跨越天堑铸丰碑——记中铁大桥局总工程师秦顺全

   日期:2019-03-15     浏览:394    

中铁大桥局建造的一座座桥梁,正在江河湖海上跨越、延伸……秦顺全,就是筑造这道道彩虹的“智多星”。

秦顺全1963年出生于四川省绵竹市,1987年毕业于西南交通大学桥梁及结构工程专业,硕士学位。现任中国中铁股份有限公司副总工程师、中铁大桥局集团有限公司总工程师、茅以升科教基金会桥梁委员会副主任委员、中国土木学会桥梁及结构工程分会、中国钢结构协会桥梁钢结构分会副理事长。他是享受国务院特殊津贴的专家、全国劳动模范、第十、十一届全国人大代表;2003年获第六届詹天佑科学技术成就奖;2004年获第八届中国青年科技奖,同年入选首批新世纪百千万人才工程国家级人选;2006年被评为全国杰出专业技术人才;2008年获首届武汉市科技重大贡献奖;2009年被评为“荆楚楷模”。

秦顺全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、京广客运专线郑州公铁两用黄河大桥、杭州湾跨海大桥、海口世纪大桥、青藏铁路拉萨河大桥、澳门西湾大桥等20多座大型桥梁的设计与施工技术工作,完成了国家、省、部级重大科研项目40余项;他创立了桥梁分阶段施工的无应力状态控制法理论,目前已在国内外30多座大跨度桥梁上成功应用,取得了显著的社会、经济效益,形成了一套成熟的、完整的自主创新成果;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桥梁整体预制、架设技术的发展;获得了国家科技进步特等奖1项、二等奖3项,省部级科技进步特等奖1项、一等奖4项,技术发明二等奖1项;获得了发明专利33项,出版了学术专著3部,发表了论文40余篇。

 

情有独钟

    桥,让沟通无阻碍,天堑变通途。有人赞美她千姿百态,有人称奇于她的大气磅礴。“桥,是载负希望的舟楫,是缝合鸿沟的丝线。这一生,有幸与桥结缘,我深深的爱上了桥,痴迷上了建桥。每一次跨越天堑,都无不激情燃烧;每一次飞虹千里,都留下勃勃雄姿。”谈到桥梁的时候,这位大师的言语明显多起来。

1980年,秦顺全以优异成绩考上了西南交大铁道工程专业。该专业涵盖了铁路线路、桥梁、隧道等工程,读研究生时选择了桥梁及结构工程。“不知道为什么,我就对这些横跨江面的庞然大物充满了兴趣。”“凭着对桥梁的热爱,一路走到了今天。”“我是工程师,造好一座桥就是我的工作,也是生活。”“我从来没有感到有过什么重大的挫折,因为我爱桥,所有关于它的一切,都充满了乐趣,这其中当然也包括了失败。”“年轻人做一件事,首先就是要喜欢它,热爱它。热爱桥梁事业很重要,只有发自内心地热爱自己的事业,才能持之以恒地坚持下去;如果仅仅将它作为谋生的手段,很难有大的作为”。

涉千山万水,跨大江南北。二十多年来,秦顺全的三分之一时间都是在工地度过的。如果说大桥局的技术传承给了他坚实的基础,那么,坚持在一线摸爬滚打,则让他始终站在了桥梁科技的最前沿。秦顺全说:“我生活的乐趣,在于不断进取,勇于尝试,敢于创新,努力在桥梁科技的殿堂中开启一扇进步之窗。”

nth="12" Day="3" IsLunarDate="False" IsROCDate="False">2009年12月3日,中国工程院公布增选院士名单, 46岁的秦顺全名列其中。抬头凝望雄伟壮丽的武汉长江大桥,一股暖流传遍了秦顺全的身体,第一个报喜的电话,他拨给远在千里之外的老母亲。秦妈妈——一个普普通通的农妇,早已习惯了儿子的淡定、懂事和进步,今天,却听出了儿子与以往不同的激动。“妈,你和父亲不是一直希望我成为建设祖国的栋梁吗?儿子今天当选为中国工程院的院士,您高兴吗?”电话那头的秦妈妈沉默了好一会,话筒里只传来了“好!好好!”几声简短而激动的哽咽。

