秦順全走近橋梁

馬莉莎

一個自認為平淡而普通的人，卻站在中國橋梁技術的制高點上，創(chuàng)造了一個又一個奇跡，推動中國橋梁事業(yè)不斷向前發(fā)展。

初見秦順全院士，是在2016年年底召開的九三學社十三屆五中全會的科學報告會上。作為主講人之一，秦院士循循善誘、深入淺出，為來自各行各業(yè)的參會人員科普了橋梁知識，使更多的人開始關注中國橋梁事業(yè)的發(fā)展。

再次見到他，是在一個月后的武漢。中鐵大橋勘測設計院的會客室內。為了不讓專程采訪的記者一行人等候太久，剛剛結束一上午會議的他顧不上休息，便匆匆趕來接受采訪。

中等身材，眉頭微皺、目光深邃，仿佛還在思考一道尚未解決的難題，由于常年大量且高強度的腦力勞動，他的雙鬢已花白。與講臺上侃侃而談、莊重嚴肅不同的是，秦院士話并不多，為人親切隨和，得知記者是第一次做采訪，他便打趣道：“我這個人嘴巴比較笨，不太習慣接受采訪，其實我比你還緊張呢！”雖為大橋院的董事長，在他身上卻看不到半點領導架子。秦院士手下的工作人員說，無論是將要退休的老員工，還是剛參加工作的年輕人，與他交流，都絲毫不會感到拘謹。

主持武漢天興洲公鐵兩用長江大橋、京滬高速鐵路南京大勝關長江大橋、京廣客運專線鄭州黃河公鐵兩用大橋、東海大橋、杭州灣跨海大橋、澳門西灣大橋、青藏鐵路拉薩河特大橋、武漢二七長江大橋、孟加拉國帕克西大橋等多座國內外大型橋梁的設計、施工技術工作；鐵道部“青年科技拔尖人才”、詹天佑科學技術成就獎、中國青年科技獎、“湖北省有突出貢獻中青年專家”、新世紀百千萬人才工程國家級人選、全國勞模、全國杰出專業(yè)技術人才、武漢市科技重大貢獻獎、湖北省科學技術突出貢獻獎；完成國家、省、部級重大科研項目30余項，獲國家科技進步特等獎1項、一等獎2項、二等獎3項，省、部級科技進步特等獎3項，技術發(fā)明二等獎2項，發(fā)明專利50項……

采訪中，談到這些成就，秦順全笑著擺擺手說：“這是整個團隊努力的結果，我一直很平淡，我做的事情也很普通?！闭?009年，當得知自己當選為中國工程院院士時，他也只是微微地笑了，還不及他身邊的人那般興奮。

然而，就是這樣一個自認為平淡而普通的人，卻站在中國橋梁技術的制高點上，創(chuàng)造了一個又一個奇跡，推動中國橋梁事業(yè)不斷向前發(fā)展。

與橋結緣

1980年，17歲的秦順全參加完高考，面臨著人生的重要轉折。與當時大多數人一樣，考什么樣的大學，選什么樣的專業(yè)，并不是出于理想和情懷，更多的是從現實考慮。秦順全從小在四川綿竹農村長大，家境貧寒，夢想著大學畢業(yè)參加工作，這樣就能夠當公家人、吃商品糧。所以，在報志愿時，他毫不猶豫地填寫了當年在四川招生最多的學?！髂辖煌ù髮W，選擇了招生人數最多的專業(yè)——鐵道工程。只是他沒有想到，自己的無意之選，卻注定了他與橋梁的緣分。

鐵道工程是一個比較綜合的專業(yè)，雖說是做鐵路，實際上則包括與鐵路有關的土木工程，如軌道、橋梁、隧道等。本科畢業(yè)后，出于自己對橋梁和結構的喜好，秦順全考取了本校橋梁與結構工程專業(yè)的研究生，師從段立華老師。

“段老師對我的人生有著重要的影響”，提到恩師，秦順全動情地說。早在本科學習期間，秦順全就與段老師結下了深厚的師生情誼。當時，恰逢學校實行學分制，理論上只要修滿規(guī)定的學分就可以申請畢業(yè)。為了能夠早點參加工作，減輕家庭負擔，秦順全在完成自己常規(guī)課業(yè)任務的同時，還兼修了79級的課程。由于段立華老師為79級的鐵班和隧班開設“結構設計原理”課，他便常常去蹭段老師的課。在悼念恩師段立華的《導師的力量》一文中，秦順全寫到：“段老師的課授課言簡意賅，條理清晰，論述精辟，一般人認為枯燥的鋼筋混凝土結構設計，從老師平緩、從容的敘述中好像就是那么自然、那么天經地義，不知不覺一學期蹭課下來，結構設計在我眼中是那么的有趣，那么的鮮活，那么的充滿生命力。在段老師的這門課中，我對鋼筋混凝土結構的認識一步步從啟蒙、到了解、到熱愛，自此對結構的愛一發(fā)不可收拾，此生從此樂此不疲?！?/p>

