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徐恭义:追求卓越 建造留存永世的桥梁
2017-11-28  中国桥梁网 分享到:

   
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   徐恭义 中铁大桥勘测设计院集团有限公司副总工程师 西南交通大学桥梁工程博士

      2017 年 11 月 7 日,对于大桥总设计师、中铁大桥院副总工程师徐恭义说,是一个十分荣幸和自豪的日子。作为中国桥梁工程总设计师,他被国际桥梁与结构工程协会 IABSE( 简称国际桥协 ) 邀请担任国际杰出结构奖评审委员会评委,这是本届唯一一名中国评委。从此,国际最高桥梁结构工程大奖有了中国工程师的声音,为中国桥梁再向世界递上一张闪亮的名片!

      徐恭义,中铁大桥勘测设计院集团有限公司副总工程师,西南交通大学桥梁与隧道工程专业博士,英国特许工程师,百千万人才工程国家级人选,享受国务院特殊津贴专家,全国工程勘察设计大师。他在现代公路悬索桥、双层公路桥和桥梁软件等方面创新成就显著,是国内外著名的桥梁专家,我国现代悬索桥技术领军人。

      值此 2017 第四届海洋材料与腐蚀防护大会来临之际,记者特邀请到中铁大桥勘测设计院集团有限公司副总工程师、本届海洋材料与腐蚀防护大会的特邀报告人徐恭义做相关方面的精彩解读,感受我国桥梁发展的来世今生,探秘桥梁的高科技设计和防护前沿。

      勤学苦做 创桥梁工程累累硕果

      莫道游人爱汇泉,一湾海水抱远山。观海亭中凭阑坐,满眼波光满眼帆。徐恭义出生于碧海蓝天、人杰地灵的山东青岛市。1984 年,21 岁的徐恭义于西南交通大学桥梁工程专业毕业后,一直在生产一线从事桥梁工程研究、设计工作,至今已有 33 个春秋。他先后参加设计国内第一座现代悬索桥——汕头海湾大桥、国内第一座钢箱梁悬索桥——西陵长江大桥和茅岭江铁路连续梁、钱塘江一桥和九江长江大桥等上百座特大桥梁的计算分析。作为总设计师,他主持设计了世界最大的跨度双层混凝土斜拉桥——澳门西湾大桥、国内第一座全钢桁架梁双层公路桥——东莞东江大桥、世界最大跨度的平弦钢桁架公路铁路两用大桥——滨州黄河大桥等多座特大型公路铁路桥梁。目前主持正在施工建设的两座世界超级悬索桥——武汉杨泗港长江大桥和镇江五峰山长江大桥。他在大跨度斜拉桥、悬索桥以及预应力混凝土结构设计与理论计算等方面实践经验丰富贡献卓著,特别是参加开创我国现代悬索桥设计建造技术,主持设计世界首座高速、重载千米跨度的铁路悬索桥和多塔多跨公路悬索桥,获得国内外奖项和广泛赞誉,为推动中国大跨度悬索桥技术迈入世界先进水平做出了突出贡献。

      不忘过往,砥砺前行。徐恭义说,如果说现今能在桥梁工程上做出一点成就或者创新的话,那么他刚参加工作的那段青葱岁月是功不可没的。他回忆,当时唱得最嘹亮的歌是建设我们的祖国,实现四个现代化。“创造这奇迹要靠谁?要靠我,要靠你,要靠我们八十年代的新一辈!”他们那一辈人是这么认为的,也是这样去做的,他们个个满怀激情,为改变我们国家交通基础设施的严重落后局面而奋勇拼搏、披荆斩棘!回想当时由于家里住房条件有限,他每天晚上都是去办公室加班和看书,直到门卫拉闸锁门才会离开。周末的时间他从不浪费,骑上自行车去提高班补习英语,这样一坚持就是 15 年以上??丈接星?,岁月留痕。他激动地说,那段岁月磨砺了他潜心科研的坚毅意志和决心,并从此坚忍不拔地拼下去,以实现自己的报国之志!

