填补空白!湖北这位院士破解一系列关键难题,将中国这一技术推向世界领先水平

“天堑变通途”曾经是中国人传承千年的梦想,如今,俯瞰中国大地,一座座桥梁或屹立于江河湖海之上,连接经纬纵横的交通大动脉;或跨越于崇山峻岭之间,架通南来北往的经济快车道。一代代中国桥梁科技工作者的不懈追求,让千年梦想插上了腾飞的翅膀,在这之中,有一位自认为平淡而普通的人,却站在中国桥梁技术的制高点上,创造了一个又一个奇迹,推动中国桥梁事业不断向前发展。他就是西南交通大学校友、中国工程院院士秦顺全。

填补空白!湖北这位院士破解一系列关键难题,将中国这一技术推向世界领先水平

秦顺全,中国工程院院士,现任中铁大桥勘测设计院集团有限公司董事长,西南交通大学双聘院士。长期致力于大型桥梁的设计、施工技术工作。创立了桥梁分阶段施工的无应力状态控制法理论,并成功应用于工程实践;创新了大型桥梁结构工厂化、标准化施工方法,推进了跨海长桥和铁路客运专线常用跨度桥梁整体预制架设技术的发展。主持了武汉天兴洲公铁两用长江大桥、京沪高速铁路南京大胜关长江大桥、京广客运专线郑州黄河公铁两用大桥、东海大桥、杭州湾跨海大桥、澳门西湾大桥、青藏铁路拉萨河特大桥、武汉二七长江大桥、孟加拉国帕克西大桥、武黄城际黄冈公铁两用长江大桥、合福铁路铜陵长江大桥、宁安铁路安庆长江大桥、武汉鹦鹉洲长江大桥、港珠澳大桥等多座国内外大型桥梁的设计、施工技术工作;为了配合东海大桥和杭州湾大桥施工,秦顺全主持研制了国内首条2500T运架梁浮吊,填补了国内空白。中国青年科技奖和詹天佑成就奖获得者,享受政府特殊津贴专家,湖北省劳动模范,2005年全国劳动模范。

与桥结缘,热爱自始无终

秦顺全在四川绵竹农村长大,家境贫寒,从小在父母的谆谆教诲下,立志长大后成为一名伟大的建筑工程师。凭着对桥梁事业的热爱,1980年高考后填报志愿时,秦顺全毫不犹豫地选择了西南交通大学铁道工程专业,该专业虽说是做铁路,实际上则包括与铁路有关的土木工程,如轨道、桥梁、隧道等。这一个选择也注定了他与桥梁一生的缘分。

本科毕业后,出于对桥梁和结构的热爱,秦顺全考取了本校桥梁与结构工程专业的研究生,师从段立华老师。”段老师对我的人生有着重要的影响”,研究生期间,段立华老师专门为秦顺全一个人开设了一门叫做”箱梁理论”的课程,用的是一本英文原版教材。每次上课前,段老师都要求他预先把近20页的内容看完,把上面所有的理论全部亲自推导一遍。在这种几近严苛的要求下,秦顺全打下了扎实的力学功底。”直到多年以后的工作中,我才意识到这门课对我的作用和影响到底有多大。如果没有这门课的积淀,恐怕斜拉桥无应力状态控制法就与我无缘了”,回忆师从段老师的求学岁月,秦顺全不无感慨地说。

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秦顺全与恩师段立华

勇于创新,初出茅庐显锋芒

研究生毕业后,秦顺全被分配到中铁大桥勘测设计院工作。

参加工作之初,时任大桥院总工程师的林国雄交给秦顺全一个任务——制作斜拉桥安装计算软件。然而,当时这项设计方案在国内既无参考案例,亦无计算程序,一切都得从零开始。

秦顺全在办公室门外贴了张”工作中,勿扰”的纸贴,把自己关在电脑房里分析现有斜拉桥的安装计算方法。三天三夜,一次又一次的计算,可所有计算结果却全部错误。秦顺全没有放弃,闭目小憩时都在潜意识思考,他想起之前修理自行车的经历:修车师傅为将钢圈调圆,旋紧连着钢丝的螺帽,一圈又一圈来回调,直到每根钢丝都紧了,就调圆了……

