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高亮:「藍領科學家」

扛著100斤的鋼板爬十幾米高,你有過這樣的經歷嗎?

北京交通大學土木建築工程學院教授高亮有過。

那是2008年,在京滬高鐵棗莊至蚌埠區間段的施工工地上。為了研發更適應現場施工情況的無砟軌道新型梁端錨固裝置——端刺結構,需要進行現場大型原位試驗,高亮帶領團隊在工地進行了長達三四個月的測試。其間,為了試驗,他帶著團隊,扛著鋼板爬上了十幾米高的地基。

他還經常光膀子。

高鐵工地常在荒郊野嶺,無遮無擋,一到酷暑,烈日當頭,地面溫度超過40攝氏度是家常便飯。

那裡,施工人員、技術人員都戴著草帽,光著膀子,埋頭苦幹。

這裡面就有高亮和他的團隊。帶到工地去的研究生也不例外,導師和團隊老師都光膀子了,誰還好意思扭捏?

在工地上光膀子、擠通鋪,這樣的情形,高亮已經數不清經歷了多少次。

有人開玩笑,科學家是腦力勞動者,但到了高亮那裡,咋就變成了體力勞動者?

「我們是藍領科學家!」團隊成員、副教授蔡小培說。

1.為國家節約2億元

為什麼要自己扛鋼板?

2008年夏天,高亮團隊在高鐵工地上做雙柱型端刺結構系統的試驗。試驗原定壓力加到1100噸,順利通過後,大家還沒來得及慶祝,有關方面提出,為了在安全上萬無一失,要加壓繼續測試,壓力加到1700噸!

當時已經入夜,給團隊幫忙搬運設備器材的施工工人疲憊不堪,早已回去休息了。但時間緊迫,怎麼辦?

沒有過多猶豫,高亮帶著團隊默默地抬起一塊塊100多斤的鋼板,往十多米高的地基上爬去……

最終,試驗順利完成,雙柱型端刺結構系統通過考驗。

高亮沒辦法鬆懈,沒辦法偷懶。

這個結構,在京滬高鐵建設指揮部的領導下,由高亮帶領團隊通過艱苦的理論攻關和技術創新為京滬高鐵量身打造。它的成功與否,關係到京滬高鐵能否按時完工,能否把這一關鍵技術掌握在中國人自己手裡。

工程界里,把總長1000米或單跨150米以上的橋樑稱作長大橋樑。全長1318公里的京滬高鐵橋樑長度約1100公里,占正線長度80%以上,其中長大橋樑比比皆是。按計劃,長大橋樑與路基連接處要使用一種無砟軌道梁端錨固裝置,這是一項德國鐵路專有技術。

不過,在京滬高鐵建造時,專家們卻發現德國結構與當時的施工狀況存在嚴重偏差,不僅造成嚴重的工程浪費,而且會使工期受到極大影響。然而在跟德國專家討論此問題時,德國專家卻十分強硬,一丁點改動都不允許。原來,德國專家作為當時的技術諮詢顧問,擁有重大技術實施的簽字權,對工程負有技術責任,德方擔心如有改動,將來萬一出了問題,己方要擔責。

然而,想著有可能產生的巨大浪費和工期延誤,中方人員心急如焚。基於此,自主研發更為科學、更為經濟的技術成為了工程建設的當務之急。

高亮團隊接下了這個任務。經過艱苦工作,他們精細模擬了車、軌道和橋樑、橋樑和路基的結構關係,為京滬高鐵設計出國內首創的雙柱型端刺結構系統。

要說服德國專家,便要在理論和試驗上做好充足的準備。於是,就有了高亮和大家一起扛鋼板的情景……事實證明,鋼板沒有白扛,新結構系統被證明更為科學、更為實用,可以更好地適應高速鐵路長大橋樑無砟軌道無縫線路結構,德國專家不得不承認該技術的合理性。

這次攻關,團隊研發了具有我國自主知識產權的高速鐵路CRTSII板式無砟軌道端刺結構,在京滬高速鐵路徐州至上海段共計使用200餘處,保證了質量及工期。此外,該結構還為其他客運專線端刺結構設計、使用提供了重要參考。

另外,他們花幾百萬元經費研究出的這項技術,僅在京滬高鐵上,就為國家節約了至少2億元。

2.最怕聽見「咣當」聲

「藍領」,工作上不追求浪漫。

高亮也是如此。

在文藝青年眼中,火車行駛時發出的「咣當、咣當」聲,是一種非常浪漫的聲音,它代表著遠方,代表著詩意。

但是,對「藍領科學家」高亮來說,這麼浪漫的聲響,他是「唯恐避之不及」。

為啥?因為他研究的,就是怎麼把這「咣當咣當」聲給弄沒了!