谈及时下许多青年桥梁工程师的困惑与迷茫,以及学术上的浮躁之风,秦顺全感慨道:“从事桥梁建设并不是一件容易的事情,要付出许多的艰辛和努力才可能有所成就。从事设计的人员,一定要常常到施工现场去,要多到工地上摸爬滚打,才能做出更符合施工实践的设计。”“我现在是整天‘迷’在桥里了,无时不刻地‘想’桥,心里都有点发慌呢!大家看到的土木工程就是‘傻’、‘大’、‘黑’、‘粗’的,就是钢筋混凝土,其实这中间有一些科学奥妙,发现并利用它们,修成一座座桥,蛮有成就感的。”

四十多岁的秦院士两鬓已添白发,他很少谈及自己二十多年来的辛勤付出,但谈及桥梁的技术创新时,冷静而内敛的秦顺全院士,眼神中迸发出专注而炽热的激情:“我希望我和我的团队能够在关键时刻比竞争对手在技术上领先一步,我追求的是为桥痴迷、为桥奉献的精神状态。有了这种精神状态,才能缩短我们与世界桥梁先进水平的距离”。

 

一战成名

让秦顺全“一战成名”,引起桥梁界轰动的,是他对宁波招宝山大桥主梁压溃断裂的结构状态作出诊断,提出重建设计方案。

秦顺全至今依然清晰地记得当时的一幕——宁波招宝山大桥发生断裂,业界哗然。大桥局临危受命,承担起加固设计、监控、施工的总承包任务,当时任中铁大桥勘测设计院总工程师的秦顺全成了修复这座断桥的最合适人选。预应力混凝土斜拉桥的拆除充满了风险。由于主梁的拆除是在主梁发生断裂、结构处于极不稳定的状态下进行的,结构状态极难把握,稍有失误都会造成不可估量的后果。消息传出,大家都为当时年仅35岁的秦顺全捏着一把汗,他却乐观地说,“哪里有挑战,哪里就有机遇,就有创新的灵感。”凭着不断探究桥梁未知领域并付诸实践的勇气,秦顺全探索出全新的断桥调整结构体系,修复工程顺利完成。如今,招宝山大桥已经深深地融入秦顺全的生活。他说:“每次路过宁波,我都要去那里走走看看。它就像我的孩子一样,让我牵挂不舍。”

 

                   精益求精

广东九江大桥、湖南凤凰沱江大桥垮塌事件,让秦顺全紧皱眉头,“像九江大桥被撞垮塌肯定不正常,实在太不应该了,桥墩被撞一般修修也就好了。施工的技术虽然提高了,但是造桥的功夫却没下足。”

在中铁大桥局内部,有一套严格的企业内部工艺管理流程,多年来一直按照这个标准进行工程质量控制,而主持这个标准制定的正是秦顺全。尽管桥梁设计和施工有一套合理的规范,但地质水文条件变化、选择不同的设计方案等因素会带来技术变更的问题。秦顺全发现,一些工艺和技术标准有着一定的通用性,如果把数十、上百条相同工艺制定成标准,着手“筛选整编”,可以使工程技术人员简化程序,有效地节省时间,缩短工期。这个想法考虑成熟后,2004年秦顺全开始着手主持编制企业技术标准,目前17个企业技术标准全部编制完毕,并在工程实际应用中不断修编完善。这套标准实用性很强,使复杂的工作变得简单起来。

