謝明昊
珠江是廣州的絲帶,而形態(tài)各異的跨江大橋,正是鑲嵌在這條絲帶上的一顆顆珍寶。在這眾多的珍寶中,獵德大橋無(wú)疑是最璀璨的一顆,人們親切地喚它“珠江之貝”。獵德大橋以其婀娜的流線跨越珠江,它那溫婉與優(yōu)雅的氣質(zhì)為繁忙的都市增添了一抹安閑的神采。作為廣州大學(xué)“橋梁與隧道工程”的學(xué)科帶頭人,劉愛榮以學(xué)者獨(dú)有的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度,將獵德大橋的安全體系構(gòu)建與現(xiàn)代造型的藝術(shù)完美融合在了一起。
劉愛榮
在劉愛榮的心目中,橋梁的連接作用只是橋梁本該具備的基礎(chǔ)功能。而當(dāng)代橋梁在這個(gè)基礎(chǔ)功能得到保障的同時(shí),還負(fù)載了更多的文化氣息與人文關(guān)懷。以橋梁為媒介,將廣州城獨(dú)有的魅力與百姓的日常生活相鏈接,讓市民在日常的出行中體會(huì)到社會(huì)發(fā)展的獲得感。以人為本、為民服務(wù)的科研理念,始終是劉愛榮作為科研工作者的初心。
劉愛榮喜歡橋,尤其是拱橋。她能掰著手指頭一條條列舉拱橋的優(yōu)點(diǎn)。不管是石橋、木橋、竹橋,還是鋼橋和混凝土橋,在劉愛榮的眼中,它們都閃耀著各自獨(dú)特的光芒。
18歲那一年,劉愛榮考入石家莊鐵道學(xué)院(現(xiàn)石家莊鐵道大學(xué))橋梁工程專業(yè)。從此她便開始了與橋梁為伴的科研人生。她深知在橋梁工程里,要想研究得深入,就無(wú)法避開力學(xué)?!疤貏e是在理論突破方面,力學(xué)基礎(chǔ)真的非常重要,但如果還想再繼續(xù)深入的話,數(shù)學(xué)就很關(guān)鍵?!彪S著對(duì)學(xué)科研究的深入,劉愛榮在大學(xué)畢業(yè)后毫不猶豫地考取了西南交通大學(xué)計(jì)算力學(xué)專業(yè)的研究生,繼續(xù)向更深的“海域”前進(jìn)。
在西南交通大學(xué),她遇見了一位嚴(yán)謹(jǐn)?shù)浇蹩量痰膶?dǎo)師——周本寬教授。從此她有了生命中最重要的指路人?!拔业恼撐木退闶且呀?jīng)打印排版了,只要有稍微一點(diǎn)點(diǎn)不符合規(guī)范,他都會(huì)及時(shí)地給我校正過(guò)來(lái),更別提理論推導(dǎo)或者技術(shù)方面的問(wèn)題?!眲蹣s語(yǔ)氣堅(jiān)定地說(shuō)。
正是得益于這樣嚴(yán)苛的訓(xùn)練,劉愛榮對(duì)美的追求,或者說(shuō)對(duì)科研的追求已經(jīng)到了有些“潔癖”的程度?!拔乙峤坏恼撐幕蜓芯繄?bào)告,一定要是完美的,至少是在我能力范圍內(nèi),沒辦法再揪出任何問(wèn)題了,我才會(huì)提交上去,我感覺已經(jīng)是一種強(qiáng)迫癥了?!眲蹣s帶著些自我調(diào)侃的語(yǔ)氣說(shuō)。
2001年6月,劉愛榮從西南交通大學(xué)順利畢業(yè),獲得博士學(xué)位。同月,她進(jìn)入廣州大學(xué)土木工程學(xué)院工作。
獵德大橋是廣州市用以連接天河區(qū)與海珠區(qū)的過(guò)江通道。它位于珠江北河道上,此橋于2002年10月開始規(guī)劃設(shè)計(jì),2005年6月破土動(dòng)工。獵德大橋的設(shè)計(jì)復(fù)合驗(yàn)算是劉愛榮來(lái)到廣州大學(xué)后接手的最重要的任務(wù)之一。她前前后后付出了一年的努力,橋梁的建設(shè)為她留下了許多深刻的記憶。
獵德大橋橋塔呈貝殼狀,造型既新奇又美觀。為了讓美觀與實(shí)用兼得,劉愛榮付出了大量的努力。“我是橋梁工程出身,一般的圖只要瞄一眼,我大概就能知道整個(gè)橋梁的構(gòu)造特征。但是獵德大橋不一樣,特別是一些細(xì)部構(gòu)造非常復(fù)雜,我沒辦法第一時(shí)間在大腦中合成三維圖形?!敝挥凶x懂橋梁的平面圖,才能精確建立橋梁的計(jì)算模型,才能獲得正確的計(jì)算數(shù)據(jù)。為此,她花了大量的時(shí)間建立獵德大橋整體計(jì)算模型和三維細(xì)部構(gòu)造有限元模型。