傳統的鐵路軌道,都是由一段段鋼軌接起來的,每段鋼軌之間留有縫隙。而火車要想跑得越來越快,必須消除軌縫,形成無縫線路以提高平順性。因此,無縫線路成為軌道交通速度越來越快的重要基礎之一。

然而,從技術角度而言,要達到這樣的效果,並非把鋼軌焊接在一起這麼簡單。高速鐵路軌道動輒幾百、上千公里,要保證如此長距離無縫軌道的強度、穩定性、平順性,是很大的難題。

更何況,當列車「飆」到300公里的時速,哪怕是幾毫米的縫隙,對於列車來說都是致命的,都有可能造成列車脫軌的重大安全事故。

高亮和團隊成員在國內外專家研究的基礎上,結合我國鐵路六次大提速以及高鐵建設的重大需求,承擔了當時鐵道部的大量課題,對無縫線路如何保證穩定、保證強度,怎樣提高不同結構的力學均衡性、線路的高平順、高穩定性等做了深入的理論研究和大量試驗及理論研究工作。

2007年10月,鐵一院找到高亮,請他帶隊解決鄭西跨渭河特大橋橋上無縫道岔設計問題。這一問題,國內外均無成熟的理論和經驗可供借鑒,屬於國際性技術難題。高亮帶領團隊構建了車輛—無縫道岔—橋樑實體空間精細化模擬理論模型,並通過室內外試驗、靜動力學模擬,成功完成渭南車站橋上道岔群的設計,得到了國外諮詢專家的高度認可。在該次攻關中形成的系統技術,隨後又在更大溫差的哈大高鐵中得到了應用。

「藍領」,講究一板一眼,追求標準規程。

高亮同樣如此。市場經濟時代,「一流的企業定標準」這句話,已廣為人知。其實,在工程界,如果誰的設計研發能成為國家採用的標準,同樣是莫大的榮譽。

早在2000年,高亮就聯合北京市政院、北京城建院、鐵三院等單位,先後在國內自主研發了土質路基上無砟軌道結構、直線電機軌道交通無砟軌道結構、長枕埋入式無砟軌道結構等,並成功應用到我國首條現代有軌電車大連軌道交通、首次採用直線電機軌道系統的廣州地鐵以及北京地鐵等,尤其是突破了我國土質路基上鋪設無砟軌道的禁區,其平順性及沉降控制技術取得了良好的效果。

一位鐵路總工程師看到現代有軌電車線路工程成果後讚歎:「這樣的路,飛機起降也沒有問題!」

繼CRTSII板式無砟軌道端刺結構後,高亮團隊又成功指導了我國具有完全自主知識產權的CRTSⅢ型板式無砟軌道路結構的研發。如今,CRTSⅢ型板式無砟軌道路結構已成為國內高鐵採用的標準板型,在高鐵「走出去」戰略中,具有舉足輕重的地位。

3.「把自己甩出去」

「藍領科學家」的氣質,不光高亮一人獨有,還「傳染」。

團隊成員、副教授肖宏,是高亮的「左膀右臂」。在他的字典里,幾乎沒有寒暑假和雙休日,甚至沒有夜晚。

當整個北京城進入夢鄉的時候,他經常帶著學生們背著重重的監測設備,走入地鐵隧道,步行兩公里到深處的試驗點,進行地鐵安全服役情況的檢查測試,為設計更安全、更優化的軌道結構提供依據。一直到清晨地鐵通電前,才收拾離開。