为了让大桥局集团技术人员熟练、快速掌握这套标准,秦顺全带领集团副总工程师们把每本企业标准制成语言通俗、画面生动的幻灯片(PPT),每月以“企业标准讲坛”模式,通过视频会议系统向地处全国各地的中铁大桥局子分公司、项目部技术人员宣贯,使企业标准深入人心、自觉规范施工程序、有力地保证了施工质量和安全。这套中铁大桥局企业内部标准体系,内容涵盖了大桥结构设计、施工方案的各个环节。在全国,能够制定出这样完整的标准化体系的桥梁企业,目前还只仅有大桥局一家。面对赞誉,秦顺全谦虚地说:“大桥局五十年建设大桥的实践经验和知识沉淀,是一座丰富的知识宝库,更是我们力量的源泉”。

本世纪初,我国开始设计建造跨海大桥。“如何保证大桥100年寿命,耐久性要求如何达到,这些都通过系统的研究,一切都要找到技术指标来回答。”秦顺全说。海水中富含的氯离子是混凝土结构的“天敌”,会“蚕食”混凝土“肌体”。为此,他指导大桥建设者们大胆改变混凝土“配方”,通过研究、试验、工厂化实践的路径,研发出了高密实性、高耐久性的海工混凝土,较好解决了跨海桥梁钢管桩结构、混凝土结构防腐两大世界性难题。

每次的桥梁建设技术研讨会,秦顺全总是把自己当作一名普通的工程技术人员参与讨论。他主持讨论会,十分民主,营造一个集思广益的氛围,虽然方案都由他最后拍板,但任何人在任何时候,都可以提出不同的意见。在讨论南京大胜关长江大桥建设技术方案时,他提出了多重拉索合龙钢梁技术,对于是否应该采用这种技术,会上议论纷纷,很多人提出了反对意见。秦顺全认为有人提出问题,说明方案还不完善。只有充分发挥了技术民主,尊重每个人的想法,凝聚大家的智慧,研究透彻了,方案才会更加成熟,实施过程中遇到的问题也就更少。秦顺全率领他的团队又花了半年时间,对方案反复进行研究论证,直到获得了大家的一致认可。秦顺全说:“我们做工程,必须在前期推演,在施工前将可能出现的大问题全部解决,否则,在实施过程中遇到的问题很可能会酿成事故”。“做桥如做人,责任重大。每次在施工作业面上,我都会想,今后这上面每天都有几万条生命经过,一定马虎不得!”秦顺全强调说:“人心不稳重难以立足,桥基不扎实会垮塌。”

 

终成大器

在秦顺全的内心里,有着对桥梁创新莫名的痴迷,他说:“我爱桥,不仅因为它很美,能够给人带来便利,更因为桥是人类的想像力、创造力的产物。它是开拓出来的,创新出来的……我喜欢创新。”“技术人员需要经常看看有关文献和他人的论文,从而了解别人在做什么,这是对自己思路的开拓,也是对自己研究方法进行补充的一种途径。但不能别人研究创新了什么东西,自己也一定要跟着做什么东西。创新不能盲目跟风。”

秦顺全一直认为,桥梁科技工作者的职责,就是要不断总结探索出填补桥梁科技领域空白的好方法。这种永无止境的追求也是促使秦顺全不断创新的精神动力,从而能够让他自觉补充知识养分,为桥梁科技的进步奉献着智慧和力量。

正是追求为桥梁科技的进步奉献智慧和力量,秦顺全将牢牢的目光盯住了无应力状态控制法” ——这个中国斜拉桥建设的“魂”。上世纪80年代末兴建的武汉长江二桥,是一座主跨400米的城市预应力混凝土斜拉桥。长江武汉段河道宽阔繁忙,地质条件复杂,工期却只有短短4年。能否将部分工序并行作业而不影响桥梁的结构受力?怎样确定和控制斜拉桥各施工阶段的索力张拉值和加劲梁的安装标高,并在斜拉索调整次数较少的条件下达到结构成桥要求的内力和线形,是斜拉桥安装计算和施工控制的主要工作。