解決了橋梁計(jì)算模型的問(wèn)題,還有更難的模型實(shí)驗(yàn)在等著她?!澳P驮趺磁c原橋等效,怎么制作安裝,吊桿先拉哪個(gè),拉多少力,加載方案如何制訂,所有的細(xì)節(jié)都要經(jīng)過(guò)深思熟慮。”劉愛榮笑著說(shuō)。如果她的加載方案和計(jì)算數(shù)據(jù)不能及時(shí)給出,整個(gè)團(tuán)隊(duì)的試驗(yàn)工作就會(huì)被迫延滯。為了工程進(jìn)度,劉愛榮沒日沒夜地圍著獵德大橋的計(jì)算模型打轉(zhuǎn),付出了大量的時(shí)間和精力。她記得當(dāng)時(shí)還抽時(shí)間飛去貴州參加一個(gè)緊急會(huì)議,白天參加會(huì)議,晚上熬夜修改計(jì)算模型,一熬就到凌晨?jī)扇c(diǎn)。輪軸轉(zhuǎn)導(dǎo)致身體出現(xiàn)了問(wèn)題,“我當(dāng)時(shí)忽然感覺兩眼一黑,還以為是停電了,后來(lái)發(fā)現(xiàn)不是”。過(guò)了十幾秒她才恢復(fù)過(guò)來(lái),恍然大悟是太累了,好幾天沒有好好休息了。
剛到廣州那幾年,這樣的工作強(qiáng)度對(duì)劉愛榮來(lái)說(shuō)是常態(tài)。她白天在實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)P偷陌惭b與調(diào)試;晚上通宵達(dá)旦進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析。家人勸她休息,她卻樂在其中。提起那段時(shí)光,劉愛榮不無(wú)驕傲地說(shuō):“外行人看不懂的平面圖,經(jīng)過(guò)我的手,很快可以變成一個(gè)很直觀的三維模型。我能讓每位施工人員都能看明白?!?/p>
到廣州工作的第四個(gè)年頭,劉愛榮參加了“新光大橋抗震性能研究”。新光大橋主橋長(zhǎng)700多米,是三跨連續(xù)剛架鋼桁拱橋,其飛雁式造型非常獨(dú)特。然而在這之前,她從未接觸過(guò)實(shí)際工程項(xiàng)目的抗震研究,對(duì)抗震知識(shí)的了解非常有限。但即使是這樣,她也沒有退縮,查閱了大量的研究資料;遇到不懂的問(wèn)題,就向?qū)I(yè)的老師請(qǐng)教;沒有接觸過(guò)抗震試驗(yàn),可以去實(shí)驗(yàn)室仔細(xì)觀摩……“我就這樣把這個(gè)任務(wù)一點(diǎn)一點(diǎn)地啃了下來(lái),一年后順利完成了項(xiàng)目。”說(shuō)到這些的時(shí)候,劉愛榮臉上洋溢著快樂的笑容,笑容傳達(dá)著她對(duì)橋梁工程的熱愛。
從2001年加入廣州大學(xué),劉愛榮就一直把廣州大學(xué)橋梁學(xué)科建設(shè)當(dāng)作自己的使命。廣州大學(xué)橋梁與隧道學(xué)科碩士點(diǎn)和博士點(diǎn)的申報(bào),都傾注了劉愛榮許許多多的精力。她常說(shuō)學(xué)術(shù)的目的是服務(wù)社會(huì),用自己的專業(yè)服務(wù)好身邊的人。抱著這種信念,劉愛榮對(duì)珠三角地區(qū)乃至廣東省外橋梁建設(shè),投入了極大的熱情?!拔覀兊奶厣鞘裁茨??就是服務(wù)地方,理論聯(lián)系實(shí)際,讓學(xué)科建設(shè)與橋梁工程建設(shè)緊密結(jié)合起來(lái)。”可以毫不夸張地說(shuō),在珠江三角洲地區(qū),至少有三分之一的橋梁有劉愛榮和其團(tuán)隊(duì)的貢獻(xiàn)。
