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高宗余院士获湖北省科学技术突出贡献奖
中新网湖北
2022年06月25日 12:19
2022年06月25日 12:19 来源:中新网湖北
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  中新网湖北新闻6月25日电 (曹雪 王梦宇)湖北省科学技术创新大会25日在武汉召开,会上奖励2021年度为湖北省科学技术进步、经济社会发展作出突出贡献的科学技术人员和组织。中国工程院院士,中铁大桥勘测设计院首席专家高宗余,获湖北省科学技术突出贡献奖。

  人物事迹:

  高宗余,男,汉族,江苏省南京市人,1964年1月出生,无党派民主人士,博士学位,教授级高级工程师,中国工程院院士、全国工程勘察设计大师,现任中铁大桥勘测设计院集团有限公司首席专家。该同志入选新世纪百千万人才工程国家级人选,曾获FIDIC中国优秀青年咨询工程师、中央企业劳动模范、全国工程勘察设计大师、全国杰出专业技术人才、全国优秀科技工作者、詹天佑铁道科学技术大奖、首届全国创新争先奖章等荣誉称号,享受国务院特殊津贴。

  高宗余长期坚守在桥梁科研、设计、施工一线,作为技术负责人主持设计了包括京广、京沪高铁跨长江黄河大桥在内的30余座特大型桥梁,在高速铁路大跨度桥梁、多塔缆索承重桥梁、复杂环境跨海桥梁建造领域不断创新设计方法和结构体系、研发共性关键技术、创造性解决工程技术难题。先后荣获国家科技进步奖6项(其中:特等奖1项,一等奖1项,二等奖4项)、全国工程设计金奖、银奖各1项,省部级奖项8项,发明专利23项,发表论文47篇,出版专著2部。

  创新——一次次突破造就多个“世界之最”

  时间倒回二十年。21世纪初,随着京广高铁的修建,高铁如何跨越长江,连通大江南北,成为人们关注的话题。根据京广高铁路线规划,需要在武汉天兴洲修建一座公路、高铁两用大桥。大桥南起武汉青化立交桥,跨过浩浩长江,直抵江北的汉施立交桥。

  在长江上修建公铁大桥,上要确保汽车、高铁安全通行,下要确保各种吨位的轮船顺畅通航,这就要求大桥的主跨要达到500米以上,一系列的挑战也随之而来。

  与普通公路桥、铁路桥相比,公铁两用大桥通常“上层跑汽车,下层跑火车”,一条高铁的载重量相当于4条高速公路。天兴洲长江大桥为四线铁路和六车道公路共用的大桥,其中有一条双线高铁,四线铁路加上六车道公路,总载重量相当于34车道公路。

  跨径如此之大,载重如此之多,如何确保大桥的安全牢靠,这就是技术难点所在。

  没有现成的方案,一切都需要创新。以往的公铁两用桥最多只有两线铁路四车道公路,这类桥梁都采用“两主桁”结构。而这放在天兴洲长江大桥上显然不适用。

  怎么办?高宗余和团队经过审慎考虑,认真推演,大胆提出了一个全新的方案——那就是“三索面三主桁”结构,而这个方案在当时世界上都没有先例。

  方案一提出就引起了热烈的讨论,尤其是一些外国专家不断发出疑问:增加一面斜拉索后,大桥结构受力复杂,如何确保桥梁安全?悬臂安装时对接点多,施工架设难度大,如何确保桥梁能顺利建成?

  高宗余带领团队开展了关键技术研究。根据无应力状态理论,研发了具有自主知识产权的设计软件,获得了大桥施工建造全过程的精准控制力和变形指标,全面论证了大桥的行车性能;针对三片主桁悬臂安装对接点多的特点,研制成功载重700吨的自动控制架梁吊机,实现桁段架设中的多点起吊和精确对位。

  难题一一解决。

  与以往的两索面两主桁结构相比,“三索面三主桁结构”行车性能好,节省用钢3300吨,节省工程造价1.1亿多元。

  2009年12月26日,主跨504米的武汉天兴洲公铁两用长江大桥胜利建成通车,使得高铁第一次跨越了长江。我国的高铁版图、交通格局,由此翻开了新的一页。

  这座大桥建成后,通过的列车和汽车无数,为国家的经济社会发展作出了贡献,收获了诸多“中国之最、世界之最”。 2010年6月,荣获了第27届国际桥梁大会乔治·理查德森奖。2013年,荣获国家科技进步一等奖。“三索面三主桁”也开创了一个全新的斜拉桥结构,此后多数大跨度桥梁都采用这种结构。

