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中国教育报:扛着百斤钢板爬高十几米,光着膀子在烈日下做试验,高铁时代里,有这样一位科学家——高亮:“蓝领科学家”

 

 

 

 

走在轨道上,北京交通大学土木建筑工程学院教授高亮(图二中)也走向了自己的梦想和使命。

 

扛着100斤的钢板爬十几米高,你有过这样的经历吗?

北京交通大学土木建筑工程学院教授高亮有过。

那是2008年,在京沪高铁枣庄至蚌埠区间段的施工工地上。为了研发更适应现场施工情况的无砟轨道新型梁端锚固装置——端刺结构,需要进行现场大型原位试验,高亮带领团队在工地进行了长达三四个月的测试。其间,为了试验,他带着团队,扛着钢板爬上了十几米高的地基。

他还经常光膀子。

高铁工地常在荒郊野岭,无遮无挡,一到酷暑,烈日当头,地面温度超过40摄氏度是家常便饭。

那里,施工人员、技术人员都戴着草帽,光着膀子,埋头苦干。

这里面就有高亮和他的团队。带到工地去的研究生也不例外,导师和团队老师都光膀子了,谁还好意思扭捏?

在工地上光膀子、挤通铺,这样的情形,高亮已经数不清经历了多少次。

有人开玩笑,科学家是脑力劳动者,但到了高亮那里,咋就变成了体力劳动者?

 “我们是蓝领科学家!”团队成员、副教授蔡小培说。

 1.为国家节约2亿元

为什么要自己扛钢板?

2008年夏天,高亮团队在高铁工地上做双柱型端刺结构系统的试验。试验原定压力加到1100吨,顺利通过后,大家还没来得及庆祝,有关方面提出,为了在安全上万无一失,要加压继续测试,压力加到1700吨!

当时已经入夜,给团队帮忙搬运设备器材的施工工人疲惫不堪,早已回去休息了。但时间紧迫,怎么办?

没有过多犹豫,高亮带着团队默默地抬起一块块100多斤的钢板,往十多米高的地基上爬去……

最终,试验顺利完成,双柱型端刺结构系统通过考验。

高亮没办法松懈,没办法偷懒。

这个结构,在京沪高铁建设指挥部的领导下,由高亮带领团队通过艰苦的理论攻关和技术创新为京沪高铁量身打造。它的成功与否,关系到京沪高铁能否按时完工,能否把这一关键技术掌握在中国人自己手里。

工程界里,把总长1000米或单跨150米以上的桥梁称作长大桥梁。全长1318公里的京沪高铁桥梁长度约1100公里,占正线长度80%以上,其中长大桥梁比比皆是。按计划,长大桥梁与路基连接处要使用一种无砟轨道梁端锚固装置,这是一项德国铁路专有技术。

不过,在京沪高铁建造时,专家们却发现德国结构与当时的施工状况存在严重偏差,不仅造成严重的工程浪费,而且会使工期受到极大影响。然而在跟德国专家讨论此问题时,德国专家却十分强硬,一丁点改动都不允许。原来,德国专家作为当时的技术咨询顾问,拥有重大技术实施的签字权,对工程负有技术责任,德方担心如有改动,将来万一出了问题,己方要担责。

然而,想着有可能产生的巨大浪费和工期延误,中方人员心急如焚。基于此,自主研发更为科学、更为经济的技术成为了工程建设的当务之急。

高亮团队接下了这个任务。经过艰苦工作,他们精细模拟了车、轨道和桥梁、桥梁和路基的结构关系,为京沪高铁设计出国内首创的双柱型端刺结构系统。

要说服德国专家,便要在理论和试验上做好充足的准备。于是,就有了高亮和大家一起扛钢板的情景……事实证明,钢板没有白扛,新结构系统被证明更为科学、更为实用,可以更好地适应高速铁路长大桥梁无砟轨道无缝线路结构,德国专家不得不承认该技术的合理性。

这次攻关,团队研发了具有我国自主知识产权的高速铁路CRTSII板式无砟轨道端刺结构,在京沪高速铁路徐州至上海段共计使用200余处,保证了质量及工期。此外,该结构还为其他客运专线端刺结构设计、使用提供了重要参考。