研究生期間，段立華老師專為秦順全一個人開設了一門叫做“箱梁理論”的課程，用的是一本英文原版教材。每次上課前，段老師都要求他預先把近20頁的內容看完，把上面所有的理論全部親自推導一遍。課堂就設在段老師的書房，每次去，秦順全都先要向老師匯報“作業(yè)”，然后二人再進行討論。段老師對秦順全的要求非常嚴格，每節(jié)課上課之前，他都必須準備得非常充分，如果哪一點出現了錯誤，是要挨罵的。在段老師幾近嚴苛的要求下，秦順全打下了扎實的力學功底?！爸钡蕉嗄暌院蟮墓ぷ髦?，我才意識到這門課對我的作用和影響到底有多大。如果沒有這門課的積淀，恐怕斜拉橋無應力狀態(tài)控制法就與我無緣了”，回憶師從段老師的求學歲月，秦順全不無感慨地說。

尋找最優(yōu)解

懷揣著對橋梁事業(yè)的熱愛，研究生畢業(yè)后，秦順全來到了武漢中鐵大橋設計院工作。在這個有著豐厚歷史積淀的平臺上，秦順全以他嚴謹務實的態(tài)度、刻苦鉆研的精神，朝著中國橋梁技術的高峰一步步邁進。

橋梁建造工程量大、環(huán)境復雜，這也大大增加了橋梁設計與施工的難度。世界上不存在兩座相同的橋。對于工程師來講，每設計一座橋，都要面對新問題、新挑戰(zhàn)。在秦順全看來，要想成為一名優(yōu)秀的橋梁設計師，關鍵是要有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，否則結構會做得很平庸。“使用傳統(tǒng)的技術來做一個滿足條件的工程，這樣做下來代價就比較大，使用功能也未必很好，因而就需要創(chuàng)新思維來解決問題。滿足實用功能、適應力學規(guī)律、造價最低、景觀效果最好，工程師要做的，就是要在這些框框內尋找一個最優(yōu)解，這就是一個創(chuàng)新創(chuàng)造的過程?！闭劦綐蛄航ㄔ斓目萍紕?chuàng)新問題時，秦順全的話匣子仿佛一下子被打開了，“我有一個非常重要的觀念，我們要做工程的設計師，而不能做設計環(huán)節(jié)里面的工程師，這兩者是有區(qū)別的?！痹谒磥?，如果因循守舊、按部就班，缺乏創(chuàng)新的思維和勇氣，那么工程師充其量只是消極被動的設計工程師，而非掌控主動的工程設計師。

樂于創(chuàng)新、善于創(chuàng)新、勇于創(chuàng)新，在秦順全與橋梁為伴的30年里，創(chuàng)新的腳步始終不曾停歇。

參加工作之初，時任大橋院總工程師的林國雄交給秦順全一個任務——制作斜拉橋安裝計算軟件。任務的關鍵就在于尋找橋梁建造過程中中間狀態(tài)和最終狀態(tài)的關聯。依據傳統(tǒng)理論，要找中間狀態(tài)，必須使用上個世紀50年代德國人提出的倒退分析法，即從目標倒退回去尋找中間的狀態(tài)。具體做法是：通過分析每一步的增量，通過增量的累加得到最后的總量。由于最終狀態(tài)和過程是緊密相關的，運用這種方法，必須要分析前面的增量，這就意味著必須要考察每一步的狀態(tài)是什么。這種工法包含著龐大的計算以及繁冗的步驟，且必須按照先后順序一步一步去搭建，直到最終完成。一旦中途某個步驟有所調整，則需全盤重新規(guī)劃，否則不但施工安全無法保障，也會影響橋的質量。傳統(tǒng)施工方法的弊端制約著中國橋梁事業(yè)的發(fā)展，解決問題迫在眉睫。

1989年到1993年間，秦順全幾乎每天都泡在公司的電腦室里計算，經歷無數次嘗試、無數次失敗，終于將最初的設想一點點變成現實。武漢長江二橋設計施工期間，秦順全創(chuàng)建并成功運用了“無應力索長計算方法控制軟件系統(tǒng)”，攻克了由于水文地質條件復雜而帶來的技術難題。他通過研究發(fā)現，把橋的過程中間狀態(tài)和最終狀態(tài)聯系起來的，其實就是整個構件單元的無應力狀態(tài)量，即橋的最終狀態(tài)與構件單元在安裝時零應力狀態(tài)下的長度和曲率有關。工廠在制造這個構件單元時，通過尺寸控制，就可以讓它不必考慮中間的力，直接安裝控制成成橋狀態(tài)，從而排除了中間工序對施工的影響。通過無應力狀態(tài)法，可以使橋梁施工過程中的多種作業(yè)同時推進，一旦設計有所調整，也可以快速應對，從而大大節(jié)省了施工時間，提高了工作效率。