2008年8月,廣州大學(xué)風(fēng)工程與工程振動(dòng)研究中心(以下簡(jiǎn)稱“中心”)成立。2009劉愛榮被任命為中心副主任。責(zé)任大了,肩上的擔(dān)子更重了。面對(duì)層層加碼的工作壓力,劉愛榮反而更加沉穩(wěn)樂觀。她說(shuō):“我們成立中心的宗旨之一,就是要對(duì)地方經(jīng)濟(jì)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)?!?/p>
在團(tuán)隊(duì)全體成員的共同努力下,中心先后建成廣州市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、廣東省工程中心、廣東省國(guó)際合作基地、科技部國(guó)家國(guó)際合作示范基地、111引智基地等重要平臺(tái)。其中111引智基地是科技部和教育部聯(lián)合推出的平臺(tái)項(xiàng)目?!巴ㄟ^(guò)111引智基地項(xiàng)目建設(shè),可以引進(jìn)全球工程領(lǐng)域里頂級(jí)的科學(xué)家加入我們的團(tuán)隊(duì),扶持我們團(tuán)隊(duì)的成長(zhǎng),助力我國(guó)科技發(fā)展?!眲蹣s介紹說(shuō)。
2012年,成為中心執(zhí)行主任的劉愛榮響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,積極籌建一個(gè)具有國(guó)際視野的人才引進(jìn)基地。于是她開始結(jié)合中心優(yōu)勢(shì)尋找國(guó)內(nèi)外頂級(jí)科技人才的支持。劉愛榮說(shuō):“我們用最大的誠(chéng)意和最笨的辦法與業(yè)內(nèi)專家聯(lián)絡(luò),爭(zhēng)取他們的支持。不得不說(shuō)廣州城和廣州大學(xué)的魅力還是幫了我們很大的忙?!苯?jīng)過(guò)幾年的努力,劉愛榮最終邀請(qǐng)了11位國(guó)際頂級(jí)科學(xué)家加入到111引智基地當(dāng)中。隨著專家團(tuán)隊(duì)的加入,中心越發(fā)強(qiáng)大了起來(lái)。
在中心不斷發(fā)展壯大的同時(shí),為地方服務(wù)的特色也慢慢彰顯出來(lái)。2014年,劉愛榮接手了“鳳凰二橋主橋數(shù)值仿真計(jì)算及模型實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目”。她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了鳳凰二橋主橋1∶5節(jié)段模型試驗(yàn)研究,對(duì)鳳凰二橋這類新橋型的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)有了更為準(zhǔn)確的把握,為橋梁結(jié)構(gòu)細(xì)部構(gòu)造的優(yōu)化提供了可靠的數(shù)據(jù)。
進(jìn)行地方工程服務(wù)的同時(shí),劉愛榮也不忘從工程案例中提煉科學(xué)問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生。她把潮州金山大橋斜靠式拱橋穩(wěn)定性問(wèn)題當(dāng)作科研課題,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難。最終憑借她扎實(shí)的力學(xué)基礎(chǔ),找到了問(wèn)題解決的辦法。同時(shí)劉愛榮圍繞金山大橋的相關(guān)問(wèn)題申報(bào)了國(guó)家自然科學(xué)基金,并且成功獲批。最終她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將斜靠式拱橋的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)方法編制成簡(jiǎn)單實(shí)用的設(shè)計(jì)和計(jì)算軟件,這款軟件對(duì)同類型橋梁的快速化設(shè)計(jì)意義重大。
