劉航：建筑科研的產(chǎn)業(yè)化探路人

凌紀(jì)偉

劉航，北京市建筑工程研究院有限責(zé)任公司副總工程師、研究中心主任。從業(yè)近二十年來，他在科研開發(fā)及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面成就斐然，也因此榮獲諸多榮譽(yù)。其中，入選“科技北京百名領(lǐng)軍人才培養(yǎng)工程”對他來說具有特殊意義。

該工程由北京市科委發(fā)起，旨在加快全國科技創(chuàng)新中心建設(shè)，能夠入選該工程的科技人員不僅要在本領(lǐng)域內(nèi)做出技術(shù)創(chuàng)新突破，還要在科研成果產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面取得一定成績。而劉航所從事工作的一大特點(diǎn)，就是將科研技術(shù)在大量工程中推廣應(yīng)用，并且在創(chuàng)新性評價(jià)上得到業(yè)界認(rèn)可。正因如此，年紀(jì)輕輕的劉航榮膺“領(lǐng)軍人才”。

骨子里愛科研，迎難而上尋突破

讀中學(xué)時(shí)，劉航的夢想是成為一名天文學(xué)家，但在讀大學(xué)選專業(yè)時(shí)，在設(shè)計(jì)院做工程師的父母卻希望劉航能選一門工科。最終，劉航聽從父母的建議，進(jìn)入東南大學(xué)土木工程系。

要么就不學(xué)，要學(xué)就一竿子插到底，劉航相信工科一樣可以做出與眾不同的創(chuàng)新成果。為了深入下去把專業(yè)研究透，他用了9年時(shí)間一口氣從本科讀到了博士。能夠堅(jiān)持下來，劉航靠的是興趣，他喜歡科研，享受研究工作中獲得突破、取得創(chuàng)新所帶來的喜悅。博士畢業(yè)后，劉航完全可以像父母那樣，到設(shè)計(jì)院找份工作，也可以選擇做高校教師，但他覺得這些工作離實(shí)際工程稍微遠(yuǎn)了點(diǎn)，科研的本質(zhì)還是要做產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，最終他選擇來到北京市建筑工程研究院，并一直工作到現(xiàn)在。

要有所創(chuàng)新，就要敢于實(shí)踐，敢為人先。參加工作第一年，劉航就迎來了職業(yè)生涯中的首次挑戰(zhàn)和鍛煉。

1998年，劉航參與了“八一大樓工程”項(xiàng)目。該工程西配樓頂層一根框架中柱需要拆除，使原來跨度8米的雙跨框架成為跨度16米的單跨框架。拆除框架中柱，意味著由該中柱所支撐的屋蓋結(jié)構(gòu)失去了豎向支點(diǎn)，如處理不好，結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)很大隱患。劉航經(jīng)過與技術(shù)人員緊密配合，提出了“托梁截柱”的改造方案，即在原有框架梁的上方增加一根跨度16米的有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力大梁，從而實(shí)現(xiàn)對原框架梁的加固。中柱截?cái)嘀?，作用在原中柱上的荷載傳遞給了由新、舊梁組合而成的結(jié)構(gòu)上，成功實(shí)現(xiàn)了三柱承載到二柱承載的受力轉(zhuǎn)換。該工程已成為結(jié)構(gòu)托換改造技術(shù)的一次經(jīng)典實(shí)踐。

在后來的工作中，劉航又完成了多項(xiàng)基于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的“托梁拔柱”工程。其中最好的紀(jì)錄是在基本不增加梁高的情況下，一次性拔除兩根框架柱，把8米的柱網(wǎng)改造為16m×24m的大空間。

前瞻科研落地生根，應(yīng)用碩果累累

一次偶然機(jī)會(huì)，劉航在國外文獻(xiàn)上看到一張張弦結(jié)構(gòu)圖片，發(fā)現(xiàn)這是一種具有“自適應(yīng)性”的、受力性能非常合理的空間結(jié)構(gòu)形式，可以輕松實(shí)現(xiàn)100米以上的跨度。經(jīng)過深思熟慮，劉航?jīng)Q定將研究方向從讀書期間研究的結(jié)構(gòu)抗震轉(zhuǎn)向大跨度張弦結(jié)構(gòu)。

