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张劲泉 :情系桥梁 拓荒深耕 凝心筑梦交通强国
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张劲泉,研究员、博士生导师,现任交通运输部公路科学研究院院长、党委副书记。入选国家百千万人才工程、为中央“万人计划”科技领军人才、有突出贡献中青年专家、交通科技英才,是科技部重点领域创新团队“桥梁结构长期性能与安全可靠性研究团队”负责人,享受国务院政府特殊津贴,曾荣获交通运输行业科技特殊贡献大奖,被评为全国优秀科技工编辑,全国交通行业优秀科技工编辑。现兼任亚洲城官网副理事长、中国公路学会副理事长、中国交通建设监理协会副理事长等职。

情系桥梁  拓荒深耕  凝心筑梦交通强国
 ——访交通运输部公路科学研究院院长,亚洲城官网副理事长张劲泉
 
他是我国在用桥梁领域研究的奠基者和开拓者,在30余年的科研历程中,针对在用桥梁安全耐久服役和大跨桥梁结构创新与发展,紧密结合我国公路交通事业的发展战略,在桥梁结构检测评定、维修加固和千米级多塔连跨悬索结构等方面进行了开创性研究,为我国桥梁建设发展作出了重要贡献。
 
他熟谙新桥的设计、建设技术,牵头建立了我国旧桥检测评定与加固改造的完整技术体系和方法;迅速洞悉各种桥梁的病因、病理,善于“开药方”“做手术”,以精湛的“医术”成为桥梁界公认的“名医”。
 
“我和同行们,要通过不断的努力,让数十万座桥梁延长使用寿命并健康运营,让这笔珍贵的国家资产最大化地实现经济社会价值。”他说,“大家的一切创新都是为了中国的桥梁安全”。
 
从业30年来,张劲泉面对旧桥、病桥、事故桥的责任认定和病害处理,潜心于桥梁检测评定与维修加固、桥梁结构监测与安全评估、桥梁耐久性研究研究,始终把创新当作科研团队的“生命线”。对于未来发展,张劲泉说,“大家还将发展飞行器,针对桥梁进行空中监测”,“进一步推进耐久性监测评估技术,以此延长桥梁寿命”。
 
 
不断探索与突破  引领行业科技进步
 
2009年,张劲泉主持的“公路在用桥梁检测评定与维修加固成套技术”成果获得国家科技进步二等奖,这是旧桥领域的第一个科技进步奖。该项目首次对旧桥加固设计的内容、步骤与要求进行了明确的界定,提出了桥梁加固的基本原则和工作程序,建立了桥梁加固技术经济指标体系与分析方法。
 
他创建的在用桥梁承载力检测评定、维修加固技术体系与标准,构建了我国现有公路桥梁养护技术体系。首次采用旧桥检算系数、承载能力恶化系数、截面折减系数和活载影响修正系数,作为桥梁承载力评定指标的表征性评定参数,基于桥梁结构设计的近似概率理论,构建了桥梁承载力评定参数理论模型与计算方法。提出了桥面铺装参与结构组合、公路旧桥“温度影响力”和“基础变位影响力”的计算原则和计算方法;建立了在用梁板桥和拱桥的荷载横向分布系数计算原则与方法;制定了考虑拱上建筑联合作用、开裂引起结构内力重分布和连拱效应的检算原则与方法;提出了斜拉桥、悬索桥和行车道板的检算原则与方法;制定了桥梁墩台与基础的检算要点和检算方法。他主持编制的“公路旧桥结构检算分析指南”,较美国桥梁评价手册和英国桥梁评价规范,在检算参数、要点与方法方面更系统、具体、深入,涵盖桥型更全面,具有很强的针对性和操作性。他作为主编主持编制的行业标准《公路桥梁承载能力检测评定规程》JTG/T J21—2011,为我国开展公路混凝土旧桥评定工作提供了技术支撑。
 