      “我要建造留存永世的桥梁”,这是徐恭义非常欣赏和极力推崇的一句话,他认为,做工程就应该拿出这样的“留存永世”的态度和决心来对待,所以他常常以此与桥梁同行们共勉。这句话是来自古罗马的一篇碑文,从他喜欢的这句话里,我们看到了今人对古人优良工程精神的传承,看到了徐恭义的雄心与决心,也看到了这位桥梁设计大师内心深处对桥梁工程的热忱、敬业以及一份近乎宗教信仰般的虔诚。

      作为我国现代悬索桥设计领域的技术领军人,英国 ARUP 国际工程咨询公司资深院士、全球桥梁总监纳伊姆 . 侯赛因先生评价他在国际上 “是一位非常有经验的工程师,特别是大跨度悬索桥具有特长”。自西南交通大学毕业后,他历任大桥设计院桥梁工程设计软件主编、项目设计负责人、设计室副主任、设计室主任和院副总工程师,国家注册土木工程师和注册咨询工程师,英国特许工程师(CEng)和英国皇家土木工程学会 Fellow。现任中铁大桥勘测设计院副总工程师,教授级高级工程师,中国中铁特级专家,铁道部有突出贡献的中青年专家,百千万人才国家级人选,享受国务院特殊津贴。武汉市、湖北省、铁道部和中国土木工程学会专家人才库科技专家,东北林业大学、湖南大学、西南交通大学、四川大学、武汉大学、长安大学和广西大学兼职教授。2006 年当选全国工程设计大师。2014 年获得全国首届杰出工程师奖。2015 年荣获英国皇家土木工程师学会(Institution of CivilEngineers,简称 ICE)年度杰出成就奖,这是迄今为止被授予此荣誉的第一位中国工程师。

      作为总设计师,他主持设计了澳门西湾大桥、柳州红光桥、东莞双层公路大桥、滨州黄河公铁两用大桥、沿江铁路鄱阳湖特大桥等 30 座大型桥梁工程的设计工作;作为项目负责人,他设计了汕头海湾大桥、西陵长江大桥等 20座不同类型的桥梁。目前,他主持设计完成正在施工中的特大跨度悬索桥武汉杨泗港长江大桥、镇江五峰山高速铁路和高速公路两用长江大桥以及国内特大跨度斜拉桥武汉青山长江大桥等重大工程。并在近日,他又被国际桥梁及结构工程协会执行委员会推荐为“杰出结构大奖评选委员会”的评委,任期为 2017至 2021 年四年。据悉,他是该任期中唯一的中国评委,这表明了国际桥协杰出结构大奖评选委员会对中国桥梁在国际地位的高度肯定!

      如今,他依旧拼搏在桥梁工程研究、设计的第一线,为我国桥梁事业的发展贡献着光和热!

     坚守原则 力求桥梁设计精益求精

      中国桥梁已成为走向世界的一张靓丽名片。近几十年,随着科学技术的发展,桥梁设计中新理论、新方法、新材料、新工艺等新技术的应用,以及桥梁设计技术随着工程实践的不断提高,我国桥梁设计水平有了长足的发展与进步。中国桥梁技术已经成为令全世界同行瞩目的中心。

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      徐恭义表示,桥梁工程设计,要表述什么是关键,其实很难。按他的工作体会,设计师根据建设条件,以科学态度和方法,因地制宜地设计出正确方案最为关键。设计作品要体现“安全、实用、经济、美观”以及“环保、耐久”等基本设计原则。安全是桥梁结构设计的前提,功能是桥梁结构设计的根本,经济是桥梁设计中不应忽视的指标,美观也是桥梁设计必须考虑的一部分。对这些原则均衡把握的程度,是一项工程技术水平高低的衡量标尺,也是一名工程师能力和水平的体现。

      现在有不少奇葩的工程,被表征性的寓意所误导,过于追求外部造型,违背了上述的基本工程原则。使得工程设计既不符合基本受力需要,结构复杂,难于施工,还安全存在巨大隐患,一旦建成又难于维修和养护,而且工程投资和浪费巨大,甚至连原本的使用功能都受到影响。这些需工程设计师,在日常工作中坚守职业操守,从源头上去提高工程品质,杜绝低劣的工程建筑。

