这家单项冠军企业借智升级
从承重到感知，为桥梁安上“智能关节”
近日，在河北宝力工程装备股份有限公司展厅，技术部部长张兴（右）和同事一起演示陕西省咸阳市彩虹二路高架桥模型转体。支撑桥梁模型转体的，正是安装在桥墩下方的测力转体支座模型。河北日报记者 宋平摄
在石家庄市赞皇县，衡昔高速公路跨南水北调特大桥如今车流不断。这座国内首座跨越南水北调中线干渠波形钢腹板矮塔斜拉转体桥，曾在空中完成一场惊心动魄的“转身”。支撑它“转身”的，是藏在桥墩下方的智能测力转体支座。
“这种智能支座融入物联网、智能传感等技术，不仅是连接桥梁上下结构的传力装置，更像桥梁的智能关节，能实时感受桥体的运行状态，捕捉桥梁受力、位移、倾角等数据，提高施工效率，保障工程质量和安全。”近日，河北宝力工程装备股份有限公司技术部部长张兴告诉记者。
宝力公司位于衡水市，是桥梁支座领域的国家级制造业单项冠军企业。智能测力转体支座的本领，就是由桥梁支座原有传力功能借助人工智能技术升级而来。
张兴介绍，受季节更替、气温起伏影响，桥梁会出现热胀冷缩现象。在桥面和桥墩之间安装桥梁支座，最初是为了留出释放变形的错动空间。
但随着大型桥梁建设增多，对支座性能要求越来越高。怎样把不易察觉的受力情况变成可监测、可预警的数据？为了早一步发现问题，宝力公司启动了桥梁智能支座研发。
选择哪种技术路线的电子压力传感器，是摆在张兴和团队面前的首要难题。
试验室里，针对不同类型传感器的分级加载试验正在一次又一次进行。从承载力的10%、20%，一直加到150%，每一级试验都要对比试验机吨位和传感器读数的差别，不断积累数据、优化算法，最终确定技术路线，并把监测误差控制在3%以内。
盆腔式支座采用双模多通道测力技术，通过电子压力传感器远程读取压力数据，再建立液压校准通道，对传感器进行校准。
球型支座和其他类型支座，用的则是另一种技术——光纤光栅测力技术。这项技术此前主要用于桥梁斜拉索和其他钢构件，宝力公司实现了它的创新应用。
从“承重件”升级为“感知件”，桥梁的“关节”有了“神经末梢”。
2021年，“宝力造”桥梁智能支座首次在国道G310线郑州西南段改建工程跨南水北调特大桥落地应用。时至今日，它们仍然发挥着实时监测桥体受力、位移等数据的作用。
张兴介绍，这座大桥主桥上部为斜拉桥结构，设计时速为100千米，安全等级高、管控要求严，对支座承载能力、受力监测能力提出了高要求。依据工程要求，宝力公司提供了三种不同承载力的智能测力支座。通过支座上的“神经末梢”，监测数据一旦超过设定好的预警值，运维管理人员就会在远端收到报警，可以及时处置。
首单落地，犹如推开了一扇门，后面的路越走越宽。如今的桥梁智能支座不仅能测力，还可以搭载双向位移综合传感系统、高精度X/Y轴倾角传感器等，测位移、测倾角，产品应用到了沪昆高速、广澳高速等多个国内外项目上。
随着国内外桥梁转体施工越来越多，宝力公司又把智能化应用投向桥梁转体施工上。
10月22日，在宝力公司的展厅里，一套陕西省咸阳市彩虹二路高架桥模型正在演示转体施工。
彩虹二路高架桥是目前全国单体转体最大吨位的双索面预应力混凝土斜拉桥。转体施工时，既要保障郑西高铁、陇海铁路主动脉正常通行，还要面对地铁隧道贯穿转体承台群桩基础等难题。
“我们研发的测力转体支座安装在桥墩下方，内置高科技芯片，可以实时传输数据，在线监测转体的稳定性、横桥向和纵桥向，再配合先进测量设备，将施工精度控制在毫米级。”张兴告诉记者，该转体支座是国内设计吨位、设计承载力均最大的桥梁智能测力转体支座，加工直径8米、承载力850兆牛，自身重量可达150吨。
今年前三季度，宝力公司桥梁智能支座板块营业收入实现新突破，同比增长7%。其中，智能转体支座占到国内市场份额的50%以上。
眼下，宝力公司的研究又有了新方向：现有的远程数据处理平台可以监测、预警，但不能有效分析数据。“我们要把更智能的算法用到桥梁支座中，对不同季节、不同温度甚至一天中不同时段的桥梁状态进行分析，更好推动桥梁安全监测从被动巡检走向主动感知。”张兴说。（河北日报记者 宋平）