他创建了公路混凝土旧桥材质检测评价技术体系。以混凝土强度、内部缺陷、表层损伤、电阻率、氯离子含量、碳化深度以及钢筋锈蚀电位、钢筋分布和保护层厚度为主要指标,系统建立了我国混凝土旧桥材质状况与耐久性检测评价体系;首次建立了混凝土强度和保护层检测评判标准;在计入环境影响系数的基础上,构建了桥梁部(构)件的耐久性状况等级评估方法,并将桥梁结构视为由部(构)件组成的“串联”系统,基于桥梁部(构)件权重理论模型和部(构)件的耐久性状况等级评估值,创建了桥梁结构耐久性综合评价方法。
 
他主持研发了具有自主常识产权的智能钢筋及保护层检测装置、智能钢筋锈蚀综合测量装置、智能混凝土状况超声波检测装置、轻型可移动拼装式检测工作架等检测仪器设备与装置,解决了无损检测设备智能化、桥梁现场荷载试验测试系统车载集成化、在用桥梁检测平台经济便捷化等的核心技术。其中,智能钢筋及保护层检测装置实现了行走自动测距制图、数据交换与反馈控制、综合修正影响因素及测试数据评价等功能,优于国内外同类产品;智能钢筋锈蚀综合测量装置解决了电化学参数与电量转换,在国内首次实现钢筋锈蚀电位、极化电流和混凝土电阻率多参数综合测试以及阴极防护和水浸构件的检测;智能混凝土状况超声波检测装置重点解决了声学参数自动检测、波形判读和图像后处理,波形参数的处理分析及直观显示强度、缺陷分布;轻型可移动拼装式检测工作架适应桥宽4.5m~18m,解决了空中过墩及灯杆、操作复杂、拼装复杂、纵桥向移动、垂直提升等关键技术。
 
他发展了桥梁加固设计理论与方法,建立了桥梁加固质量检评标准和后评估方法,制定了公路旧桥加固成套技术应用指南。首创的桥梁加固技术经济指标体系与分析方法、加固工程质量检验评定方法与标准和加固后评价方法,解决了桥梁加固目标、实施过程、技术、效益、影响和持续性评价等的关键问题;他主持编制《公路旧桥加固成套技术应用指南》,在设计理论的系统性与前沿性、设计方法的适用性与可靠性、加固结构构造的合理性与耐用性以及施工工序和施工工艺的规范性与先进性等方面,均达到或优于国外同类技术,已成为我国公路桥梁科学管养的支撑。
 
这些研究成果在十多个省区166座在用桥梁上进行了重点示范应用与工程验证,被纳入6部公路工程行业标准规范,形成了我国现有公路桥梁养护技术体系。建立的桥梁承载力检测评定方法、标准与体系和桥梁快速检评技术,在“汶川地震”和“玉树地震”的应急保通中发挥了重要作用,为交通运输部干线公路3万余座桥梁危旧桥改造计划提供有力的技术支撑。荣获2009年国家科技进步二等奖(排名第1)和2011年国家科技进步二等奖(排名第3)。
 
率先开展了公路桥梁耐久性关键技术研究,建立了以桥梁结构耐久性设计、施工和预防性养护为核心的公路桥梁长寿命保障技术体系。
 
他把握行业热点需求,针对我国公路桥梁由于耐久性问题而引发安全事故和养护维修工作量日益增加的实际工程问题,在公路桥梁领域率先开展了桥梁耐久性研究,主持了西部交通建设科技项目重大专项“桥梁耐久性关键技术研究”等研究课题,建立了一套有利于提高我国公路桥梁耐久性的实用技术体系。他创建了公路混凝土桥梁耐久性设计理论体系与方法。提出了混凝土桥梁合理耐用构造甄别技术、设计与评价方法以及在除冰盐等特殊环境中的适宜构造,发展了拉吊索可检修、易更换设计方法和可达性细部构造,形成了混凝土桥梁主体结构和合理耐用构造的耐久性设计技术体系。
 