      以近日北锚碇超大沉井成功下沉到位的连(云港)镇(江)铁路五峰山长江特大桥的设计来说,建设这座世界级大跨度重载高速铁路两用悬索桥,国际上没有现成经验可供借鉴,超大沉井下沉施工史无先例。根据受力需要和地质条件,北锚碇沉井长 100.7 米、宽 72.1 米、高 56 米,面积比足球场还大,建成后的北锚碇重量达 133 万吨,平面尺寸上是名副其实的“世界第一井”。其成功下沉到位的喜讯,本月已被多家媒体争相报道。当记者问及相关设计和施工挑战问题时,他作为总设计师,对此表现的却非常淡定。据他介绍,镇江长江大桥由于担负 8 条高速公路的汽车道和 4 线高速铁路重载火车,悬索桥主缆所承受的拉力巨大,这就需要庞大锚碇结构进行锚固。大桥北岸,地处长江水道变迁形成的沼泽地,需要在水塘鱼池中建设锚碇,其下地基都是淤泥和沙土,建设条件很差。这两个因素造就了悬索桥的锚碇必然是“巨无霸”级。在设计中需要在方法上突破陈规和进行大胆创新,他就因地制宜,采用巨型沉井结构作为锚碇基础,他把沉井设计具有 48 个隔舱的成长方体,施工时先在隔舱里抽水吸泥,进行井内取土,借助沉井自身的混凝土重量即可使沉井下沉,从而将沉井下沉到位,然后再进行隔舱封底、部分隔舱填芯,再顶面加盖,并浇筑锚碇的锚固结构,完成锚碇的施工,通过空心隔舱扩大受力面尺寸应对松软不良地基受力。通过这样的巧妙设计,就避免了像高楼大厦那样深挖基础所需要的支护结构,以永久结构兼做开挖基坑的围护结构,既简化了施工,同时使得工程经济、施工作业安全。在外人看起来的超级工程奇迹,在他手里似乎举重若轻、早就胸有成竹,如同家常小菜。而对南岸锚碇,由于地处五峰山脚,尽管悬索桥锚碇对称,与北岸受力相同,由于建设条件的不同,他并没有采用相同的结构设计。而是采用明挖倒砌连续墙的简易支护方式,将基础坐落到可靠基岩上,设计成结构紧凑的圆柱体,其施工方法更加简便快捷,施工已超前三个月完成,而且少用混凝土近 8 万立方米。

      如他所料,两座控制性的基础工程,经过他精心的设计,按期顺利完成施工,超大型沉井引起施工的诸多世界级难题,从精心设计就迎刃而解,真正体现了中国设计的水平。

    吐故纳新 与国际桥梁并驾齐驱

      我国桥梁技术经过改革开放 30 多年来发展和提高,从科研设计、施工制造、新工艺新装备新材料等方面目前已迈入世界先进行列,部分技术已居世界领先水平,甚至引领行业的技术发展。近年来,我国桥梁项目多次获得国际组织的奖项,这也表明,中国桥梁技术开始获得世界公认。

      徐恭义表示,近 30 年来,中国交通基础建设经历了迅猛的发展时期,通过吸收消化国外的成功经验和我国大量的工程实践,结合时代的进步,我们的桥梁工程技术从人才到设备各个领域,获得全方位的发展和提高,这是西方国家没有办法复制的机遇。世界前十名特大跨度桥梁,如悬索桥、斜拉桥、拱桥中国已占半数以上,由此,中国桥梁已经成为国家品牌和国家名片。中国已经具备在任何复杂建设条件下,独立设计和建造各类复杂特大型桥梁的能力和技术,并开始走出国门,走向海外。

      但相对而言,国际先进国家的桥梁工程,更加注重低碳、环保、耐久、人本需求的结合,工程质量相对更注重品质。同时,欧美等西方国家的桥梁建设因为超前我们半个世纪,当时创造了世界纪录铸就辉煌的成就,至今还有借鉴意义。目前他们的桥梁已进入老龄化阶段,他们近年更加注重老旧桥的保养维修、加固以及运能拓展和拆除重建工作,这些技术和经验又在率先实践。将来,仍值得我们汲取、学习和借鉴。

