看“桥梁医生”如何“悬丝诊脉”：为老桥装上“智慧铠甲”①

01为老桥装上“智慧铠甲”

在西青区的卡本科技集团股份有限公司，一项历经三年攻关的创新技术——智能预应力碳纤维板加固技术，不仅让服役超百年的老旧桥梁重获新生，更凭借其卓越的创新性入选中国科协《2024科技企业好声音》。这项技术的诞生，源自实验室里一次偶然的碳纤维板张拉实验，通过研发人员的不懈努力，最终成长为守护桥梁安全的“智慧铠甲”。

中国，作为世界上公路桥梁数量最多的国家，超过百万座桥梁如血脉般贯通南北。然而，随着时间的流逝，大量桥梁因设计荷载不足而隐患重重，传统加固方法往往治标不治本。卡本科技团队从实验室里一根碳纤维复合材的张拉实验中捕捉灵感，研发团队在实验中目睹了碳纤维复合材的张拉强度——接近3400MPa。

罗仕刚 | 研发部 部长

卡本科技集团有限公司

“3400兆帕，我们可以与普通钢筋或钢板相对比，常规钢筋或钢板的屈服强度大约在200到300兆帕之间，而3400兆帕的碳纤维复合材拉伸强度相当于钢筋或钢板的10倍以上。因此，我们必须充分发挥这种材料的性能优势，将其应用于建筑物的加固领域。”

研发团队大胆设想：若能将碳纤维复合板在预应力状态下应用于桥梁加固，将显著提升桥梁的承载能力。这一创新构想，成为智能预应力碳纤维板加固技术的萌芽。那么，“预应力”的奥秘究竟何在？

丁忠文 | 总经理

卡本科技集团股份有限公司

“碳纤维材料的优势在于其卓越的性能和强度。在加固过程中，如果仅采用传统粘贴方式，碳板的高强度材料无法主动发挥作用。我们通过提前施加预应力，使碳板与原有结构形成协同受力的效果。举个简单例子：橡皮筋在自然状态下不受力，但当我们张拉它时，就会产生反弹恢复力，这就是预应力的原理。在预应力碳板加固系统中，我们通过锚具对碳板进行张拉，使其预先受力后再固定到加固构件上，从而与加固构件实现同步受力。”

实现“预应力”，关键在于确保碳纤维板长期保持稳定张拉状态，这依赖于两端锚具的可靠固定。为解决张拉后易脱锚的难题，卡本研发团队踏上探索之路。

罗仕刚 | 研发部 部长

卡本科技集团有限公司

“在锚固技术攻关时，我们面临巨大挑战。要将如此大的张拉力（相当于拉直绳索）作用于两端锚具，必须确保其稳定性。受中国传统榫卯结构中楔形榫头越拉越紧的原理启发，我们最终实现了两端的高效锚固。”

团队不断突破技术瓶颈，将张拉力值从10吨提升至50吨，锚固效率从60%-70%提高至90%以上，部分设计锚固效率甚至达到95%。卡本科技集团有限公司研发部部长罗仕刚说：“从技术构想到实际应用，我们前前后后花了近三年时间。”

历经无数次试验与优化，卡本团队最终成功研发出智能预应力碳纤维板加固技术，并在桥梁加固与大型养护工程中广泛应用，成效显著。此次入选《2024科技企业好声音》，既是对技术创新的肯定，也是对“中国智造”的期待。丁忠文表示：“我们的技术能使桥梁承载能力提高20%-30%，如同为老桥植入一颗‘智慧心脏’。”

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