通過申請課題，他完成了國內(nèi)第一個(gè)雙向張弦結(jié)構(gòu)的縮尺模型試驗(yàn)，揭示了雙向張弦結(jié)構(gòu)使用和施工過程中的受力機(jī)理和影響規(guī)律等。經(jīng)專家鑒定，該成果達(dá)到國際先進(jìn)水平，并獲北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。2008年北京奧運(yùn)場館建設(shè)中，國家體育館采用了雙向張弦結(jié)構(gòu)，劉航及其課題組憑借已有的成果儲備和研發(fā)實(shí)力，負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的模型試驗(yàn)、深化設(shè)計(jì)以及專項(xiàng)技術(shù)服務(wù)工作。目前，張弦結(jié)構(gòu)在國內(nèi)各類大型標(biāo)志性場站建筑中廣泛應(yīng)用。

2004年前后，正值北京奧運(yùn)場館的籌建期，大量空間鋼結(jié)構(gòu)逐步立項(xiàng)建設(shè)，針對大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)的施工難題，2005年，在北京市科委支持下，劉航以課題的形式對大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)施工中四個(gè)方面的通用性關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，相關(guān)成果一舉拿下了全部9個(gè)奧運(yùn)場館的預(yù)應(yīng)力專項(xiàng)施工，成功應(yīng)用于多個(gè)奧運(yùn)工程中。

看似一項(xiàng)前瞻性技術(shù)，但其實(shí)很快就能落地生根、廣泛應(yīng)用，劉航說這就是產(chǎn)業(yè)化的重要性所在。“剛工作那會(huì)兒，在單位主要以研發(fā)為主，怎么和實(shí)際工程相結(jié)合呢，就是通過解決施工難題找方向?！彼f。

不落窠臼突破傳統(tǒng)，開拓技術(shù)創(chuàng)新路

作為首都科技工作者，劉航一直利用專長優(yōu)勢履行社會(huì)責(zé)任。2008年汶川地震后，他深入災(zāi)區(qū)參與危房安全鑒定。有一次踏勘后回到賓館，他趕上了強(qiáng)余震，雖然沒有受傷，但這次經(jīng)歷讓他開始反思國內(nèi)既有房屋的安全性問題。他心想，“如果中國的房子經(jīng)不起這么一搖晃的話，那大家的安全怎么保障?！?/p>

圈梁構(gòu)造柱、夾板墻等傳統(tǒng)房屋加固技術(shù)往往成本較高，而且存在施工擾民和不環(huán)保等問題?；氐奖本┖?，劉航開始考慮能不能用新技術(shù)對老舊房屋做加固。在北京市科委支持下，他開始了相關(guān)重大課題研究，針對既有磚混建筑保有量大但抗震性能差的問題，在國內(nèi)首創(chuàng)后張預(yù)應(yīng)力加固砌體結(jié)構(gòu)新技術(shù)。

在河北燕郊的實(shí)驗(yàn)室里，劉航帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)做了1：1的房屋實(shí)驗(yàn)，用這種新技術(shù)做加固后，房屋的抗震設(shè)防能力由沒加固前的8度弱提升到了10—11度。換句話說，加固后的房屋能夠經(jīng)受住汶川地震震中的破壞烈度。更為重要的是，這種加固技術(shù)適用范圍廣，成本只有常規(guī)加固的一半。目前，劉航首創(chuàng)的加固技術(shù)已經(jīng)編成規(guī)范并寫入北京市地方標(biāo)準(zhǔn)。

隨著建筑工業(yè)化、住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，以預(yù)制裝配建造技術(shù)為代表的建筑新技術(shù)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了“像造機(jī)器一樣造房子”的理念。但在裝配式建筑領(lǐng)域，中國仍落后于世界發(fā)達(dá)國家，這其中既有成本的問題也有理念上的認(rèn)知差異，劉航?jīng)Q心在這一領(lǐng)域展開突破。