  在桥梁界曾经有一个世界难题,近百年未得到解决。早在1930年,三塔悬索桥的设计理念即已提出,但如何在保证主缆抗滑安全的同时,提供足够的主梁刚度,一直没有找到解决方案。经过多年的克难攻坚,高宗余找到了中塔在顺桥向的合理抗弯刚度是保证主缆在跨越塔顶鞍座时的抗滑移安全、又保证主跨桥梁具有足够的竖向刚度的关键因素。以中塔合理刚度为目标,解决了桥梁刚度和主缆抗滑移安全的技术难题。他带领团队成功设计出了全球仅有的四座三塔悬索桥,也使中国成为世界上率先修建多塔悬索桥的国家。

  破题和创新一直是高宗余桥梁设计生涯的主题:主持设计我国第一座跨海大桥——上海东海大桥外海段时,高宗余和同事们提出了“预制、整体、工厂”概念大大提高了建桥效率;主持设计郑州黄河公铁两用大桥时,将钢桁梁设计成独特的倒梯形,上宽下窄,上层为设计时速100公里的双向六车道国道公路,下层为设计时速350公里的高速铁路,为世界首次采用;主持设计武汉长江二桥用2个616米跨度解决了1200米深水区域的通航问题……

  正是这一次次的突破和创新,成就了我国桥梁建设的多个“世界之最”,帮助中国桥梁建设从跟跑、并跑走向了领跑,在世界绽放光芒。

  担当——铺就“中国跨度”传奇

  南通与苏州,一个在长江之北,一个处长江之南,一江之隔,使两地交通面临巨大阻碍。曾几何时,从南通到苏州、上海,需要绕一个大弯,“南通不通”成为许多人心头之痛。

  伴随着长三角一体化发展战略的推进,打通交通梗阻,架设沪苏通长江公铁大桥,成为人们的期盼。

  2005年,高宗余受命进行沪苏通长江公铁大桥的选址,综合各方面的考虑,最终决定采用南通九圩港到苏州张家港之间的桥位。

  然而,这里临近长江入海口,长江江面比上游、中游更加宽阔,穿梭往来的船舶也更多,对桥梁跨径要求更高。沪苏通长江公铁大桥桥位确定后,一计算,大桥的跨度要超过千米,达到了1092米!而当时国内外同类型的桥梁,跨度最大的才630米,而且还在建设中,从630到1092米,跨度一下提高了70%。

  这为大桥的建设带来不少难题:跨度越大,用材急剧增长,自身重量也会增加,据统计,大桥建设用钢量达48万吨,相当于12个“鸟巢”,如此大的重量,大桥自身能否承受得住?跨度大,能否跑高速列车,其抗重是否足够?桥的跨度过大后,如何更好地防风防震,桥的动力响应如何设计,这也是个问题。

  在桥梁设计领域有一种说法,很多建设从理论上看起来是可行的,但是到底能不能落地,就要考虑多方面的因素,而这一切都是未知的,都需要桥梁设计者根据自己的经验、知识做出判断。所以面对从未建设过的桥梁类型,拍板是往往最难的,这考验着决策人的胆识、决心和能力。

  “能不能行?”“是不是步子迈得大了些”?大家心里都没底,把目光投向高宗余。

  高宗余深知自己的责任,这座桥梁直接影响着长三角一体化战略,只能成功,不能退缩。但他也深知,担当不仅需要不畏困难的勇气,更需要科学严谨的态度,只有深入论证,科学决策,才能圆满完成任务。他一遍一遍走访,一遍一遍计算推演,基于多年的经验、缜密的分析,认为可以完成,最后拍板——做!

  经过多年的建设,沪苏通长江公铁大桥顺利建成通车。大桥全长11.07公里,主跨1092米,集国家干线铁路、城际铁路和高速公路于一体,可抵御14级台风、8级地震、10万吨级船舶的撞击。桥上高铁飞驰,桥下的长江上,大大小小的轮船,包括10万吨、15万吨的巨轮依然能够来往自如。南通与苏州、上海之间,从此有了便捷的通道,这片长三角的重要区域,从此更加紧密地融合在了一起。

  中铁大桥院拥有庞大的科技创新群体,被誉为“中国建桥第一军”。身为总工程师的高宗余,是这个群体的技术带头人。

  近年来,中铁大桥院承担了很多创造世界纪录的桥,作为技术带头人,这些桥梁建设中都有高宗余的身影,一些重大的技术创新,都离不开他决策的支持。一遇到问题瓶颈,他总会身先士卒、挺身而出,解决问题。