經過20余年的鉆研與實踐，“無應力狀態(tài)控制法理論”發(fā)展成熟，被成功應用到30余座橋梁的建設施工中，實現了斜拉橋關鍵技術的突破，使中國的斜拉橋建造技術處于世界領先水平。

武漢天興洲大橋是當今世界公鐵兩用斜拉橋中跨度最長、寬度最大、荷載最重、列車運行速度最快的橋，也是秦順全迄今為止最滿意的作品。一提起它，就像提到自家優(yōu)秀的孩子，秦順全的臉上寫滿自豪。一座天興洲大橋同時承擔著武漢三環(huán)線過江通道、京廣高鐵過江通道、滬漢蓉鐵路過江通道等需要三座大橋來承擔的重要功能，同時還要兼顧長江航道功能。天興洲大橋建造之前，鐵路橋基本都是雙線鐵路，而天興洲大橋則有四線鐵路、六線公路，寬度的增加無疑也為大橋的設計施工帶來巨大的挑戰(zhàn)。從1992年著手設計，到2001年開始正式施工，期間歷時9年，足見其難度之大。在天興洲大橋的設計過程中，秦順全采用了他在世界上首創(chuàng)的“三主桁三索面”的桁段架設法，成功化解了橋面寬、荷載重、列車運行速度高等一系列技術難題。它的建成在我國橋梁史上具有里程碑式意義，標志著中國從“橋梁大國”邁向了“橋梁強國”。

新世紀初，我國東南沿海地區(qū)開始籌建多座跨海大橋，而此前，我國基本都是在江河湖泊上做橋。第一次在海上做橋，面臨的最大挑戰(zhàn)就是海上惡劣的氣候條件。按照橋梁建設要求，六級風以上是不可以作業(yè)的。在內陸，每年刮六級風的天數非常少，一旦遇到，暫停施工即可。但是在海上，如在東海杭州灣，一年中六級風以上的天數大約是180天；而做平潭橋時，每年六級風以上的天數超過300天。由于在現場施工受環(huán)境的影響非常大，質量也不好控制，很多橋、很多工程是不能在現場完成的。在這種情況下，必須采取不同以往的方式做橋。

2001年，在研究杭州灣橋技術時，秦順全提出“海上長橋整體預制架設技術”，即在海上找一個島，在島上構建一個3000噸左右的大的整體結構，用大型設備把它運過來再架到橋上。這項技術提出以后，成功解決了跨海大橋施工中的一系列關鍵難題，極大提升了我國跨海橋梁建造的技術水平。迄今為止，包括杭州灣大橋、東海大橋、舟山連島的金塘大橋、膠州灣跨海大橋、象山灣跨海大橋在內的跨海橋都是運用這項技術建成的。

走向海洋

“我們未來一定是要走向海洋的，不管是我國現有的經濟發(fā)展也好，‘一帶一路的構想也好，都希望我們的橋梁建設為戰(zhàn)略服務?！痹谇仨樔磥?，走向海洋，是橋梁事業(yè)的未來發(fā)展方向，也意味著需要面臨一系列挑戰(zhàn)。

首先是深水技術問題。受海水深度影響，不但橋梁的建造功效非常低，質量也很難保證。在施工過程中出現問題時，需要技術人員下水處理，而人下潛的極限深度約為60米，這就需要能夠代替人的設備。這種設備在理論上是存在的，但要在成本和實用性等方面達到未來的跨海要求，尚需很長的路要走。此外，在內陸水上做橋，波浪只是附加荷載，而深水架橋時，波浪則成為主要的控制荷載，這就使怎樣準確把握波浪力成為一個重要問題。

其次是建造技術問題。在材料方面，現代橋梁材料主要為混凝土和鋼材，隨著近些年的發(fā)展，混凝土和鋼材的質量大大提高。我國生產的鋼材，其屈服強度從解放初期的235MPa到現在的500MPa，進步很大。但遺憾的是，若想大幅度提高混凝土和鋼材的強度，目前基本上還看不到方向。在設計建造過程中，減重也是至關重要的一環(huán)。大跨度橋梁結構的承載力，80%～90%是在承受它自身的重量，只有10%用于承受上面的行車、行人、地震、風等，從這個角度來看，要在海上修大跨度橋梁，減重是必然，如果不減重，強度又得不到提升，海上架橋便無從談起。此外，風也是著重考慮的因素。