目前，國內(nèi)對裝配式建筑的要求是等同現(xiàn)澆，也就是裝配式建筑完工后的受力性能怎么樣要和現(xiàn)澆的結(jié)構(gòu)做比較。但劉航認(rèn)為，這種比較方法存在局限性，等同現(xiàn)澆不應(yīng)成為唯一衡量標(biāo)準(zhǔn)，在國際上其實(shí)也存在其他衡量標(biāo)準(zhǔn)，可以非等同現(xiàn)澆。2016年，劉航新立項(xiàng)的一個(gè)課題就是針對裝配式建筑進(jìn)行一些突破現(xiàn)有規(guī)范的研究。他希望先從基礎(chǔ)研究做起，通過大量的試驗(yàn)研究和理論分析，讓業(yè)內(nèi)專家先信服，然后寫到規(guī)范里面，實(shí)現(xiàn)規(guī)范的更新。

“很多東西要敢想，特別是我們結(jié)構(gòu)工程師，不要越做越膽小?！眲⒑匠Ｕf這樣一句話，建筑師無論作出什么前衛(wèi)的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)工程師都應(yīng)無條件地想辦法滿足這種需求。

科研經(jīng)營實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益雙贏

幾年前，劉航所在的建研院由事業(yè)單位轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)，一方面留給自己的施展空間更大了，但另一方面劉航和他的團(tuán)隊(duì)也要更多地考慮科研成果的應(yīng)用轉(zhuǎn)化，以實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益。

“我們團(tuán)隊(duì)做的事，我稱之為接地氣的事?！眲⒑秸f，科技的本真就是應(yīng)用于實(shí)踐和產(chǎn)業(yè)化，一定要為大眾服務(wù)，產(chǎn)生價(jià)值。作為一家企業(yè)性質(zhì)的建研院，劉航既要圍繞專業(yè)領(lǐng)域做研發(fā)、申請課題，同時(shí)也特別關(guān)注市場上需要什么技術(shù)創(chuàng)新，有哪些難點(diǎn)需要突破，針對這些需求開展研發(fā)。

為了促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用形成良性循環(huán)，劉航提出“科研經(jīng)營”的理念，即以科研成果作為敲門磚，先從解決工程難題入手，給甲方提供服務(wù)，在這個(gè)過程中發(fā)現(xiàn)新問題，再反饋到研發(fā)，進(jìn)一步提升技術(shù)水平，讓科研做到有的放矢，這好比拿工程反哺科研。劉航常跟手下的工程師說，不要怕干得多，甲方如果有新需求，不管在不在合同范圍內(nèi)，不妨先接過來，哪怕沒有因?yàn)槎喔啥玫礁鄨?bào)酬，但通過你的服務(wù)，讓他們更加信賴你，下次就有新的合作機(jī)會(huì)。

劉航堅(jiān)信一個(gè)理念，那就是研發(fā)思路不是憑空想出來的，不是看國際上在做什么就跟進(jìn)做什么，而是要看是不是自己擅長的，能不能產(chǎn)業(yè)化，國內(nèi)有沒有市場。作為企業(yè)里的研發(fā)人員，要有這種責(zé)任感，既要考慮到研發(fā)，也要考慮到研發(fā)所能帶來的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

建筑工程行業(yè)和社會(huì)及百姓生活息息相關(guān)，無論是奧運(yùn)場館的施工技術(shù)突破，還是老舊房屋的抗震加固技術(shù)探索，都是為了讓社會(huì)生產(chǎn)和百姓生活水平進(jìn)一步得到提高。劉航說，作為一名結(jié)構(gòu)工程師，自己的價(jià)值就在于為團(tuán)隊(duì)和企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，為大眾帶來社會(huì)效益，服務(wù)于美好城市建設(shè)，讓人們享受幸福生活。

（本文轉(zhuǎn)自新華網(wǎng)）