易倫雄曾主持京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋、公安長江大橋、洞庭湖大橋、商合杭鐵路蕪湖長江公鐵大橋等多座大型、特大型橋梁的設(shè)計工作,先后獲得國家科技進步特等獎1項、二等獎1項,省部級優(yōu)秀工程設(shè)計與科技進步獎15項。
一橋飛架跨天塹。7月18日,湖北宜昌又一座長江大橋——宜昌至喜長江大橋通車,該橋是替代葛洲壩壩頂公路的“反恐大橋”,是保障三峽工程安全運行的重大戰(zhàn)略項目。
這是中鐵大橋勘測設(shè)計院集團有限公司副總工程師易倫雄主持設(shè)計的第十座大型橋梁。
21歲大學(xué)畢業(yè)后,易倫雄便開始了他的“造橋夢”,30年過去了,他主持了新中國橋梁建設(shè)事業(yè)的第六座里程碑——京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋、世界最大跨度重載鐵路橋梁——公安長江大橋、世界最大跨度鐵路三塔斜拉橋——洞庭湖大橋、世界首座高低矮塔公鐵兩用斜拉橋——商合杭鐵路蕪湖長江公鐵大橋等多座大型、特大型橋梁的設(shè)計工作,先后獲得國家科技進步特等獎1項、二等獎1項,省部級優(yōu)秀工程設(shè)計與科技進步獎15項。
自我否定“十年之功”
京滬高鐵南京大勝關(guān)長江大橋是易倫雄的得意之作。該橋是世界首座六線鐵路橋梁,創(chuàng)下高速鐵路橋梁體量、跨度、荷載、速度4項世界第一。
上世紀(jì)90年代初,國人對高鐵還很陌生,但國家決定先期研究京滬高速鐵路。
時年26歲的易倫雄被委任為前期工作組專業(yè)負責(zé)人,他和團隊開始對高鐵大跨度橋梁的合理橋型結(jié)構(gòu)以及高速行車性能展開研究。
歷經(jīng)10年,他們在3個可能橋位中選出了上元門橋位,并在圖紙上“建”起一座理念先進、功能優(yōu)異的虛擬三塔斜拉橋,該設(shè)計獲得了國內(nèi)外橋梁界的極高評價。
但2003年國家開建京滬高鐵時,南京段跨越長江的橋址改選至上元門橋位上游20公里的大勝關(guān)。
橋址變了,易倫雄推翻原有設(shè)計“重新再來”,這讓一些橋梁專家不能理解,因為這意味著“十年之功,廢于一旦”。
但易倫雄的解釋是,新橋址河道的水文、河勢、通航等建橋條件發(fā)生了變化,三塔斜拉橋不適合大勝關(guān),而且整橋造價高,施工難度大。在他的堅持下,最終橋型改為雙聯(lián)拱鋼桁拱橋,造價比斜拉橋節(jié)省20%,橋型也更加優(yōu)美流暢。
自主創(chuàng)新應(yīng)對各種挑戰(zhàn)
當(dāng)時要建大勝關(guān)長江大橋這樣一座大橋,國內(nèi)外沒有可供借鑒的先例,很多技術(shù)環(huán)節(jié)只能依靠自主攻關(guān),易倫雄的設(shè)計生涯遭遇前所未有的挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)普速鐵路橋梁多為鋼桁架格子梁,再鋪枕木和鋼軌,這種結(jié)構(gòu)不適合高速列車。易倫雄通過反復(fù)計算,推敲構(gòu)造細節(jié)、制造細節(jié),提出了世界首創(chuàng)的三片主桁與鐵路橋面相結(jié)合的共同受力結(jié)構(gòu)體系。這一結(jié)構(gòu)滿足了該橋高速、重載、大跨要求,讓列車在時速350公里時仍能保持很好的舒適度和平穩(wěn)性,實現(xiàn)了我國大跨度鐵路橋梁從“普速”向“高速”的跨越。
大勝關(guān)大橋先后被評為國家科技進步特等獎,國際橋梁大會“喬治·理查德森”獎以及國際橋協(xié)杰出結(jié)構(gòu)獎,并被國際橋梁界視為“世界高速鐵路橋梁建設(shè)的典范”。對于這項長達十幾年的馬拉松式設(shè)計,易倫雄的自我評價誠懇而淡然:“我盡了自己的努力,做了這代大橋人的事,我很滿意。”
近20年,我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),尤其是橋梁工程得到前所未有的發(fā)展,橋梁類型多、跨度突破大、技術(shù)進步快,作為橋梁設(shè)計師,易倫雄也不斷面臨新挑戰(zhàn)。
2012年,在設(shè)計世界最大跨度三塔鐵路斜拉橋——蒙西華中鐵路洞庭湖特大橋過程中,由于該橋結(jié)構(gòu)形式特殊,易倫雄創(chuàng)造性地采用鋼箱—桁組合結(jié)構(gòu)梁,將斜拉索錨在直接承載的鋼箱兩側(cè),改善了主梁受力,同時通過桁架加勁增大主梁剛度,從而滿足鐵路運行剛度要求,這是世界首次在斜拉橋上采用該結(jié)構(gòu)形式。
