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中国工程院最年轻的桥梁院士秦顺全主讲《铁路视野》——
走近大桥

  本版图片均由本报记者李范轩、于得庆摄
  天兴洲大桥和大胜关大桥分别于2010年和2012年获得美国国际桥梁大会(IBC)的最高奖项——乔治·理查德森大奖。这一奖项是IBC的年度大奖,每年只表彰一座全球范围内最有成就的桥梁。在世界各国桥梁的激烈竞争中获得这一殊荣着实不易。第三期 《铁路视野》现场。

  4月8日,一场关于大桥的科普盛宴准时开场,公路桥、铁路桥、梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥、开启桥……令人目不暇接。我国最年轻的中国工程院桥梁院士秦顺全,借助图片、三维动画、视频等解构了各类型桥梁结构以及桥梁建设过程。
  曾几何时,桥梁作为路的延伸只为了满足人们的交通需求,而今桥梁被赋予了更为丰富的内容——赏心悦目的景观、独一无二的城市地标。透过秦院士的讲述,我们发现桥梁跨度越修越大,越修越让人惊艳——排名世界第一的日本明石海峡桥跨度达到1991米,被法国人誉为 “云中之桥”的米约大桥最高点距离地面1125英尺 (约为342.9米)。
  挺拔、坚固的桥梁其实更像男人,无论是遍布城市的立交桥还是随着路网延伸挺立的铁道桥。他们几十年、上百年默默无闻地屹立着,用坚实的臂膀托起平坦、畅通的路面,供行人和车辆安心通行。有责任感、勇于担当的男人值得女人爱,坚固且经得起考验的桥梁则值得所有人爱。
桥梁分类和受力特征
  在外行看来,桥梁无疑是一个大家族,有古香古色的石桥、木桥、竹桥,有让人眼花缭乱的钢桥、拱桥、斜拉桥……而在秦顺全这样的内行看来,桥梁的分类很简单、很明确:按照结构体系分为梁式桥、拱式桥、斜拉桥、悬索桥;按照桥面位置分为上承式桥、中承式桥、下承式桥;按照材料分为木桥、圬工桥、钢桥、混凝土桥;按照跨越方式分为固定式桥、开启桥、浮桥、漫水桥。正所谓知识就是力量,院士的三言两语就对外行全面、迅速认识桥梁起到了四两拨千斤的作用。
  在 《铁路视野》的现场,秦顺全借助随处可见的竹签,演示了桥梁构件受力的主要3种特征——受弯,即把重物放在水平构件上;受压,即在构件两端相向施力;受拉,即在构件两端反方向拉伸。形象而直观的演示,不仅使现场观众一致认同,拉断一个构件 “必须通过强烈的破坏” “悬索桥最坚固”等观点,而且使他们轻松理解为什么悬索桥世界冠军——明石海峡大桥跨度能做到1991米,而2010年梁桥世界冠军——重庆石板坡大桥的跨度仅为330米。
发展壮大的高铁桥梁群
  近年来,桥梁群体不断壮大,在交通体系中所占比重不断增加。连线成网的高速铁路也被桥梁占去了 “半壁江山”。有数据显示,我国已建成的9300多公里高速铁路中有一半以上是桥梁,全长1318公里的京沪高铁桥梁所占比重超过了80%。随着土地资源的稀缺和土地价值的大幅增长, “以桥代路”正成为高速铁路的大趋势。
  梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥还可以继续细分为公路桥和铁路桥。较之于公路桥,铁路桥的荷载要大得多。用秦院士的话说,目前中国1线铁路桥的荷载相当于8线到10线公路桥的荷载,4线铁路、6线公路的武汉天兴洲公铁两用长江大桥折算下来相当于36线的公路桥荷载。与此同时,行驶在铁路桥尤其是高铁桥梁上的列车时速较之汽车要快得多,冲力也大得多。为了坚固、耐用起见,铁路桥的跨度都相对小一些。铁路混凝土梁式桥的世界纪录保持者是葡萄牙的波尔图铁路桥,跨度为250米;襄渝二线上的牛角坪特大桥,以192米的跨度屈居世界第二。由此不难看出,桥梁的跨度大小和荷载、通行车辆行驶速度成反比的。
  在节目现场,秦院士讲的最多的是天兴洲大桥和南京大胜关长江大桥。它们“哥俩”无疑是中国已有桥梁中的翘楚,不仅是建设者的骄傲,更是中国铁路、全体中国人的骄傲。在铁路桥的圈子里,有不少中国血统的明星,如世界公铁两用桥跨度排名第一的天兴洲大桥、世界公铁两用桥长度排名第一的郑州公铁两用黄河大桥、世界铁路桥跨度排名第一的安庆长江大桥、在世界范围首创6线铁路设计的大胜关大桥……

桥梁为什么能横空出世
  很多人都会惊艳于桥梁的外观,却鲜有深究桥梁是怎么建起来的。秦顺全介绍说,桥梁大概有5种建造方法,包括支架法、伸臂平衡法、顶推法、转体法、预制架设法。使用转体法建一座拱桥,可以先在山边做一个拱的定型,然后在拱的部分把它拼好,做完之后再把它转过来,就形成了一座桥。这样建桥方式的好处在于减少了施工难度且不影响交通,同时很好地解释了为什么很多桥梁尤其是立交桥能够一夜之间横空出世。
  桥梁施工不是魔法,从来没有横空出世的奇迹。只不过很多人注意到桥梁的时候,它的绝大部分基础工作已经完成。
  用业内人士的话说, “当你看到桥的时候,我们最难的时候已经过去了。”对于建设者而言,最难建的桥是深水桥梁,深水桥梁最难的部分则隐身于水下。然而,越难越有挑战性,世界各国都在跃跃欲试建造更宏伟、更有创造性的跨海大桥。
  院士的讲述始终通俗明了,如潺潺溪水、润物春雨,现场观众一边吸收着关于桥梁的正能量,一边感受着那份珍藏了30多年、醇厚的爱桥之情。信爱华