“无应力状态控制法”是什么?秦顺全打了个比喻:建一座桥梁,中间过程如何一步步架接?这就像武汉到北京,目的地很清楚,现在要找到往前推进的一个个节点:斜拉索安装、吊机移动……一步步顺着推算,并同步施工一次性完成。有了无应力状态量这个“魂”,桥梁施工的过程和结果就联系起来了,并能控制分阶段的施工过程和成桥状态的内力、位移。秦顺全创造性地提出斜拉桥“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。这一大大节省工期、节省投资的施工方法,将当时流行的德国“倒退分析法”甩在身后。

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应用,为大桥顺利建成通车作出了重大贡献。其后,“无应力状态控制法”在包括预应力混凝土斜拉桥、钢箱梁斜拉桥、结合梁斜拉桥、混合型斜拉桥和钢桁梁斜拉桥在内的三十多座大跨度斜拉桥建设中应用均取得了非常好的效果,还漂洋过海,在泰国、摩洛哥等国的桥梁建设中大展神威,成为斜拉桥设计施工中不可或缺的嵌入工具和成套理论。以“无应力状态控制法”为理论基础的斜拉结构软件系统,1998年获得了铁道部工程勘察优秀计算机软件一等奖;1999年获得了全国优秀工程设计软件铜奖;2010年1月,该理论又捧回了国家科技进步二等奖……

正是追求为桥梁科技的进步奉献智慧和力量,秦顺全将前瞻的目光瞄准了国际先进的轻型、大跨桥梁建设方向。轻型、大跨是桥梁发展的方向,也是一个国家综合工业水平和桥梁科技水平的体现。秦顺全参与设计的芜湖长江大桥,由于受到通航净空、飞行航线制约,桥塔不能高,要建成矮塔大跨度斜拉桥,这在国内国外均无先例。为了满足航运、航空和受力的要求,秦顺全采用了低塔、斜拉索加劲的连续钢桁梁新桥型,大大缩短了工期和减少了成本。经过专家评定,芜湖长江大桥的总体建造技术达到国际先进水平。“大跨度低塔斜拉桥板桁组合结构建造技术 ”,攻克了我国铁路桥梁跨度300米的大关,获得了国家科技进步一等奖……

正是追求为桥梁科技的进步奉献智慧和力量,秦顺全把超前的目光转向了桀骜不驯的大海。针对我国沿海跨海桥梁工程规模宏大,风急浪高,气象水文条件多变的恶劣条件和工程结构耐久性要求高的特点,经过系统技术分析、综合经济比较,秦顺全率领集团公司专家小组超前研究,2001年以杭州湾跨海大桥施工组织设计方案和桥型方案优化竞赛为契机,在国内首次提出了海上长桥非通航孔整孔预制、整体运输、整体架设的技术方案。在系统研究解决了桥梁结构的合理性、施工方案及运架装备的可行性的基础上,该技术方案得到了杭州湾大桥业主和桥梁界专家的广泛认同,并最终成为杭州湾大桥非通航孔桥梁的实施方案。“海上长桥整孔箱梁运架技术及装备”在杭州湾大桥获得成功应用,减少了海上作业时间,规避了施工作业风险,有效地保证了工程质量,实现了跨海大桥建造技术由传统工艺向先进工艺的转变。该成果首创我国海上长桥重量超过2100吨、跨径达70米箱梁整孔预制、先简支后连续的架设工法,提出结构构件以工厂预制化、标准化、大型化为主的新设计理念,开创了我国桥梁结构采用整体预制中等跨度预应力混凝土箱梁的先河,具有突出的技术创新性、显著的经济和社会效益以及广阔的应用前景,获得了2005年国家科技进步二等奖。该技术及所研制的装备先后成功应用于东海大桥、杭州湾跨海大桥、上海长江大桥及青岛胶州湾跨海大桥等大型跨海桥梁工程的建设,有力地推动了我国跨海长桥建造技术和装备的科技进步……

正是追求为桥梁科技的进步奉献智慧和力量,秦顺全把超越的目光瞄准了世界一流。“三索面斜拉桥为什么难建?我给你讲讲啊”,谈到自己得意的作品,秦顺全本来严肃的神情顿时活跃起来,“就好比两个人抬东西,每个人承担的力量是明确的,三个人抬东西,重量由三个人分担,但这三个人怎么站,个子高矮怎么搭配,如果搭配不好,看似三个人在抬,其中一个人肩上可能就不承担力量,这就是三索面面临的问题”。

