“无应力状态的控制”与“有创新导向的追求”
——访中铁大桥局秦顺全院士
中铁大桥局秦顺全院士
从武汉长江二桥、芜湖长江大桥，到
郑州黄河公铁两用大桥，再到
东海大桥、
杭州湾大桥……大江南北、黄河内外，直至奔腾不息的入海口，一座座大桥跨越天堑，中铁大桥局也因此在中国桥梁建设史上留下了浓墨重彩的篇章。
作为中铁大桥局总工，秦顺全院士亲自主持了上述桥梁的方案设计与施工技术工作，获得一系列重大创新成果；主持制定了一整套行之有效的质量控制标准化体系，开国内大型桥梁企业之先河。而他所致力研究的桥梁分阶段施工的无应力状态控制法理论，更是指导了我国三十多座大型桥梁的施工和建设实践，取得了巨大的经济和社会效益。
中国桥梁网记者有幸采访了秦院士，特将其创新思维与工程理念记录如下，与众网友分享。
无应力状态法：从按部就班到多头并进的革命性飞跃
近几十年来，在桥梁建设领域，桥梁结构分阶段施工理论已取得了长足发展。从拱桥和连续梁桥的无支架施工，到斜拉桥的悬臂施工技术，其传统施工工法的共同特征：桥梁结构从开始施工到成桥，必须经历一个复杂的多阶段构件施工安装和体系转换过程。
以传统的斜拉桥的“倒退分析法”为例，以成桥的目标状态为计算的起始点，按正装顺序的逆序进行倒拆计算，通过内力和位移数值的累加确定斜拉桥施工各中间阶段的结构内力和线形。
这种计算方法的弊端是显而易见的：步骤繁琐且计算量庞大，当某一步骤调整时，就必须进行全过程的倒拆正装计算。并且现场对施工先后次序的要求非常严格，一个工序结束后才能开始下一个工序，否则难以保障施工安全。
秦顺全院士深入探析传统的“倒拆法”之后，发现这一理论的基础是：施工形成过程与最终成桥结构的内力和位移状态紧密相关。他进一步研究发现，最终的成桥状态，与构件单元在安装时零应力状态下的长度和曲率有关。那么，如果用构件单元的无应力状态量建立起桥梁建造中的过程状态和最终状态的联系，利用成桥时的荷载、边界条件、
结构体系和单元的无应力曲率，可直接解算成桥状态的内力和位移。这样就不必考虑中间工序对施工的影响，直接将构件单元安装控制成成桥状态即可。
这一理论应用于实践，其效用是显而易见的：简化了现场施工操作，多种作业可以同时进行，提高了施工效率和工程质量。整座桥梁的计算量也因此得到大大简化，即便设计有所变更，调整计算也十分方便。
经过多年的研究，秦顺全将这一理论在工程实践中逐步发展和完善。武汉长江二桥、
大胜关长江大桥、
白沙洲长江大桥、
天兴洲长江大桥……无应力状态控制法在三十多座大型桥梁的成功运用，不仅缩短了工期、降低了造价，也奠定了该理论的成功基础。
创新来自解决问题的实际需要
回顾秦顺全院士的
创新历程，可谓历史久远。早在参与建设武汉长江二桥期间，他就曾在机房中闭门不出，最后终于潜心研究出“无应力索长计算方法控制软件系统”。这一套控制软件，目前还在斜拉桥设计施工中普遍使用，成为不可或缺的辅助工具。
后来，他又参与研究了
芜湖长江大桥的“大跨度低塔斜拉桥板桁组合结构建造技术”，获国家科技进步一等奖；主持研究了应用于东海大桥和杭州湾大桥的“海上长桥整孔箱梁运架技术及装备”，为提升我国跨海桥梁建造技术水平奠定了基础，获国家科技进步二等奖。发明了大型深水基础钢吊箱围堰整体浮运定位施工技术，实现了大型钢吊箱围堰定位量化控制、精确定位和带载升降调整，在武汉天兴洲长江大桥和大胜关长江大桥基础施工中得到了应用，为大型深水基础施工提供了新的方法……
武汉天兴洲长江大桥
回顾这一系列工程与创新成果，发现这二十多年来，他的创新之路几乎从未停顿。研究土木工程的人常常会有一种天然的保守倾向，那么，他又是怎样成功地做到不断创新的？
秦顺全略一思忖，答道：“创新的出发点和着眼点必须是为了解决工程问题。在建设大型桥梁过程中，我们总会遭遇到许多挑战，用常规的思路和方式来解决可能事倍功半，这便迫使我们不断地寻找更优的途径。”
“真正的创新并非易事。要实现桥梁技术的提升，还要突破自身的技术局限。所以在工程实践中，绝不能原地踏步。上个桥是怎么做的，这个桥依旧照搬，这样的因循守旧、拒绝变化，就没有真正的进步。在实践过后，还要注意总结，将之升华为理论。”
“年轻人要培养自己敏锐的洞察力，学会抓住灵光一现的东西。抓住了这样的灵感就要精益求精，进一步钻研进去。许多人有着浮躁的心态，一时没有成果就很快放弃了。不求甚解，也不总结升华，就很难有真正的进步。”
“还有的人以为创新就是学会国外的先进技术，掌握了某种高端工具的使用方法，这也是一种误区。真正的创新，需要有理念的革新和理论的升华。”
事业的成功源于内心的热爱
在采访中，记者与秦顺全院士谈及时下许多青年桥梁工程师的困惑与迷茫，以及桥梁界普遍的浮躁之风。
秦顺全院士耐心聆听，并感慨道：“从事桥梁建设并不是一件容易的事情，要付出许多的艰辛和努力才可能有所成就。从事
设计的人员，一定要常常到施工现场去，要多到工地上摸爬滚打，才可能作出符合施工实践的设计。”
那么，青年人往往遭遇科研中的瓶颈，实地操作的艰辛，这一切又该如何克服？
秦顺全院士强调说：“热爱桥梁事业很重要，只有发自内心地热爱这一行，才能持之以恒地坚持下去。如果仅仅将它作为谋生的手段，绝不会有大的作为。”
采访中，秦顺全院士未有只言片语谈及自己造桥的艰辛——尽管这二十多年来的殚精竭虑，令这位四十多岁的院士，两鬓已经斑白。但每每谈及某座桥梁的技术创新点，冷静而内敛的秦顺全院士，眼神中便迸发出专注而炽热的激情。
或许，正是源于这样的激情和热爱，才有了秦院士对创新无止境的追求，才铸就了他在理论探索中一步步踏实前进的历程。