    另外,他们花几百万元经费研究出的这项技术,仅在京沪高铁上,就为国家节约了至少2亿元。

    2.最怕听见“咣当”声

 “蓝领”,工作上不追求浪漫。

高亮也是如此。

在文艺青年眼中,火车行驶时发出的“咣当、咣当”声,是一种非常浪漫的声音,它代表着远方,代表着诗意。

但是,对“蓝领科学家”高亮来说,这么浪漫的声响,他是“唯恐避之不及”。

为啥?因为他研究的,就是怎么把这“咣当咣当”声给弄没了!

传统的铁路轨道,都是由一段段钢轨接起来的,每段钢轨之间留有缝隙。而火车要想跑得越来越快,必须消除轨缝,形成无缝线路以提高平顺性。因此,无缝线路成为轨道交通速度越来越快的重要基础之一。

然而,从技术角度而言,要达到这样的效果,并非把钢轨焊接在一起这么简单。高速铁路轨道动辄几百、上千公里,要保证如此长距离无缝轨道的强度、稳定性、平顺性,是很大的难题。

更何况,当列车“飙”到300公里的时速,哪怕是几毫米的缝隙,对于列车来说都是致命的,都有可能造成列车脱轨的重大安全事故。

高亮和团队成员在国内外专家研究的基础上,结合我国铁路六次大提速以及高铁建设的重大需求,承担了当时铁道部的大量课题,对无缝线路如何保证稳定、保证强度,怎样提高不同结构的力学均衡性、线路的高平顺、高稳定性等做了深入的理论研究和大量试验及理论研究工作。

2007年10月,铁一院找到高亮,请他带队解决郑西跨渭河特大桥桥上无缝道岔设计问题。这一问题,国内外均无成熟的理论和经验可供借鉴,属于国际性技术难题。高亮带领团队构建了车辆—无缝道岔—桥梁实体空间精细化仿真理论模型,并通过室内外试验、静动力学仿真,成功完成渭南车站桥上道岔群的设计,得到了国外咨询专家的高度认可。在该次攻关中形成的系统技术,随后又在更大温差的哈大高铁中得到了应用。

 “蓝领”,讲究一板一眼,追求标准规程。

高亮同样如此。市场经济时代,“一流的企业定标准”这句话,已广为人知。其实,在工程界,如果谁的设计研发能成为国家采用的标准,同样是莫大的荣誉。

早在2000年,高亮就联合北京市政院、北京城建院、铁三院等单位,先后在国内自主研发了土质路基上无砟轨道结构、直线电机轨道交通无砟轨道结构、长枕埋入式无砟轨道结构等,并成功应用到我国首条现代有轨电车大连轨道交通、首次采用直线电机轨道系统的广州地铁以及北京地铁等,尤其是突破了我国土质路基上铺设无砟轨道的禁区,其平顺性及沉降控制技术取得了良好的效果。

一位铁路总工程师看到现代有轨电车线路工程成果后赞叹:“这样的路,飞机起降也没有问题!”

继CRTSII板式无砟轨道端刺结构后,高亮团队又成功指导了我国具有完全自主知识产权的CRTSⅢ型板式无砟轨道路结构的研发。如今,CRTSⅢ型板式无砟轨道路结构已成为国内高铁采用的标准板型,在高铁“走出去”战略中,具有举足轻重的地位。

    3.“把自己甩出去”

 “蓝领科学家”的气质,不光高亮一人独有,还“传染”。

团队成员、副教授肖宏,是高亮的“左膀右臂”。在他的字典里,几乎没有寒暑假和双休日,甚至没有夜晚。

当整个北京城进入梦乡的时候,他经常带着学生们背着重重的监测设备,走入地铁隧道,步行两公里到深处的试验点,进行地铁安全服役情况的检查测试,为设计更安全、更优化的轨道结构提供依据。一直到清晨地铁通电前,才收拾离开。

