中建五局博士系列访谈:“一辈子做好一件事”

发布日期:2020-07-28
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中建五局博士系列访谈

 

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“一辈子做好一件事”

口述:周帅  采写:帅兵  尹瑶

 

周帅简介

工程创新研究院副院长

湖南大学桥梁工程系博士

清华大学结构工程系博士后

国家公派意大利、德国留学归国人员

高级工程师、注册造价师

入选中共湖南省委组织部湖湘高层次人才聚集工程创新人才、湖湘青年英才、长沙市高精尖人才领跑工程-省市级产业领军人才

 

主持研发以跨座式单轨交通、悬挂式单轨交通为代表的中低运量城市轨道交通全预制建造技术体系,是我国新制式城市轨道交通建设的“先行者”。当前主持国家自然科学基金课题1项,省部级课题4项,参与国家重点研发计划、湖南省科技重大专项等课题10余项,发表SCI、EI等学术论文40余篇,出版专著1部,作为第一发明人授权国家专利19项,软件著作权1项,获得省部级科技奖励5项。

 

我一直从事桥梁工程的研究

我从本科、研究生、博士,到博士后,都一直从事桥梁工程的研究,坚持做这一件事情。我受我博士生导师陈政清院士的影响很大。他曾经对我说过这样一句话:“一个人一辈子能办好一件事就可以了”。他也是这样做的。

他是改革开放以后的第一届大学生,经历过文革,被耽误了十年,三十多岁上大学,是班上年纪最大的学生。大学毕业后只做一件事,就是从事力学专业研究,主攻桥梁这一块。

改革开之初,当时诱惑很多,他如果想要赚钱的话,机会很多,但是老师一直坚守自己感兴趣的领域,没有被外界诱惑,从来没有改变过自己的初心。他因此取得了厚重的成就。

老师的那句话,一直被我当作人生的信条。他也是我学习的榜样。

我博士毕业以后,去了在成都的中铁二院三四年时间,一直从事铁路和城市轨道交通研究工作。其实在二院,是可以选择工作和研究方向的,但我自己仍然选择了桥梁工程来到五局以后,从事的工作,其实还是延续之前的工作。

 

为什么选择中低运量城市轨道交通技术?

企业技术创新要坚持问题导向、发展导向需要抬头看路,看清方向要从企业发展的角度考虑,通过市场预测,找到有意义有价值的发展方向。

去年,我国提出了“交通强国”的发展战略,到2035年实现“123”的交通圈,具体来说:我国现有大城市群,如长三角、京津冀、珠三角、成渝等城市群之间,要实现三个小时覆盖;主要城市之间实现两小时通达;城市内部城区实现一小时通勤

要实现这一目标,必须建设四张“网”:第一张“网”就是高速铁路的八纵八横;第二张“网”就是城际铁路;第三张“网”是市域轨道交通;第四张“网”是城市轨道交通

我研究的主要方向是第四张“网”——城市内部的轨道交通系统。城市轨道交通的制式有多种,地铁、跨座式轨道、悬挂式轨道、中低速磁悬浮、现代有轨电车等,我主要聚焦中低运量的新制式轨道交通,之所以聚焦这个技术,是基于我对未来市场的判断。

近几年,我国高铁每年保持八千亿到一万亿元的投资,“八纵八横”已经开始拉斜线,预计高速铁路网5年后将基本建设完成未来市场比较有限。

而我国100-600 万人口的城市大约为 200-300 个,有轨道交通的仅40个。有一句话说:无轨道不城市,城市轨道交通是实现低碳环保、准时快速、大运量、高质量出行的必然选择,未来,我国推动城市化建设,轨道交通是刚需,市场前景广阔。