赵小刚
丁荣军
秦顺全
  《铁路视野》至今已经成功举办三期,主讲人分别为赵小刚、丁荣军、秦顺全,他们以专家的视角、通俗的语言,带领现场嘉宾及观众认识《中国火车的现在和未来》《解剖现代火车的大脑、心脏、神经》《走近大桥》,为大家了解铁路、了解铁路先进技术打开了一扇窗。

铁路视野
——中国铁路高端公开课
主办:人民铁道报协办:铁路电视联网频道 海子铁路网 人民铁道网
    《铁路视野——中国铁路高端公开课》,是我们推出的一个铁路科普活动,旨在为铁路和社会架起沟通的桥梁。我们每期邀请一位研究方向与铁路相关的两院院士或行业领军人物来讲解中国铁路的先进技术,介绍中国铁路最新的发展方向,展示中国铁路的新形象。在众多高端人士对中国铁路技术发展的理解和记忆中,在他们通俗而深刻的讲述中,让公众了解铁路、理解铁路、支持铁路。
第三讲主讲人:秦顺全主讲内容:走近大桥关键词:桥梁分类 深水施工 高铁桥梁讲课时间:2013年4月8日
秦顺全中国工程院院士中国中铁大桥局集团有限公司总工程师第十二届全国人大常委
寻找“桥魂”的人
  1980年,17岁的川中少年在高考志愿栏中填写了铁道工程专业。清贫的大学时代,他多次从成都赶往几百公里外的重庆去看长江大桥,每一次眺望跨江的彩虹,心中都充满了建桥的憧憬。
  他就是秦顺全,中国中铁大桥局集团有限公司总工程师、教授级高工,享受国务院特殊津贴专家,全国劳动模范,第十、十一届全国人大代表,第十二届全国人大常委,2009年12月当选中国工程院院士、成为我国最年轻的桥梁院士。
  而今,川中少年梦想成真。他主持设计建造了多座世界级大桥:武汉天兴洲公铁两用长江大桥、南京大胜关长江大桥、郑州公铁两用黄河大桥;他首创了桥梁施工无应力状态控制安装计算的新理论,形成了中国人自己的斜拉桥建造技术理论体系;他首次提出并主持研究了海上大跨度连续梁桥整孔预制架设等成套技术方案,主持研制了填补国内空白的2500吨运架梁浮吊等关键设备。
  秦顺全倍感骄傲的是:“世界上已有的桥型,中国人全部能做。”
  在建桥竞技场上,他担当技术领军的中铁大桥局集团是中国桥梁建设的骨干和龙头企业,是中国唯一集桥梁科学研究、工程设计、土建施工、装备研发四位一体的大型工程公司,先后被美国《工程新闻记录》评为“世界最大225家国际承包商”“国际十大桥梁承包商”。
  他为桥痴迷,“修桥不为破纪录,不为建‘地标’,永远是为交通功能服务。”
  他认为,中国是一个桥梁大国,并不缺乏领先于国际的建桥技术,但要建桥技术全面创新还需要更大的努力,只有通过技术创新,我们才能找到桥魂。 信爱华
策划采买搭建舞台
  经历了第一期在授课专家所在单位“因地制宜”制景、第二期在演播大厅请专业公司布景,研究策划部全体人员在第三期《铁路视野》启动后,自己动手为演播现场制景,从策划到采买、搭建,大到沙发、书柜组装,小到为画框选择合适的明信片。
  采购来的布景道具大部分是半成品,怎么办?除了太专业的请木工师傅安装,剩下的全都自己来,结果就是——一双双握笔的手上出现了不和谐的茧子和划痕。然而,他们却为观众手工打造了一个别样的书香舞台。
耐心细致的院士
  我们在武汉拍摄片花时,就有感于秦院士的平易近人和耐心细致。在整个沟通过程中,院士虽然工作繁忙却始终满脸笑意、亲切随和。拍摄当日,不巧正赶上武汉下雨,院士就冒着小雨拍摄,没有一丝不耐烦。
  按照日程安排,秦院士应于4月8日16时到达报社进行彩排。结果,他10时就到了,把讲座和座谈内容梳理了一遍。16时左右,他又准时入场,配合工作人员进行了一次完整的彩排。我们相信,秦院士这样做,不是因为紧张,而是源于认真、严谨的工作态度,提前到场、认真彩排为的是把最好的讲解呈现给大众。 刘海霞@飞啊CRH380AL:
  南京大胜关长江大桥主跨336米的长度,居世界同类高速铁路桥之首啊!
@0170韶山九0204太原南:
  在一段短暂且艰难的旅程之后,我现在考虑的是如何将这座通向希望与梦想的桥梁继续施工下去,这也是我愿意搭上一下午课、往返1000公里前去听课的初衷。感悟科学精神,领略院士风采,学到的远比付出多。现在是桥梁施工的最艰苦阶段,若想两年后更好地完工,需要现在更多的努力——距高考26个月的小想法。
@霍霍hhlover:
  明白为什么要设计得如此弯曲了,要不然那风……真的可以起飞了……
@任化边走边看吧:
  分享给桥梁专业的童鞋和专业翻译:风振效应windvibrationeffect、节点node、拉格朗日方程 Lagrange’sequation、矩阵matrix、大跨度long-span、动力响应dynamicresponse、中-活载CRliveload、冲击impact、疲劳fatigue、旅客乘坐舒适性ridingcomfort、蛇形hunting。
摘自人民铁道网第三期 《铁路视野》现场。
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