  设计二院院长傅战工提起了一桩事:南京仙新路长江大桥主跨1760米,建成之后将是目前国内最大跨度的桥梁。桥的跨度大、梁却很窄,这种情况下抗风就成了问题,要么把梁做得更高,但是钢铁的制造难度和运输难度就增大,要么干脆就把桥做宽一点,但又会造成浪费。工程师们犹豫了,不知道往哪个方向努力,建设时间又很紧急,耽误不得,急得他们满头大汗。

  高宗余了解情况后,经过提出解决方案:宽度不要人为的增加,高度不要超过最高的箱梁,在梁上做文章。大家按照这个思路去做了,既没有加宽也没有加高,而是跟科研单位反复试验,把梁的形状改成不同的样子,最后抗风能力真的顺利通过了测试。

  这样的例子在高宗余工作中数不胜数,他的这份担当也有力地推动了我国桥梁建设技术的发展:他和团队系统构建了高铁大跨桥梁建造成套技术,使我国高铁桥梁在跨越能力、承载能力、建造技术、行车速度等方面均处于世界领先地位;研发复杂环境下跨海桥梁建造技术,为我国跨海桥梁工程建设提供重要技术支撑。

  笃实——带领中国桥梁继续领跑

  在中铁大桥院,提到高宗余的技术能力,大家都会竖起大拇指:上世纪80年代,我国没有现成的桥梁设计软件,他就自己做了“斜拉结构软件系统”软件,至今仍在国际上处于领先地位;他基本功扎实,“一张图纸交到他手上,一眼就能看出哪里不对”;他知识储备丰富,国内外各种技术流派都如数家珍,大脑里仿佛有一个“资料库”。

  而他付出的辛苦却是不为人知:他的办公室里一整墙的书,别人在娱乐休息,他在阅读钻研;建长江二桥时光数据就能汇总成一本100多页的书,编程序,编辑算,边完善,上万个数据,算一遍要10个小时,就这样硬是干了半年;作为总工,院里每一个技术方案都需要他签字,他深知责任重大,压力大地时候经常失眠掉头发,吃饭睡觉脑子还一直转着事。

  他看上去儒雅温和,为人也低调谦虚,像是家里长辈。但涉及到技术的问题,却从来不含糊,一点通融都不给。

  中铁大桥院的青年工程师一来就知道,在高宗余这里,做不了“差不多先生”。

  他问得很细,还喜欢追问:数据报出来,他问核过没有,谁核的,用什么算出来的,采用了什么理论,这个理论放这里合不合适,为什么觉得应该这么做,有些小伙子事先没做准备,被问得急了,直接挤出差不多、多少左右,他当即严厉:你不能差不多,该多少就是多少!

  但在青年工程师的眼里,他又是个好老师。中铁大桥院常务副总工程师肖海珠只比高宗余小7岁,跟高宗余共事20多年,他却说自己是他实打实的“徒弟”。“刚开始我只有书本知识,他就手把手教我。有一次一个斜拉桥的数据总是不对,又着急要,我急得满头大汗,他就放下手中的工作,一点一点帮我查错,不厌其烦。”肖海珠说。“他在传授技术上从来是毫无保留,生怕你学得太慢,恨不得一下子就培养成材。”

  在技术上,高宗余从来都是顶在前面,而抛头露面的事、有荣誉的事,他却一而再二三地推。沪苏通长江公铁大桥的通车典礼上,大伙叫了他好几次,他都一直推辞,“您是桥梁的总设计师啊,去是应该的!”,还是不去,“这些都是大家的功劳”,最后大伙只有把他硬拽了去。

  开评审会,他也是最后一个发言,“我要是第一个发言,很有可能给人定调子的感觉,我不想大家因为我是总工而不敢提出不同的意见。”

  说起未来的规划,他滔滔不绝,要面向国家重大工程建设需要,展开大跨度桥梁、跨海大桥、险峻山区大桥等新一轮的研究;要把新材料和新装备自主研发的这个产业制高点拿下,促进我国的产业技术进步……而问及到底主持设计多少座桥梁时,他一愣,随即笑道:“30多座?领导一直让算一个准确的数字,我说不用了,多少不重要,这又不是我个人的成绩,都是集体努力的结果。”

  世界桥梁界有这样一句话:世界桥梁建设20世纪70年代以前看欧美,90年代看日本,21世纪看中国。

  我国桥梁建设经过多年的努力,如今迎来了21世纪的‘超越’阶段,“十三五”期间,我国设计建造的桥梁创下多个世界第一,被誉为桥梁建设的“中国奇迹”。未来,在以高宗余为代表的众多桥梁建设者的努力下,必将将这个奇迹一直续写下去。

【编辑:刘莉莉】

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