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    结构有形 梦想无限

    ——访二○一八年度国家科技进步奖创新团队奖获得者清华大学团队

    发布时间:2019-01-09 编辑:本报记者 董鲁皖龙 通讯员 张佳伟 张静 来源:中国教育报

    1月8日,2018年度国家科学技术奖励大会在人民大会堂举行,清华大学工程结构创新团队获国家科学技术进步奖创新团队奖。

    “没有传承就不会有创新,没有积累就不会有突破,没有新生力量就不会有源源动力,大家团队的科研成果也是得益于前人的工作基础、国家土木工程建设大发展的机遇,以及国内同行的大力支撑。”团队带头人、清华大学教授聂建国院士说。

    2000年,清华大学在土木工程系和水利水电工程系的基础上成立了土木水利学院,并整合结构工程研究所、岩土工程研究所、防灾减灾工程研究所等相关科研力量,组建了工程结构技术攻坚团队,旨在打造多学科综合性研究平台,进一步服务国家建设的重大需求。清华大学工程结构创新团队正是在这样的背景下诞生并成长起来的。

    “结构有形,梦想无限”,对创新团队来说,他们对于结构更适用、更安全、更经济、更耐久、更美观的追求,都将随着一次次技术创新和一项项工程实践,融入到国家建设中。

    早在上世纪80年代初,聂建国就已经开始了对钢—混凝土组合结构的研究。“那时候组合结构并不是热门方向,在我国的研究和应用都很少。”面对质疑,聂建国坚持自己的选择,并始终以此作为自己的科研主攻方向。

    正如聂建国当年所预见的,随着我国经济快速发展,大型公共基础设施建设对大跨重载结构产生了巨大需求。传统的大跨重载混凝土结构自重大、截面尺寸大、构造复杂、施工困难,而传统的大跨重载钢结构截面高度大、使用空间受限、用钢量大、造价高,作为对这两类传统结构形式的重要补充,钢—混凝土组合结构可为解决这些传统大跨重载结构的问题和弥补其不足提供新的选择。

    “钢—混凝土组合结构的优势在于能够充分发挥钢材和混凝土各自的特点,扬长避短,实现‘1+1>2’的效果,但如何通过不同材料以及不同构件之间的优化组合,尽可能地实现‘材尽其能’,成为团队成员不断探索的核心问题。”聂建国说。

    聂建国带领团队在研究组合结构的新体系和新技术、基本性能、设计计算理论和设计方法等方面取得了一系列创新成果,解决了长期制约组合结构体系发展的“连接”与“抗裂”两大瓶颈难题,有力促进了组合结构从构件层次向体系层次的提升。

    据统计,仅北京就有300余座桥梁采用了聂建国团队研发的叠合板组合桥梁成果,他们还有多项成果被广泛应用到各地的工程实践中,解决了许多大型复杂工程结构中的关键技术难题,为国家战略性工程提供了重要的技术支撑和安全保障,取得了显著的技术经济效益和社会效益。2013年,团队摘得2012年度国家技术发明奖一等奖。

    在聂建国看来,优秀科研成果的取得与优秀的科研团队密不可分。“要重视对学生创新能力的培养,但更重要的是要‘为人’,‘为人’才能更好地‘为学’。”聂建国说。

    好机制建立起来了,成果便水到渠成。就在创新团队获得国家技术发明奖一等奖的第二年,以团队成员张建民教授为第一完成人的“大型结构与土体接触面力学试验系统研制及应用”项目又摘得2013年度国家技术发明奖一等奖。

    聂建国与张建民,是创新团队中的两位学术带头人。经过长期的努力,他们在各自的研究领域不断创新、不断交叉融合,促进了整个团队的不断发展。

    从上世纪90年代起,张建民和同事们就从设备研制、试验分析、理论探究和工程应用入手,针对结构与土体接触面力知识题开展了系统的研究。他们建立了结构与土体接触面静动力学理论及测评技术,部分成果不仅被用到多部设计规范标准中,也被直接应用到地铁车站、区间隧道抗震设计、国内外港口码头等设计中。除了为结构与土体系统的一体化设计提供了基础性测评理论及技术平台,这些成果还使接触面力学行为的测试与评价实现了科学化、合理化、精细化,被专家鉴定为“总体达到国际领先水平”。

    创新团队针对结构与土体协同工作系统抗震问题所具有的“多尺度、非线性、真三维、大系统”特征,通过长期的系列研究,建立了较为完整的多层次结构与土体一体化设计理论、方法及技术体系,提出了非极限状态地震土压力、土体三地震变形等问题的实用预测方法。

    以这些研究成果为基础,创新团队主持研编了我国首部专门针对地下结构抗震设计的国家标准《地下结构抗震设计标准》,改变了我国在抗震地区建设地下结构无统一标准可依的状态,有力促进了地下结构抗震设计的科学性和规范性。

    自2000年成立以来,创新团队始终坚持“顶天、立地、树人”的发展目标,针对结构与土体一体化设计中的关键科学技术难题,取得了高性能工程结构系列新体系、结构与土体一体化设计新理论、结构与土体协同工作系统精准模拟新技术三项标志性创新成果。成果直接应用于建筑、桥梁、高坝、国防、海洋等多个领域的320余项大型复杂工程,获得授权国家发明专利120项,被40余部设计规范规程采纳,获国家技术发明奖一等奖2项、国家科技进步奖二等奖2项,对提升我国工程结构设计水平和国际竞争力起到了重要促进作用。本报北京1月8日电

    《中国教育报》2019年01月09日第3版 

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