武汉天兴洲大桥以跨度、宽度、速度和载重刷新了四个世界第一,是我国桥梁史上的第5座里程碑(前4座分别是武汉长江大桥、南京长江大桥、九江长江大桥和芜湖长江大桥)。秦顺全主持天兴洲大桥的关键技术研究,他提出三索面、三主桁斜拉桥结构,采用混凝土结构与钢结构组合、板结构与桁结构结合的混合组合结构新形式,解决了该桥因跨度大、活载重、列车高速运行带来的一系列技术难题。在建设天兴洲大桥的过程中,秦顺全率技术人员攻克了众多技术难关。他研究提出了大型桥梁深水基础钢围堰锚墩定位、钻孔桩施工过程中随水位涨落带载升降等新的工艺方法,在主塔墩基础施工中成功应用。“钢吊箱围堰锚墩定位技术”的应用减少了施工临时占用航道范围,提高了围堰定位精度,节约了工程投资,为大型深水基础施工提供了新的方法,获得了2006年湖北省科学技术发明二等奖。他还提出并成功实施了钢桁梁在工厂分节段制造、现场整段架设安装的新方法,突破了我国钢桁梁单根杆件逐一拼装的传统施工工艺,解决了三主桁结构整体桁段高空匹配对接的技术难题。国内20多位工程院院士和设计大师曾来工地咨询。结论是:这是一座创新的大桥,将推动我国桥梁建设迈上一个新台阶……

正是追求为桥梁科技的进步奉献智慧和力量,秦顺全把赶超的目光瞄准了举世震撼的“中国速度”。我国客运专线、高速铁路中常用跨度(32米)桥梁占线路总长比例大多超过80%,解决好此类桥梁优质快速施工这一关键技术难题,意义重大。2003年,秦顺全主持了铁道部重大科研项目“900吨铁路箱梁运架技术”课题研究,提出了定点起吊箱梁的下导梁式架设方法。该方法成功地解决了我国高速铁路桥梁建设中简支箱梁快速优质施工的关键技术难题,获得了2008年中国铁道学会科技进步一等奖。运用该方法研制出的专用装备和成套工艺已成功应用于我国多条客运专线、高速铁路的建设当中。

近年来,随着我国基础设施建设规模的不断扩大,我国的桥梁从体量、规模、跨度等方面也越做越大。秦顺全介绍到:“为了解决桥梁跨度大等问题,我们进行了一些技术上的创新,如武汉天兴洲长江大桥的三索面三主桁斜拉技术、京沪高速铁路南京大胜关长江大桥的无导向船重锚定位技术等。在世界上,这些建桥技术都是很先进的,影响也很大。由于本身就是为了解决桥梁的功能要求而进行的不断研发和创新,相信对以后的桥梁建设会有很大的促进作用。”“在建设领域里,经常会有人希望做一些标新立异的东西,认为别人没做过的、特别是外国人都没有做过的就是创新。但在我的观念里,创新的目的不是为了创新而创新,而是作为解决功能需求带来的问题,保证工程质量,提高效率,降低成本,实现景观和谐,指导后续工程的技术手段。”创新的目的不是为了创新而创新,不能为了创新而人为地做出某一个新的东西,更不能把本来很简单的东西,人为地复杂化。

“不能坐在房间里凭空去创新技术,这对于我们实际工作者来说非常重要。我和我的团队在做桥梁技术创新和攻关时,始终坚持以解决设计和施工中所碰到的实际难题作为前提,并以此为挑战和目标。这样的创新不但对解决工程实际问题非常重要,而且对后续的工程也具有示范作用。”

