗品，两、三年更换一次？

从核心技术孵化，到科技成果转化为应用的过程中，面临哪些问题？科技成果转化实现起来，是仅差最后一公里，还是相距十万八千里？

记者带您走近万亿集团董事单国政,，听他讲述桥梁伸缩装置的“成长记”，从中品味行业科技成果转化的甜酸苦辣。

小小伸缩缝 质量大影响

3月23日晚，北碚民警在巡逻时发现，一辆小车撞上桥梁伸缩缝铁轨，连接桥梁的钢条被撞，很长一截斜横在空中，铁轨前不远处散落着小车被撞飞的前保险杠及碎片。据了解，事故车主何某在驾驶时未留意，撞到了被过往大车撞起一点的桥梁伸缩缝铁轨钢条上，引发了事故。

6月27日，台湾《联合报》报道，台湾屏东地区27日下午突然出现强风大雨，市区及眷村有多处路树被风折断，部分地区出现冰雹。下雨半小时令屏东火车站变成“水帘洞”，室内还得撑伞、摆桶接水，让旅客苦不堪言。而引发事故的原因在于伸缩缝工程造成漏水，加上大风，造成雨水内灌。

据不完全统计，每年由于伸缩缝破损引发的交通事都在数十至上百起之多，给人民生命财产的安全造成了严重威胁。

桥梁伸缩装置，被业内俗称为“伸缩缝”，是为满足桥面变形要求，通常在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置的装置，一方面保护桥梁主体结构不受破坏，一方面保证车辆行驶安全性和舒适感。虽然在整个桥梁系统中占的比例很小，但它是连接桥梁之间非常重要不可缺少的一部分，其质量优劣不仅保障车辆通行的平稳舒适，还有可能对桥梁结构造成影响。

万亿集团董事单国政告诉记者，在实际使用过程中，伸缩缝直接承受车轮荷载的反复冲击和桥梁结构变形的作用，使用环境比较恶劣，是桥梁结构最易遭到破坏而又较难以修补的部位。

令人感叹的是，目前在公路桥梁建造养护管理领域，普遍认为伸缩缝属于低值易耗品的观点，甚至是固化的思想观念，施工单位为业主的质保期也仅提供2年。公路桥梁两年缺陷责任期过后，伸缩缝往往开始集中出现问题，轻则混凝土结构破坏，伸缩缝止水带老化破损，型钢局部断裂破损；更严重的则是整体结构破坏变形，梳齿板螺栓松动、整体脱落，危及桥梁主体结构和车辆行驶安全。

应用了“整体加强型模数式多向变位伸缩装置”的京新高速公路临白段

万亿集团董事单国政

因伸缩缝的普遍寿命较短引发的频繁更换维修，一直是困扰高速公路管理、养护人员及社会公众的难题。一方面，施工时需要高速公路半幅封闭，半幅通车，因作业时间长，施工难度大，易引发道路拥堵，社会公众对此理解程度不高；另一方面，未被注意的故障伸缩缝水泥塌陷或钢筋外露，行车司机为避让不平路段，极易引发交通事故。而在高速公路上更换维修伸缩缝的过程中，施工人员在穿行的车流附近作业，人身安全令人堪忧。

据交通运输部公布的数据，截至2017年底，我国高速公路总里程已达13.65万公里，其中桥梁超过80万座。桥梁伸缩缝需要维修乃至整体更换的数据，目前尚未有类似统计。而如果从伸缩装置生产供应角度来分析，得出的数据令人震惊：全国每年桥梁伸缩装置产销总量在200万延米左右。据伸缩装置制造业内人士测算，其中约有十分之一用于公路和市政道路维修更换的数据，并且比例还在逐年上升。如果按照更换伸缩装置5000元/延米工程造价测算，国内每年用于更换桥梁伸缩装置的支出费用约在10亿元左右！

曾有业内专家指出：跳台、井盖、伸缩缝是交通行业的三大难题。

30年寿命 十年质保科学技术支撑行业桎梏破局

交通运输部副部长冯正霖在2015年发布的署名文章《对我国桥梁技术发展战略的思考》中明确指出，我国公路桥梁工程技术发展面临以“建设为主”向“建养并重”转型。

《交通运输部关于公路水运品质工程的指导意见》、《关于实施绿色公路建设的指导意见》等行业文件重点提出了以工程质量安全耐久为核心，强化工程全寿命周期设计和全寿命周期成本理念。

“安全耐久”，“全寿命周期设计”，“全寿命周期成本”，“结构与养护统一”，几组关键词突出了交通运输行业强质量重长效的工程理念，提高桥梁伸缩装置的质量成为提高桥梁工程质量的关键抓手。

伸缩缝主要分为模数式和梳齿板式两种类型。模数式伸缩缝是上世纪90年代在德国毛勒伸缩缝的基础上发展而来的，被称为仿毛勒缝。这种伸缩缝（单缝）由边梁、锚固筋、锚固钢板等部件焊接并与橡胶止水带连接组成；双缝或多缝在单缝的基础上又增加了中梁、位移箱、变位链条、支撑横梁等部件。优点在于其和锚固混凝土的结合牢固，耐久性好，缺点是行车产生的噪声稍大。

梳齿板型伸缩缝最初从日本引进，并在武汉开始推广实施。由于采用了模块化设计，便于维修更换，且通车平稳，因此很快得到了推广应用。但由于设计和安装过程中存在的缺陷，致使装置易损坏，频繁维修更换。