最后是施工問題。最終的成橋，都需要經歷一個復雜的分階段成型過程。一座橋建成后，有兩項重要指標：一是結構的內力要滿足結構的要求，二是線形的要求。最終狀態(tài)時，線形要滿足要求；在過程中間的每一步，線形也需要達到要求。如果線形設計得不好，車在橋上行駛時就會顛簸。在海上做橋之所以比在陸地上做橋難得多，最大的問題就在于包括線形、內力等在內的一些指標都是在沒有外界環(huán)境干擾或是在外界環(huán)境干擾最小的情況下監(jiān)測到的，之后與設計指標作對比，再作調整。然而，要想在海上尋找到一個無風無浪的時刻測量出的結構狀態(tài)是非常困難的，需要耗費相當長的時間等待。

2011年4月，秦順全在母校西南交通大學成立了院士工作室和“深水大跨橋梁研究中心”，致力于組織和推動深水大跨橋梁領域的基礎問題與重大工程研究工作，為我國未來橋梁技術的發(fā)展做技術上的儲備。目前，秦順全正著手利用無應力狀態(tài)法破解海上橋梁設計與施工中的諸多技術難題。對于他來講，走向海洋，是挑戰(zhàn)，更是機遇。

低調的“領跑者”

秦順全與橋梁的第一次親密接觸是在研究生畢業(yè)實習期間，當時正值江漢一橋的拓寬工程，秦順全笑稱，自己只是龐大工地上的一名“小兵”。跟在設計師身后畫圖的他不敢有絲毫懈怠，多聽、多看、多問、多想，孜孜不倦地汲取書本上所沒有的實踐知識。時至今日，盡管已身居高位，盡管已取得了卓越的成就，秦順全謙虛、低調的品格絲毫未改，他常說：“功勞是整個團隊的，我只是領個頭而已?！?/p>

對于橋梁事業(yè)來講，傳承非常重要。雖然橋梁的根基是力學，但它的實質是工程，在工程當中，很多思考問題的方法都需要通過實踐來進行檢驗。如果只靠書本，是不能完全解決問題的。遙想當年，大橋院首個工程——武漢長江大橋，就是由中國現代橋梁技術的鼻祖茅以升擔任技術顧問組組長。多年來，大橋院一代代橋梁人積累的寶貴的橋梁技術經驗，也正是靠著這種“師傅帶徒弟”的方式傳承下來?！笆澜缃蚩粗袊?，中國建橋看武漢”，武漢的橋梁技術之所以取得如此矚目的成就，與此不無關系。

接力棒傳到秦順全這代人手中時，顯得格外沉重。為了能跑好這一棒，秦順全犧牲了多少溫馨的家庭時光，犧牲了多少本該休息的日日夜夜，連他自己都說不清。除了苦心鉆研，攻克一個又一個技術難題外，秦順全也致力于年輕一代橋梁人才的培養(yǎng)。目前，秦順全在西南交通大學帶十幾個研究生，雖然沒有任何報酬，但他卻在學生身上投入了大量的精力和心血。無論是出差還是去處理其他事務，只要有機會去成都，他都會抽出時間回母校，或是給學生作講座，或是組織討論、布置學習任務。

在秦順全看來，年輕一代身上有著巨大的潛力。他們從小大都受過良好的藝術熏陶，因而能夠將結構與美學很好地融合在一起，建造出集實用功能、審美功能于一體的橋?！爸袊F在做橋梁的機會非常好，不要浪費了機會。現在的很多工程，雖然做成功了，但實際上卻浪費了很多機會。比如說一個工程，它完全可以用一些比較創(chuàng)新的技術來完成，可很多時候卻是用非常傳統(tǒng)的方式方法給解決了，這就浪費了工程創(chuàng)新的機會?！睂τ谀贻p一代，秦順全在寄予期望的同時，也在努力為他們提供施展才能、積累實踐經驗的機會?！拔覀兇髽蛟含F在已經有一大批非常能干、出色的年輕工程師，我在院里現在基本上就是一個站在臺后的角色，給提提建議，給出出主意，主要靠他們在做?！?/p>

阿爾坎塔拉橋的碑文寫道：我要建永存于世的橋。

這座橋默默地矗立在西班牙的塔霍河上，用兩千年的風雨滄桑詮釋著承諾。

秦順全說，每每在媒體上聽說哪座橋在施工期間出了問題，哪座橋在運營幾年后質量出了問題，他的心里都非常不是滋味。

“橋梁的質量是我的生命”，這是秦順全為之奮斗一生的誓言。

（作者為本刊記者）