讓中國(guó)橋梁既“身強(qiáng)體壯”又“聰明過人” 急需提升自主創(chuàng)新能力

中國(guó)已建橋梁達(dá)100多萬座，其中許多橋梁已經(jīng)步入“中老年”。這些“中老年”橋梁如何養(yǎng)護(hù)?跨越外海、深山、深谷的橋梁，又該如何破解建設(shè)難題?

在東南大學(xué)橋梁研究中心揭牌儀式上，該中心主任、中國(guó)工程院院士、我國(guó)著名橋梁工程專家張喜剛介紹，當(dāng)前，在世界排名前10的各類型橋梁中，中國(guó)占據(jù)了半壁江山。不過，張喜剛認(rèn)為，我國(guó)在橋梁的基礎(chǔ)研究、材料性能、建造技術(shù)、學(xué)科建設(shè)等方面都存在制約行業(yè)發(fā)展的短板。

中國(guó)橋梁急需提升自主創(chuàng)新能力

張喜剛從事橋梁設(shè)計(jì)工作多年，主持過多個(gè)重大工程項(xiàng)目，見證了中國(guó)橋梁建設(shè)的突飛猛進(jìn)。在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)，他說：“中國(guó)已經(jīng)是世界橋梁大國(guó)，正在向橋梁強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)，尤其是大跨徑斜拉橋和拱橋，已處于世界領(lǐng)先水平。”

張喜剛認(rèn)為：“中國(guó)橋梁行業(yè)急需提升自主創(chuàng)新能力，未來橋梁建設(shè)將向外海、深山峽谷以及高原山區(qū)拓展。這些地區(qū)的地質(zhì)、水文條件復(fù)雜，還有各種自然災(zāi)害的襲擾，橋梁建設(shè)環(huán)境復(fù)雜、建設(shè)難度更大，有很多關(guān)鍵問題亟待解決，這也是世界所有國(guó)家橋梁工程發(fā)展的難題。”

那些跨越高山大海，讓天塹變通途的既有橋梁，也面臨新的問題。張喜剛表示，中國(guó)現(xiàn)代橋梁總數(shù)超過100萬座，但不少早期建設(shè)的橋，受制于當(dāng)時(shí)的建設(shè)理念、技術(shù)水平、質(zhì)量控制、建設(shè)隊(duì)伍等因素，質(zhì)量和品質(zhì)并不是很好，所以使用20多年后就開始有“病害”了，現(xiàn)在不少橋梁已經(jīng)到了“中老年”，約有1/7左右的橋成為危橋。“如何保障橋梁的安全，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處置大橋的“病害”，怎么維持、提升橋梁的性能，這是一個(gè)全新的領(lǐng)域，國(guó)外的橋梁建設(shè)也沒能很好解決。”張喜剛說。

他認(rèn)為，目前中國(guó)橋梁領(lǐng)域?qū)A(chǔ)性研究重視程度不夠，缺少延續(xù)性，原創(chuàng)性成果較少;材料技術(shù)與橋梁產(chǎn)業(yè)需求吻合度不高，材料研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化水平亟待提升;建造技術(shù)、設(shè)計(jì)技術(shù)面臨變革，專業(yè)軟件亟待國(guó)產(chǎn)化，智能建造水平有待提高;監(jiān)測(cè)精度及穩(wěn)定性有待提高，智能信息技術(shù)研究應(yīng)用不足;多學(xué)科融合的智能橋梁學(xué)科體系尚未建立。

智能是橋梁工程高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵和核心

在張喜剛看來，安全、智能、綠色是中國(guó)橋梁高質(zhì)量發(fā)展的方向，而智能是橋梁工程高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵和核心，“工業(yè)化、信息化、智能化”則是智能橋梁的三大要素。

“工業(yè)化可以實(shí)現(xiàn)橋梁快速制造，穩(wěn)定質(zhì)量;信息化則可以對(duì)橋梁實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)管控;智能化則可以實(shí)現(xiàn)科學(xué)建造和智能決策。”張喜剛說。

他所說的智能化包括智能設(shè)計(jì)、智能建造、智能管養(yǎng)、智能使用。他舉了個(gè)例子，傳統(tǒng)橋梁設(shè)計(jì)依靠工程師的經(jīng)驗(yàn)和工人的現(xiàn)場(chǎng)施工，而憑借全新智能化的流程和平臺(tái)，大橋可以在數(shù)字化建模后，在工廠由機(jī)器加工生產(chǎn)構(gòu)件、由施工裝備現(xiàn)場(chǎng)拼裝。大橋設(shè)計(jì)施工的全過程數(shù)字檔案，可以交給管養(yǎng)團(tuán)隊(duì)結(jié)合后期橋梁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，給大橋做體檢，怎么養(yǎng)護(hù)，何時(shí)養(yǎng)護(hù)，需要多大投入，都可以智能化管理。

對(duì)此，東南大學(xué)橋梁研究中心將致力于橋梁結(jié)構(gòu)安全、智能建養(yǎng)的研究，聚焦橋梁新材料及組合結(jié)構(gòu)、橋梁新型基礎(chǔ)、橋梁動(dòng)力災(zāi)變及安全控制、橋梁智能建造、橋梁智能監(jiān)測(cè)及管養(yǎng)等橋梁工程前瞻性、戰(zhàn)略性、創(chuàng)新性的基礎(chǔ)理論方法和關(guān)鍵核心技術(shù)，建設(shè)多學(xué)科共建的科技創(chuàng)新基地。(金鳳俞佳寧)