秦顺全主持了澳门西湾大桥的关键技术研究。首创双层承载预应力混凝土斜拉桥新结构形式,研究解决了为实现超大预应力混凝土箱梁内行车而采用无横隔板结构所带来的技术难题,使箱梁顶面和内部均能通行车辆,巧妙地解决了台风期过海应急交通的特殊要求,实现了全天候通行。该技术获得了2007年国家科技进步二等奖。

谦逊治学

24岁,进入中铁大桥局开始了自己的“造桥梦”:武汉天兴洲长江大桥、南京大胜关长江大桥、杭州湾跨海大桥……24年来,秦顺全组织设计建造的20座大桥傲然屹立,获得的国家级奖项不胜枚举。不过,谈起这些,秦顺全很谦虚地把功劳全记在了团队的力量上。他十分谦虚地说:“我机遇好,有一个干大工程的好背景,还有一个沉淀了50年科学底蕴的专家团队。我只是领了个头而已。我后面还有更长的路要走,更多的工作要做。”

秦顺全十分注重加强创新团队的建设,在企业内部,2004年他倡导实行了“学科带头人”制度,将桥梁建设涉及的17个学科整合,组织了一支大桥局桥梁设计建设的学术梯队。从2007年开始,以培养建桥人才为目的,他在企业内部建立了“内部研究生”制度,他还针对技术人员重实践,轻理论的现象,每年组织一次桥梁结构知识竞赛,并连续四年开展了以培养技术人员能做善言能力的技术负责人汇报比赛、项目总工程师研讨会,每两年组织一次桥梁国际论坛,持续发力加强年轻技术干部的培养,并通过国际论坛加强与国内外桥梁专家的经验交流与沟通,纳人之长补己之短,开阔眼界的同时将中国的建桥经验推向世界,为中铁大桥局跻身世界10大建桥企业之列立功。

诲人不倦

在做好本职工作的同时,秦顺全没有忘记自己的社会责任。为了积极弘扬科学精神、传播科学思想、普及科学知识、倡导科学方法,努力提高全民科学文化素质,兼任多家高校教授并担任湖北省科协第七届委员会常委的秦顺全亲自并组织多名桥梁专家赴清华大学、华中科技大学、西南交通大学等大专院校以及多所重点中学宣讲桥梁专业理论和桥梁科普知识,使青少年掌握更多的桥梁科技理论和科学文化方法、促进了青少年的科技意识、科学文化素质、创新能力的提升。如今的建桥竞技场上,中国是少有的全能选手——“已有的桥型,中国人全部能做。”

尽管这位年轻的院士已手握一项项世界纪录,但仍保持着谦虚与清醒。他认为目前要抓紧做的,仍然是对桥梁工程前沿科学相关课题的研究。

“请谨记,修桥不为破纪录,不为建‘地标’,而永远是为交通功能服务。”在东南大学,秦顺全向几百名桥梁界后生谆谆教诲。

他惊叹英国伦敦塔桥的古朴厚重,他醉心美国金门大桥的雄伟壮阔。那波光粼粼间的一抹抹诗画风情,让他深感中外建桥理念上的不小差距。每项工程,如何与环境协调?如何兼顾市民对景观的需求?在美学、人文的修炼上,我们与国外建筑大师还有不小的差距。向高强、轻型、大跨、美观等国际化方向努力,才能助我们更快地融入国际市场。始终站在桥梁科技的前沿,不断探索,发现新知,就得像爬山似地一步一步地上,在桥梁科技领域,不能虚,不能浮。

如今,秦顺全最大的梦想是建设一座跨越台湾海峡的大桥。台海水深浪大,宽200多公里,工程难度非常大。“但是,台湾海峡中间有岛屿,可以根据实际情况,采用修一段桥,修一段隧道的方式,桥和隧道相结合。”秦顺全感慨的说,“这是我们的一个梦想,我还很年轻,有能力接受这样的挑战。”质朴的语言,道出了一个中国工程院院士对祖国桥梁事业永不停歇的追求,书写了“中国建桥第一军”总工程师对中华民族的大爱和崇高的精神境界!

 
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