城市轨道交通实现方式有多种,地铁我们熟悉的一种。我国地铁里程已经达到了全球的1/3。地铁运量非常大,对于人流很集中的大城市,像北京、上海等出行坐地铁是一个优选项。同时地铁造价也非常高,每公里6亿以上,有些地方每公里达到12亿以上地铁作为民生工程,不能完全按照市场运营的方式需要财政补助。所以地铁是一线城市、发达二线城市和新一线城市的合理选项,但对于中小城市来说不是最佳选择。从功能上来讲,运量大,资源浪费,财政也支撑不了。2018年国务院发文,不支持二三线城市修地铁,规定了修地铁的标准的“333”:地方政府年GDP超过3千亿元,财政可支配收入超300亿元,城区常住人口超300万。而修中低运量轨道要求则减半。这样的话,像湖南常德、岳阳等很多这样的城市就可以选择中低运量城市轨道交通。

 

中建五局新制式城市轨道交通全预制建造技术

我希望在五局这个平台上,充分发挥中国建筑在房建装配式技术方面的储备和优势,结合基础设施轨道交通线下结构的受力特点,实现跨学科的技术交叉融合,打造中建五局技术特色的中低运量城市轨道交通全预制建造的技术体系,培育出五局乃至中建集团新的业务增长点,抢占未来轨道交通技术制高点。

我牵头研究的中建五局新制式城市轨道交通全预制建造技术,聚焦中低运量城市轨道交通,以跨座式单轨交通、悬挂式单轨交通、中低速磁悬浮、现代有轨电车及立体混合交通为代表,相对于传统地铁交通制式,建造成本显著降低(约为地铁1/3-1/4),运输能力与我国二三四线城市和“一带一路”沿线国家中小城市更为匹配,是保障城市健康、快速、可持续发展的最佳公共交通制式选择。

我们秉承“蓝天保卫战”的战略目标,利用新制式轨道交通领域的人才和资源积累,发挥建筑装配式的传统技术优势,跨学科交叉融合,着力研发新制式城市轨道交通全预制建造技术,打造核心技术体系,降低工程综合造价。通过科技攻关,目前已掌握4项核心技术:一是大跨径群钉连接预制装配-混凝土组合轨道梁技术,通过结构体系创新,将轨道梁标准跨径由常规的30提升到50,降低下部结构墩柱数量,提高桥跨结构空间感和运营品质;二是Optimized Performance Concrete(优化性能混凝土)新材料,根据新制式城轨交通桥跨结构的受力特点,研发介于常规混凝土与UHPC(Ultra-High Performance Concrete)之间的一类新材料,解决常规混凝土材料无法满足轨道梁走行面板受力性能指标,而使用UHPC材料造价过高的问题;三是装预制配桥梁下部墩柱结构技术,采用换粘结预应力、组合结构等新技术,实现桥跨结构基础出地面以后承台、墩柱、盖梁全部构件工厂化预制,现场装配化施工;四是轨道梁安装与线形精调设备关键工艺设备,研发轨道梁架设和体系转换水平向和竖向三向可调节千斤顶以及斜撑扭转成桥线形调节成套设备,开发油压控制自动协同操控系统,实现轨道梁毫米级精度调节和控制。

通过全体系的技术创新,实现轨道交通桥跨结构标准化拆分、工厂化预制、装配化施工,缩短建设工期,降低工程造价,提升质量品质,着力解决传统现浇建造方式带来的在中心城区施工期间长时间围挡、粉尘噪声扰民等矛盾突出问题,为人民群众的安全舒适交通出行提供优化方案。

 

新技术为施工现场服务

中建五局发展至今几十年的积淀,打造了一支体系合理、分工明确强大技术团队,现场的常规技术难题有我们的专家咨询团队、基础设施领军人才团队、设计院团队等去解决,工程创新研究院的定位应该是高端、创新、引领一方面找准定位,牵头研发前沿创新技术,坚持市场导向、问题导向,着手布局企业发展未来十年二十年的技术储备问题;另一方面突出重点,扎根现场,在一些创新工程项目上,在一些没有技术积淀的新领域,充分发挥好自身长处和优势,融入新项目,解决新问题,五局占领行业新领域的技术制高点提供支撑例如五局承建的跨座式单轨交通柳州项目,就是这样一个典型的例子