作为一家为桥梁工程提供高科技含量和高质量品味的桥梁伸缩缝装置的专业化企业，河北万亿交通设施有限公司（以下简称“河北万亿”）针对以上出现问题，从2005年开始探索新型桥梁伸缩装置，在传统模数式的基础上，于2008年开发出了ZEY加强型双层止水带伸缩装置，经过不断改进和完善，先后获得21项国家知识产权，其中3项发明、13项实用新型，5项外观专利。并以此逐步改进，于2016年底推出了整体加强型模数式多向变位伸缩装置。

2015年，河北万亿与内蒙古万亿交通设施有限责任公司、陕西万亿交通科技有限公司、湖南万亿交通设施有限公司、云南万亿交通设施有限公司共同组建大型桥梁构件产品集团企业万亿集团。

该伸缩装置基于国家颁部标准的基础上，在结构、材质、尺寸和功能上进行了十几项改进，在结构上的改进更可称为革命性的革新。通过改变结构改变质量的例子众所周知：金刚石和木炭均由碳元素构成，但由于二者原子结构的排列不同，其硬度有天壤之别。

据单国政介绍，该产品具有六大创新点：一是将饱含千年智慧的赵州桥制造者李春设计的拱形结构应用在边梁中，使锚固混凝土不易开裂；二是双层止、排水结构和材质提高彻底杜绝了漏水现象；三是弹簧+变位链条组合的新型装置解决了模数式伸缩装置横梁纵向变位不均匀的问题，改善了模数式伸缩装置变位性能；四是限位挡块的应用避免了位移箱损坏致使中梁下沉现象的出现；五是采用球面多向变位转动结构，实现了模数式伸缩装置的多向变位功能，填补了该领域内的空白；六是运用中国古代建筑特有的榫卯结构连接方式和尺寸加大等结构改进，保障了整体性能的提高。

单国政表示，通过改进措施，伸缩缝产品的寿命可提高至30年——相当于原有同类产品的几倍寿命。河北万亿更大胆提出10年质保承诺，真正实现了伸缩缝质的飞跃，彻底消除伸缩缝带来的隐患，而整体价格与行业模数式伸缩装置预算相当，使全寿命成本降低了数倍。

2017年7月，中国技术市场协会交通运输行业委员会对河北万亿交通设施有限公司研制开发的“整体加强型模数式多向变位伸缩装置”项目成果进行了评价，多位业界专家组成的评价委员会最终确定该项目研究成果总体上达到国际先进水平。该成果已在国内多个桥梁工程中得到成功应用，经实践检验在安全性和耐久性方面具有突出优势，大范围推广有望彻底解决伸缩缝容易损坏的行业难题。

2017年12月25日，《交通运输部2017年度交通运输建设科技成果推广目录》将“整体加强型模数式多向变位伸缩装置”，作为《推广目录》中唯一一项桥梁伸缩装置科技成果。

转化落地：好钢要用在刀刃上

科学技术再先进，终究要在转化应用中实现价值。

自2009年开始起，ZEY加强型双层止水带伸缩装置在内蒙古交通市场开辟了一方天地，而后进一步开拓市场，整体加强型模数式多向变位伸缩装置相继在辽宁、宁夏、甘肃、青海、陕西、云南等省份安装完成超过12万延米。实践证明，产品自投入使用9年来，已通车的项目无一条伸缩缝装置本身出现任何质量问题。

在应用了2万延米“整体加强型模数式多向变位伸缩装置”京新高速公路临白段，项目建设指挥部质检部门肯定了新型桥梁伸缩装置在结构耐久性能、多向变位性能、止水排水性能、均匀变位性能等方面解决了传统模数式和梳齿板伸缩装置的难题。京新高速临白段正式通车之后，司机也普遍反映，行驶在此段时，跳车程度明显减小。

单国政表示，下一步万亿集团还将与权威检测机构合作，在全国范围内开展桥梁伸缩装置检测和普查工作，配合养护管理单位摸清家底，系统地制定桥梁伸缩装置的养护管理方案，让“整体加强型模数式多向变位伸缩装置”这一专利成果更多惠及公路行业。

然而，由于我国桥梁建造设计领域重视桥梁整体结构设计，轻视桥梁附件设计的思想有所存在。在伸缩装置设计方面，公路桥梁设计单位，伸缩装置研发生产企业，缺乏工程全寿命周期设计理念，一定程度上在统筹考虑工程建设施工和运营维护方面有所欠缺。同时，工程总承包体制下，部分招标单位在招标环节忽视质量要求，唯价格论，有的中标价低于甚至远低于成本价，造成低价中标的企业为获取利润，在原材料采购、生产制造等方面压缩成本，以牺牲产品质量来弥补亏损，出现“劣币驱逐良币”现象，而一些同类生产企业为争抢价格优势，以次充好、假冒仿制现象普遍，如工程概算为3000元/延米的80型桥梁伸缩装置有的甚至低至不足千元。同时，伸缩装置的安装质量把控不严……在多重因素影响下，原本拥有多项专利成果的先进产品推广落地阻隔重重。单国政万般无奈地感慨：“这科技成果转化的‘最后一公里’，却仿若隔了‘十万八千里’的路！”

让行业感到慰藉的是，中央大力倡导质量强国、交通强国，大力弘扬工匠精神。靠偷工减料甚至假冒伪劣来获利，空间正日益逼仄。我们相信，“好钢”终将用在“刀刃”上。

质量是企业的立身之本，桥梁伸缩装置行业同样如此。只有坚持以创新为核心，以质量为本，把质量问题上升到价值观和现代企业理念的层面，颠覆传统固化思想，推动桥梁伸缩装置发展进步，打造更多优质工程、品质工程，助力我国真正意义上从桥梁大国、交通大国迈向桥梁强国、交通强国。