 “我们这个团队,就是扎根现场,哪里有问题我们去哪里,没有吃苦精神是不行的。”肖宏说。

女讲师张艳荣,加入高亮团队刚两年半,意外地掌握了几项“跑酷”技能:翻墙、跳窗。

原来,团队经常在办公室、实验室加班到半夜。大楼在晚上12点锁门,怕打扰管理人员休息,他们干脆练就了“飞檐走壁”的功夫,连张艳荣也不例外。

研究无砟轨道病害的张艳荣,也得和男老师们一样,时不时下工地,上轨道检查。这样的检查,只能在每天高铁停运后的半夜进行,一查就是两三个小时。第一次接触铁路时,张艳荣根本没有经验,还美哉美哉穿了双高跟鞋,工人们赶紧给她找了双绝缘鞋。如今,在寒冷的冬夜,裹上大棉袄,换上绝缘鞋,和工人们一起沿着轨道走上几公里收集数据,对张艳荣来说,这已是再熟悉不过的流程。

 “干这一行,就是要把自己甩出去,折腾自己。”张艳荣说。

指导学生的过程中,高亮反复向学生们强调的是,“要反复核算计算参数、要反复推敲结论”。在他看来,工程的计算容不得半点马虎和偏差,否则就意味着巨大的损失和灾难。

正是出于这样的责任心,尽管闷热的夏夜里,高亮时不时会和大家一起去学校外面的小饭馆里撸串、喝啤酒,但在学业上,每个人都不会在他面前轻松过关。博士生殷浩就曾不幸中招。有次,他参加学术会议,上台作讲解汇报,下来后,高亮对他好一通批评:“逻辑性差、重点不突出、废话太多!”

殷浩至今难忘:“高老师连我汇报时语气飘忽、不够自信的问题都注意到了。这一次批评,让我受益良久。”

4.使命感在工地升腾

高亮感激这个高铁大发展的时代。

他说:“很多老前辈在无缝轨道无砟轨道上都有深入的研究,但是他们没有我们那么幸运,赶上高铁大发展的时期,新轨道一建就是上千公里。”

那一年,使命感在京沪高铁的工地上升腾。

 “当时大家的想法是一致的。京沪高铁建成之日,就应当是中国高铁完全具有自主知识产权之时。”至今,回忆起那段岁月,高亮依然语气亢奋。

在那次双柱型端刺结构系统的验证中,中德双方的结构同时展开比拼。压力加到1100吨,中方人员紧盯着德方试验路段,只见该结构开始出现问题,端刺周边产生大量裂缝。

 “早先我们做了大量的计算,预计荷载施加到1100吨的时候,他们的结构肯定要出毛病。”如今回忆起当时的情形,高亮讲得云淡风轻。

掐准德方结构何时出毛病,掐准中方结构能承受1700吨荷载,这背后,是难以想象的复杂繁复的计算。甚至,他们为了精确,把德方使用的软件都从头到尾学了一遍,完全按德国人的计算分析方式,找出德国人自己都找不出的问题。

他多次跟团队说:“我们的工作必须脚踏实地,来不得半点疏忽。”

这种责任心深深感染了团队成员。2010年,团队成员肖宏和辛涛研究京沪高铁某有砟轨道路段的项目。理论研究完毕后,肖宏再奔赴某路段做试验进行验证。

其实,合同里没要求他们一定试验,只要做好理论设计就可以,但是肖宏他们觉得,一定要通过实际来验证理论,因此不管有多困难,一定要把试验做了。

 “高教授是一位与同事同甘共苦、身先士卒的带头人。遇到技术问题,我们常常一起研究到深夜。在高教授的熏陶下,大家畅所欲言,目标一致,就是把活干好。”一直与高亮并肩作战的副教授蔡小培说。

 “高校的优势是研究和创新思维,在设计、施工等单位的大力协助下,我们已经解决了大量工程现场遇到的问题和难题,下一步更多要做的是产学研结合,不能光做技术咨询与服务,更要做一些能够实现产业化的技术。”高亮说。他和团队已在轨道交通基础设施安全监测监控方面深耕十余年,这一研究成果有望在智能轨道交通建设上发挥大作用。

 “蓝领科学家”,又谋划了新的蓝图。(本报记者 高毅哲 通讯员 袁芳)