广西柳州市公共交通配套工程(一期)是由土木公司承建的全国第一条轨道梁简支转连续桥跨结构跨座式单轨交通,全新结构面临的毫米级成桥线形精度控制问题、后浇带混凝土质量风险控制问题、负弯矩受力区裂缝控制问题等不仅是中建五局面临的新问题,也是基础设施领域全行业面临的新问题。是挑战,也是机遇,我们和项目同事们一道,从2017年参与项目投标开始,一起应对这些新问题,结合现场实际情况,发挥我们在钢-混凝土组合结构创新技术优势和后台专家咨询团队的支撑,协同解决好这些新问题。

例如,在轨道梁简支转连续后浇带裂缝控制问题上,既定的结构方案决定了项目完成以后,轨道梁体一定会开裂,只是裂缝必须控制在合理范围之内我们从源头上认识设计方案的本质,联合项目部同事和设计单位铁四院开展多番交流沟通,主动向业主汇报有关情况组织召开了多次技术讨论会,最终决定在梁场内建造了两跨足尺的轨道梁进行实验验证。2018年底试验梁建造完后,在实施条件都可控的情况下,梁体后浇带出现了多条裂缝,说明后浇带的质量控制将会是一个较大的问题。在过程中,有些方案在图纸上是很好实现的,设计文件只有一点简单要求“保证后浇带质量”,但是实施起来就不那么容易我们从源头上认识到设计方案和现场实施之间的矛盾,特别是“套筒钢筋”方案是项目实施的最大难点之一。我们尝试突破规范,进行创新我们国家很多技术创新都是在突破规范约束以后才实现的。我们打算大幅度突破规范,和清华大学聂建国院士团队一道建议采用简单适用的“帮条钢筋”方案,由于受规范约束,设计单位铁四院不同意,经过多轮来来回回的沟通,双方作了妥协,采用折中的“回型钢筋”方式,给了一定的可调节的空间。

最后的实施方案是介于设计院的保守方案和我们的“冒进”方案中的一个方案,实施后解决了一部分问题,但还没有达到最理想的状态,这是我们下一步要攻关的。这说明科技创新工作永远在路上,技术进步永远在路上。

 

新技术为市场营销服务

中建五局是典型的订单型企业,处于完全的市场竞争当中,市场始终是企业所有工作的龙头,我们的科技创新工作也应该积极捕捉市场信息,服务企业发展大局。从某种意义上讲,我们的新制式轨道交通方向的研究团队也是全局在轨道交通领域市场营销的专项技术营销团队。我们参与了一些重大项目的市场营销工作。如目前正在跟进的某大型公建项目,项目规模接近千亿元,和主要竞争对手相比力量悬殊,完全处于弱势地位,基本找不到突破口。市场营销团队找到了我们,我们分析了项目结构特点,决定从体量相对较小、技术难度较高的中小运量轨道交通系统入手,充分展现中建五局在这一领域的技术力量和创新优势,迅速吸引了业主的眼光双方高频次开展了多番对接,促进整体项目营销迅速升温。当前,这个项目正在积极推进中,我们也一定不遗余力地为市场线同事们做好坚定的技术支撑。

技术营销,德国西门子、法国万喜等国际大公司在市场活动中重要组成部分,市场营销的背后必然是一支强大的技术专家团队,这也是企业进一步发展壮大赋予我们研发团队的使命担当在当前新制式城市轨道交通蓄势待发的大环境中,我们的团队始终和市场线的同事们保持了亲密合作的关系,在长沙、衡阳、上海、京津冀、大湾区等多个地区的轨道交通项目中并肩作战,做好相互配合。

2020年中建五局工程创新研究院成立五局了我们科技创新团队很大的支撑,提供了很多资源,我们非常感谢局里给我们这样一个实现梦想的机会平台,让我们可以自己执著和热爱的科技创新事业

未来,想我们的价值主要体现在三个方面一个是新技术的研发市场的引领者为企业培育新的业务增长点二是服务现场,现场出现一些没有经验可循的问题,我们要能够提供技术支撑,为现场创造效益三是参与市场竞争通过我们提供的创新技术,为市场营销工作提供支撑。


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