結構有形 夢想無限?——訪二一八年度國家科技進步獎創新團隊獎獲得者清華大學團隊
結構有形 夢想無限
——訪二○一八年度國家科技進步獎創新團隊獎獲得者清華大學團隊
本報記者 董魯皖龍 通訊員 張佳偉 張靜
1月8日，2018年度國家科學技術獎勵大會在人民大會堂舉行，清華大學工程結構創新團隊獲國家科學技術進步獎創新團隊獎。
「沒有傳承就不會有創新，沒有積累就不會有突破，沒有新生力量就不會有源源動力，我們團隊的科研成果也是得益於前人的工作基礎、國家土木工程建設大發展的機遇，以及國內同行的大力支持。」團隊帶頭人、清華大學教授聶建國院士說。
2000年，清華大學在土木工程系和水利水電工程系的基礎上成立了土木水利學院，並整合結構工程研究所、岩土工程研究所、防災減災工程研究所等相關科研力量，組建了工程結構技術攻堅團隊，旨在打造多學科綜合性研究平台，進一步服務國家建設的重大需求。清華大學工程結構創新團隊正是在這樣的背景下誕生並成長起來的。
「結構有形，夢想無限」，對創新團隊來說，他們對於結構更適用、更安全、更經濟、更耐久、更美觀的追求，都將隨著一次次技術創新和一項項工程實踐，融入到國家建設中。
早在上世紀80年代初，聶建國就已經開始了對鋼—混凝土組合結構的研究。「那時候組合結構並不是熱門方向，在我國的研究和應用都很少。」面對質疑，聶建國堅持自己的選擇，並始終以此作為自己的科研主攻方向。
正如聶建國當年所預見的，隨著我國經濟快速發展，大型公共基礎設施建設對大跨重載結構產生了巨大需求。傳統的大跨重載混凝土結構自重大、截面尺寸大、構造複雜、施工困難，而傳統的大跨重載鋼結構截面高度大、使用空間受限、用鋼量大、造價高，作為對這兩類傳統結構形式的重要補充，鋼—混凝土組合結構可為解決這些傳統大跨重載結構的問題和彌補其不足提供新的選擇。
「鋼—混凝土組合結構的優勢在於能夠充分發揮鋼材和混凝土各自的特點，揚長避短，實現『1+1>2』的效果，但如何通過不同材料以及不同構件之間的優化組合，儘可能地實現『材盡其能』，成為團隊成員不斷探索的核心問題。」聶建國說。
聶建國帶領團隊在研究組合結構的新體系和新技術、基本性能、設計計算理論和設計方法等方面取得了一系列創新成果，解決了長期制約組合結構體系發展的「連接」與「抗裂」兩大瓶頸難題，有力促進了組合結構從構件層次向體系層次的提升。
據統計，僅北京就有300餘座橋樑採用了聶建國團隊研發的疊合板組合橋樑成果，他們還有多項成果被廣泛應用到各地的工程實踐中，解決了許多大型複雜工程結構中的關鍵技術難題，為國家戰略性工程提供了重要的技術支撐和安全保障，取得了顯著的技術經濟效益和社會效益。2013年，團隊摘得2012年度國家技術發明獎一等獎。
在聶建國看來，優秀科研成果的取得與優秀的科研團隊密不可分。「要重視對學生創新能力的培養，但更重要的是要『為人』，『為人』才能更好地『為學』。」聶建國說。
好機制建立起來了，成果便水到渠成。就在創新團隊獲得國家技術發明獎一等獎的第二年，以團隊成員張建民教授為第一完成人的「大型結構與土體接觸面力學試驗系統研製及應用」項目又摘得2013年度國家技術發明獎一等獎。
聶建國與張建民，是創新團隊中的兩位學術帶頭人。經過長期的努力，他們在各自的研究領域不斷創新、不斷交叉融合，促進了整個團隊的不斷發展。
從上世紀90年代起，張建民和同事們就從設備研製、試驗分析、理論探究和工程應用入手，針對結構與土體接觸面力學問題開展了系統的研究。他們建立了結構與土體接觸面靜動力學理論及測評技術，部分成果不僅被用到多部設計規範標準中，也被直接應用到地鐵車站、區間隧道抗震設計、國內外港口碼頭等設計中。除了為結構與土體系統的一體化設計提供了基礎性測評理論及技術平台，這些成果還使接觸面力學行為的測試與評價實現了科學化、合理化、精細化，被專家鑒定為「總體達到國際領先水平」。
創新團隊針對結構與土體協同工作系統抗震問題所具有的「多尺度、非線性、真三維、大系統」特徵，通過長期的系列研究，建立了較為完整的多層次結構與土體一體化設計理論、方法及技術體系，提出了非極限狀態地震土壓力、土體三地震變形等問題的實用預測方法。
以這些研究成果為基礎，創新團隊主持研編了我國首部專門針對地下結構抗震設計的國家標準《地下結構抗震設計標準》，改變了我國在抗震地區建設地下結構無統一標準可依的狀態，有力促進了地下結構抗震設計的科學性和規範性。
自2000年成立以來，創新團隊始終堅持「頂天、立地、樹人」的發展目標，針對結構與土體一體化設計中的關鍵科學技術難題，取得了高性能工程結構系列新體系、結構與土體一體化設計新理論、結構與土體協同工作系統精準模擬新技術三項標誌性創新成果。成果直接應用於建築、橋樑、高壩、國防、海洋等多個領域的320餘項大型複雜工程，獲得授權國家發明專利120項，被40餘部設計規範規程採納，獲國家技術發明獎一等獎2項、國家科技進步獎二等獎2項，對提升我國工程結構設計水平和國際競爭力起到了重要促進作用。本報北京1月8日電
《中國教育報》2019年01月09日第3版
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