     鼎力防护 为桥梁安全保驾护航

      古人云“山无径迹,泽无桥梁,不相往来”。发展交通是发展经济的必要手段,而桥梁对于交通系统无论是从安全性、耐久性、经济性和适用性角度都是最合适的选择,是世界各国交通系统中最重要的组成部分。桥梁横跨海湾或江河,长期服役在复杂、恶劣的腐蚀环境中。大量工程经验表明,不重视桥梁的腐蚀问题会造成巨大的经济损失和垮桥事故,桥梁的腐蚀与防护问题已经成为桥梁工程及腐蚀与防护领域的重要研究课题。

      徐恭义表示,桥梁的腐蚀环境非常复杂,主要包括大气腐蚀、水的腐蚀和土壤腐蚀三种。桥梁的腐蚀防护主要包括钢筋混凝土结构腐蚀与防护、钢结构的腐蚀与防护两大方面。这些需要桥梁工程师提高认识,高度重视,随时掌握和应用更多跨学科的工程防腐知识和技术,并及时应用于所设计土木工程的每个环节和每个细节,这样既提高结构耐久使用周期,同时为?;せ肪?、节约投资付出必须的责任。

      据统计,我国每年由于腐蚀造成的钢筋混凝土损坏带来的经济损失可达1000 亿元人民币。为减轻混凝土结构腐蚀引起的桥梁破坏,科研人员开发出很多混凝土结构的腐蚀防护方法,主要包括使用高性能混凝土、增加混凝土?;げ愫穸?、混凝土涂料、涂层钢筋、电化学?;ひ约疤砑幼栊饧恋?。

      桥梁上钢结构包括钢管桩、钢箱梁和钢制拉索等承重结构,以及钢围堰、承台底板以及螺栓紧固件、焊接结构等。这些钢结构的腐蚀防护除了使用高性能的涂装体系外,阴极?;ひ彩侵匾姆阑な侄沃?。

    追求卓越 促未来桥梁与时俱进

      经过 30 多年的经济发展和交通基础设施的建设,我国高速公路运营里程高达 13 万公里,铁路运营里程同样高达 12万公里,而高速铁路近 3 万公里,均居世界第一。高速公路和高速铁路已经实现省会城市互通、山区和平原全面覆盖,大大地促进了国家经济的持续高速发展和国家安全运行!其中,桥梁工程技术贡献卓著,据最新资料统计,全国公路、铁路桥梁已达 80 万座,其中跨越长江的特大桥梁就有 130 多座,桥梁技术为实现铁路、公路高速跨越长江、海湾和高山深谷提供了保障,其成就举世瞩目。

      徐恭义强调,中国桥梁工程发展的未来主要面向我国交通急剧增长的发达地区和西部偏远地区??蒲Ч婊?,详细论证,正确决策,当然这些说起来容易做起来仍然艰难,桥梁工程师们仍面临挑战,须排除各种干扰因素,努力设计并修建更高品质的桥梁工程,为祖国发展和复兴做出应有的贡献!

     后记:

      长虹飞架,天堑通途。桥梁科技体现国力和科技实力,工程技术惠及千秋万代,亲爱的人们,当你们坐拥交通科技带来便捷的同时,不要忘记像徐恭义这样奋斗在科研一线的科学家们,我们在感动于他们潜心科研、无私奉献精神的同时,也需把这种精神学习和传承下去!为我们伟大祖国走向更辉煌的明天而努力奋斗!

     ●  人物简介
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      徐恭义,中铁大桥勘测设计院集团有限公司副总工程师,中国中铁特级专家,英国特许工程师,英国土木工程师学会 Fellow,百千万人才工程国家级人选,享受国务院特殊津贴专家,全国工程勘察设计大师。

      1984 年大学毕业至今,徐恭义一直在生产一线从事桥梁工程研究、设计工作,先后参加和主持设计汕头海湾大桥、西陵长江大桥、澳门西湾大桥和东莞东江大桥等 60 多座特大型公路桥梁;获得国际奖 2 项,国家科技进步奖2项,省部级科技进步奖4项,优秀设计奖15项,国家发明专利12项;参编出版《悬索桥设计》、《桥梁设计常用数据手册》、《澳门西湾大桥设计与施工》、《板式加劲梁悬索桥》和美国新版《国际桥梁工程手册》等专著 7 部,发表学术论文 60 余篇。在现代大跨度公路铁路悬索桥、双层公路桥和桥梁软件等方面创新成就显著,是我国现代悬索桥技术领军人,国内外桥梁工程技术著名专家。
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