“在實(shí)踐過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)一些科學(xué)問(wèn)題,我們會(huì)對(duì)它們進(jìn)行記錄和整理。完成初步研究之后再形成課題,爭(zhēng)取國(guó)家相關(guān)部門的支持。”從橋梁的設(shè)計(jì),到施工監(jiān)控,再到健康和智慧監(jiān)測(cè),目前劉愛榮和她帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)形成了全方位的工程建設(shè)服務(wù)體系。而這套體系正是她和團(tuán)隊(duì)從實(shí)踐中來(lái),到實(shí)踐中去,取之于工程,服務(wù)于工程理念的最佳詮釋。
剛剛結(jié)束的“廣州海心橋優(yōu)化設(shè)計(jì)、舒適度和抗震研究”(以下簡(jiǎn)稱“海心橋”)項(xiàng)目,是劉愛榮遇到的又一次新的挑戰(zhàn)。隨著市民生活水平的提高,人們的審美要求也越來(lái)越個(gè)性化。因此橋梁的外形也越來(lái)越新穎。劉愛榮說(shuō):“美交給設(shè)計(jì)師,實(shí)用性和安全性由我們來(lái)保駕護(hù)航?!?/p>
劉愛榮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)根據(jù)“動(dòng)力相似原理”設(shè)計(jì)了與實(shí)橋具有一致動(dòng)力特征的1∶40試驗(yàn)?zāi)P?。他們采用鋼材作為主要模型材料,按剛度等效設(shè)計(jì)主體結(jié)構(gòu),在主梁和拱肋上采用鉛塊施加配重,完成振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)反反復(fù)復(fù)建立了幾十個(gè)計(jì)算模型,不斷調(diào)整模型參數(shù),最終證明了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的可行性。除此之外,劉愛榮團(tuán)隊(duì)還完成了海心橋人行舒適度分析,以此保證行人在橋梁上行走時(shí)的安全和舒適。
前不久,在西安舉行的學(xué)術(shù)會(huì)議上,劉愛榮參與優(yōu)化設(shè)計(jì)的拱橋透過(guò)投影屏幕與觀眾見面,引來(lái)現(xiàn)場(chǎng)專家的陣陣贊嘆。 迄今為止,劉愛榮參與了100多項(xiàng)橋梁科研與科技服務(wù)項(xiàng)目。每一次遇到新橋型,她都會(huì)抱著極大的熱情投入研究。
近日,在剛剛落幕的第七屆中國(guó)國(guó)際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)總決賽中,劉愛榮指導(dǎo)的學(xué)生項(xiàng)目“水下結(jié)構(gòu)病害智能檢測(cè)機(jī)器人”獲得了全國(guó)銀獎(jiǎng)、廣東省金獎(jiǎng)的好成績(jī)。如此亮眼的成績(jī)背后,自然離不開劉愛榮帶領(lǐng)的慧眼識(shí)橋團(tuán)隊(duì)。經(jīng)過(guò)數(shù)年的研究,團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)出國(guó)內(nèi)首臺(tái)0.2mm裂縫識(shí)別精度的水下檢測(cè)機(jī)器人。劉愛榮期待以智能技術(shù)為指引,為傳統(tǒng)橋梁行業(yè)注入新活力。
對(duì)于未來(lái)的研究方向,劉愛榮有著清晰的規(guī)劃。無(wú)論面對(duì)的課題如何變化,只要能不斷探索,不斷為城市建設(shè)服務(wù),她就心滿意足了。國(guó)家的發(fā)展日新月異,百姓對(duì)生活質(zhì)量的要求不斷提高,緊跟時(shí)代步伐,培養(yǎng)人才,服務(wù)社會(huì),是劉愛榮對(duì)自己的要求,也是她始終堅(jiān)守的初心。