「我們這個團隊,就是紮根現場,哪裡有問題我們去哪裡,沒有吃苦精神是不行的。」肖宏說。

女講師張艷榮,加入高亮團隊剛兩年半,意外地掌握了幾項「跑酷」技能:翻牆、跳窗。

原來,團隊經常在辦公室、實驗室加班到半夜。大樓在晚上12點鎖門,怕打擾管理人員休息,他們乾脆練就了「飛檐走壁」的功夫,連張艷榮也不例外。

研究無砟軌道病害的張艷榮,也得和男老師們一樣,時不時下工地,上軌道檢查。這樣的檢查,只能在每天高鐵停運後的半夜進行,一查就是兩三個小時。第一次接觸鐵路時,張艷榮根本沒有經驗,還美哉美哉穿了雙高跟鞋,工人們趕緊給她找了雙絕緣鞋。如今,在寒冷的冬夜,裹上大棉襖,換上絕緣鞋,和工人們一起沿著軌道走上幾公里收集數據,對張艷榮來說,這已是再熟悉不過的流程。

「幹這一行,就是要把自己甩出去,折騰自己。」張艷榮說。

指導學生的過程中,高亮反覆向學生們強調的是,「要反覆核算計算參數、要反覆推敲結論」。在他看來,工程的計算容不得半點馬虎和偏差,否則就意味著巨大的損失和災難。

正是出於這樣的責任心,儘管悶熱的夏夜裡,高亮時不時會和大家一起去學校外面的小飯館裡擼串、喝啤酒,但在學業上,每個人都不會在他面前輕鬆過關。博士生殷浩就曾不幸中招。有次,他參加學術會議,上台作講解彙報,下來後,高亮對他好一通批評:「邏輯性差、重點不突出、廢話太多!」

殷浩至今難忘:「高老師連我彙報時語氣飄忽、不夠自信的問題都注意到了。這一次批評,讓我受益良久。」

4.使命感在工地升騰

高亮感激這個高鐵大發展的時代。

他說:「很多老前輩在無縫軌道無砟軌道上都有深入的研究,但是他們沒有我們那麼幸運,趕上高鐵大發展的時期,新軌道一建就是上千公里。」

那一年,使命感在京滬高鐵的工地上升騰。

「當時大家的想法是一致的。京滬高鐵建成之日,就應當是中國高鐵完全具有自主知識產權之時。」至今,回憶起那段歲月,高亮依然語氣亢奮。

在那次雙柱型端刺結構系統的驗證中,中德雙方的結構同時展開比拼。壓力加到1100噸,中方人員緊盯著德方試驗路段,只見該結構開始出現問題,端刺周邊產生大量裂縫。

「早先我們做了大量的計算,預計荷載施加到1100噸的時候,他們的結構肯定要出毛病。」如今回憶起當時的情形,高亮講得雲淡風輕。

掐准德方結構何時出毛病,掐准中方結構能承受1700噸荷載,這背後,是難以想像的複雜繁複的計算。甚至,他們為了精確,把德方使用的軟體都從頭到尾學了一遍,完全按德國人的計算分析方式,找出德國人自己都找不出的問題。

他多次跟團隊說:「我們的工作必須腳踏實地,來不得半點疏忽。」

這種責任心深深感染了團隊成員。2010年,團隊成員肖宏和辛濤研究京滬高鐵某有砟軌道路段的項目。理論研究完畢後,肖宏再奔赴某路段做試驗進行驗證。

其實,合同里沒要求他們一定試驗,只要做好理論設計就可以,但是肖宏他們覺得,一定要通過實際來驗證理論,因此不管有多困難,一定要把試驗做了。

「高教授是一位與同事同甘共苦、身先士卒的帶頭人。遇到技術問題,我們常常一起研究到深夜。在高教授的熏陶下,大家暢所欲言,目標一致,就是把活干好。」一直與高亮並肩作戰的副教授蔡小培說。

「高校的優勢是研究和創新思維,在設計、施工等單位的大力協助下,我們已經解決了大量工程現場遇到的問題和難題,下一步更多要做的是產學研結合,不能光做技術諮詢與服務,更要做一些能夠實現產業化的技術。」高亮說。他和團隊已在軌道交通基礎設施安全監測監控方面深耕十餘年,這一研究成果有望在智能軌道交通建設上發揮大作用。

「藍領科學家」,又謀划了新的藍圖。(本報記者 高毅哲 通訊員 袁芳)

《中國教育報》2017年06月08日第12版

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