这给了秦顺全灵感:如果在每根钢丝上做一个长度的记号,按照长度一根根拉上去,最后是不是也就是圆的呢?想到此,他兴奋得彻夜难眠,于是,秦顺全在电脑上用各种各样的例子,一遍又一遍把长度和力量计算出来,功夫不负有心人,他最终认定了可以采用部分预应力原则进行斜拉桥梁主梁设计,并创建了无应力索长计算方法控制软件系统。

秦顺全创造性提出的斜拉桥”无应力状态控制法”,首次从理论上”揪”出桥梁构件单元的无应力状态量这一关键点,使得各个工序互不干扰。这种创新不仅大大节约了投资、节省了工期、简化了施工,而且还将当时流行的德国”倒退分析法”远远甩在了身后。

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1993年”无应力状态控制法”首次在武汉长江二桥的设计与施工中获得成功运用,为大桥顺利建成通车做出了重大贡献。随后,经过20余年的钻研与实践,该理论发展成熟,又被成功应用到30余座桥梁的建设施工中,实现了斜拉桥关键技术的突破,使中国的斜拉桥建造技术处于世界领先水平。

秦顺全的桥梁作品有很多,而迄今为止最让他满意的就是武汉天兴洲大桥,作为当时世界公铁两用斜拉桥中跨度最长、宽度最大、荷载最重、列车运行速度最快的桥,它同时承担着武汉三环线过江通道、京广高铁过江通道、沪汉蓉铁路过江通道等需要三座大桥来承担的重要功能,同时还兼顾着长江航道功能。

从1992年着手设计,到2001年开始正式施工,期间历时9年,足见其难度之大。在天兴洲大桥的设计过程中,秦顺全采用了他在世界上首创的”三主桁三索面”桁段架设法,成功化解了桥面宽、荷载重、列车运行速度高等一系列技术难题。它的建成在我国桥梁史上具有里程碑式意义,标志着中国从”桥梁大国”迈向了”桥梁强国”。

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武汉天兴洲大桥

面朝大海,架一座桥通往未来

“我们未来一定是要走向海洋的,不管是我国现有的经济发展也好,’一带一路’的构想也好,都希望我们的桥梁建设为战略服务。”在秦顺全看来,走向海洋,是桥梁事业的未来发展方向。

新世纪初,我国东南沿海地区开始筹建多座跨海大桥,而此前,我国基本都是在江河湖泊上架桥。2001年,在研究杭州湾桥技术时,秦顺全提出”海上长桥整体预制架设技术”,即在海上找一个岛,在岛上构建一个3000吨左右的大的整体结构,用大型设备把它运过来再架到桥上。这项技术提出以后,成功解决了跨海大桥施工中的一系列关键难题,极大提升了我国跨海桥梁建造的技术水平。

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杭州湾大桥

在一直从事桥梁设计和施工组织工作的同时,秦顺全也一直心系母校西南交通大学的发展。

2009年,秦顺全当选中国工程院院士,同年他被母校聘为双聘院士,从而实现了能为母校的发展做贡献的愿望。2011年4月,秦顺全在母校西南交通大学成立了院士工作室和”深水大跨桥梁研究中心”,致力于组织和推动深水大跨桥梁领域的基础问题与重大工程研究工作,为我国未来桥梁技术的发展做技术上的储备。

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古代中国建造了大量木、石材料的桥梁,谱写了光辉的技术与文明篇章。如今,中国建造了众多举世瞩目的桥梁工程,实现了从跟跑到并跑、领跑的跨越。”创新永无止境”,未来相信还会有更多像秦顺全一样的中国桥梁科技工作者,以强烈的使命感和勇于创新的精神,为桥梁科技和产业的进步,为国家经济腾飞做出更大的贡献!

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本文素材来源:高速铁路科普基地、西南交大土木工程学院、民主与科学、武汉建筑业协会、九三学社湖北省委员会

来源:西南交通大学招生办

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