易倫雄常說這樣一句話:“自主創(chuàng)新是工程技術(shù)持續(xù)發(fā)展的根本動力,也是我國從橋梁大國向橋梁強國邁進的唯一途徑。”
設(shè)計師的副業(yè)是“煉鋼工人”
從南京長江大橋的“爭氣鋼”低合金鋼,到九江長江大橋的15錳釩氮鋼,再到蕪湖長江大橋的低碳中強鋼—14錳鈮鋼,每一座大橋背后,都有一段與橋梁用鋼相關(guān)的故事。
作為中鐵大橋院鋼結(jié)構(gòu)的學(xué)科帶頭人,在不斷學(xué)習(xí)、研究的過程中,易倫雄緊緊抓住國內(nèi)幾座里程碑式橋梁工程的需求,牽頭進行了系列橋梁用高性能鋼的研發(fā)、制造與工程應(yīng)用,帶動了我國在高性能高強度結(jié)構(gòu)鋼領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展。
2003年在設(shè)計南京大勝關(guān)長江大橋時,當(dāng)時國內(nèi)橋梁普遍采用的是Q370q鋼,如果大勝關(guān)大橋上也采用該鋼種,鋼板厚度將超過100毫米,這意味著鋼板制造、后期加工難度非常大;并且現(xiàn)有的橋梁規(guī)模和桿件不可能負荷如此沉重的大橋,因此必須開發(fā)新的鋼材來滿足橋梁整體受力要求。
為此,易倫雄牽頭聯(lián)合鋼鐵企業(yè)攻關(guān),經(jīng)過3年多的反復(fù)實驗、驗證,成功研發(fā)出高性能Q420qE結(jié)構(gòu)鋼,這種鋼具有強度高、韌性好、焊接性能優(yōu)、耐大氣腐蝕等顯著優(yōu)勢,全面滿足了大跨、重載、高速鐵路橋梁的建設(shè)需求。之后,結(jié)合滬通長江大橋建設(shè),他又積極參與了Q500qE高性能結(jié)構(gòu)鋼的研發(fā)應(yīng)用。
系列高性能結(jié)構(gòu)鋼的研發(fā)應(yīng)用,讓我國形成了大跨度鐵路橋梁高性能結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)體系,為我國重載、大跨度及高速鐵路發(fā)展奠定了基矗
回憶當(dāng)時情景,易倫雄笑稱自己成了煉鋼工人,“整天待在軋鋼生產(chǎn)線旁,盯著鋼板的冷卻與軋制,直到合格鋼板下線”,為保證鋼材質(zhì)量,從原材料到煉鋼過程,再到檢查鋼板的平整度,直到最后的焊接、加工,他“一條龍”參與其中。2005年—2007年,他經(jīng)常一連十幾天蹲在試驗現(xiàn)場,計算,調(diào)整,進行檢測焊接性、拉伸、斷裂、疲勞等各項實驗,寫出的報告達300多頁10余萬字。
科學(xué)嚴謹是對橋梁“生命”的承諾
在同事的印象中,易倫雄有一個公開的“秘密”:辦公室里永遠放著行李箱,隨時準(zhǔn)備出差。在所參與或主持的項目中,他長期駐扎生產(chǎn)一線,或深入工廠車間,了解掌握項目實施的實際情況,在實踐中發(fā)現(xiàn)問題,不斷加以改進、提高。
今年6月21日,至喜長江大橋大江橋段迎來通車前的期末考試——荷載試驗。如果成績合格,即意味著大橋基本具備通車條件。測試品是36輛35噸的大貨車,總重量1260噸,相當(dāng)于近千輛小轎車的重量。試驗持續(xù)進行10個小時。
為完整檢測大橋的質(zhì)量,易倫雄要求試驗人員在全橋各關(guān)鍵部位安裝了近300個測點,以采集試驗中橋梁各部位的應(yīng)力、位移、溫度等數(shù)據(jù),同時使用無線索力儀檢測全橋204根吊索及主纜錨跨索股索力。
作為宜昌至喜長江大橋組成部分的三江橋是變截面梁,主梁極不規(guī)則,左右不對稱,梁寬從33.5米到47.5米,在計算過程中,程序計算出的結(jié)果與常規(guī)認識存在偏差,由于急著交付圖紙,項目組技術(shù)人員認為應(yīng)以程序結(jié)果為準(zhǔn),立馬出圖,但作為該橋的設(shè)計負責(zé)人,易倫雄沒有唯程序論,而是同項目人員一起連夜分析、計算,一步一步排查,最終發(fā)現(xiàn)是程序結(jié)果輸出出了問題。
“作為設(shè)計師,我們賦予橋梁以生命,就要好好保護它,呵護它,不能讓它因為我們生病,甚至死去,這是橋梁設(shè)計師對橋梁生命起碼的承諾。”這也是易倫雄一直追求的科學(xué)與實事求是的態(tài)度。