他主持研发了新建混凝土桥梁耐久性质量控制技术与检验标准。提出了新建桥梁浇筑混凝土质量控制指标体系和方法;建立了用于判定浇筑混凝土均匀度、密实度的电阻率稳定区间控制方法,给出了结硬混凝土抗冻性快速检测的气泡特征检测法,研发了具有自主常识产权的浇筑混凝土耐久性检测装置;提出了混凝土顶面整平收浆技术、梁场喷雾状式养生技术、接缝处理技术等提升混凝土结构耐久性质量的系列保障技术。
 
他创建了公路混凝土桥梁预防性养护技术体系。提出了在用混凝土桥梁构件和结构耐久性指标体系及检测方法,定义了单项指标极限状态与综合极限状态;提出了新建公路桥梁基于先期桥梁耐久性构造与后期耐久性防护措施相结合的寿命周期-成本效益的预防性养护设计方法,以及在用桥梁基于耐久性评估的预防性养护设计方法,给出了效益费用最优的预防性养护时机的确定方法。
 
他主持的研究成果相继在苏通大桥、崇启大桥、西堠门大桥、泰州长江公路大桥、港珠澳大桥集群工程、青岛海湾大桥工程、舟山联岛工程、之江大桥等45座公路桥梁和7座港工工程上进行了应用验证或示范,对西部硫酸盐侵蚀、东部沿海和北部冻融等恶劣环境条件下公路桥梁建设和养护,发挥了重要作用。研究成果授权发明专利2项(排名分别为1和2),出版著作2部,为公路工程行业标准《公路桥梁耐久性检测评定规程》编制提供了有力的支撑。
 
提出了千米级多塔连跨悬索桥适宜结构体系设计新思想,系统解决了多塔连跨大跨悬索桥关键结构选型和设计等核心技术难题。
 
他作为主要人员参与了我国第一座大跨度悬索桥——虎门大桥的建设,主持的虎门悬索桥1/80静力模型相似准则研究等成果有力支撑了虎门悬索桥施工。在大跨悬索桥方面,主持了国家科技支撑计划“多塔连跨悬索结构及工程示范”,系统解决了关键结构选型、主缆架设与加劲梁吊装过程控制、静动力参数识别等核心技术难题。结合世界首座千米级多塔连跨悬索桥“泰州大桥”的建设,提出塔、梁和主缆适宜刚度匹配方法、鞍座抗滑稳定性评定方法与安全设计方法、中塔纵向抗弯惯矩合理性评价方法等,解决了多塔连跨悬索桥体系选型、中间塔结构特征与行为规律等关键问题。成果推动了我国大跨悬索桥由“双塔”向“多塔”的跨越。该桥获2014年国际桥梁与结构工程协会杰出结构奖,获2013年英国结构工程师学会卓越结构奖,“开创了千米级多塔连跨悬索桥建设先河,为跨越宽阔江海水域提供了可供比选的新型桥梁方案,对世界桥梁建设做出了巨大贡献”。授权发明专利1项(排名第1),出版著作2部,2013年获中国公路学会科技进步特等奖。
 
 
担当新使命  支撑交通强国建设
 
党的十九大报告明确提出建设交通强国的宏伟目标,他带领交通运输部公路科学研究院(简称部公路院)顺应新时代赋予交通运输发展的新方位、新任务和新要求,提早决策、储备和谋划,加强交通强国的相关研究工作,同时在众多行业热点与难点领域,提出政策建议,编写标准规范,提供技术保障,充分发挥了行业智库的作用。
 
“构建交通运输科技创新体系,是实现交通强国战略的重要内容。作为公路科研的‘国家队’和‘排头兵’,部公路院今后一段时期要以建设交通强国为目标,眼光放远,步子加快,加强应用基础研究,引领行业技术进步。”提及今后的发展,张劲泉表示。
 
“通过应用基础研究和前瞻性研究,公路院要能回答2030年甚至2050年,我国要建设什么样的公路交通基础设施和运输装备,采取什么样的交通运输方式,达到怎样的服务效果。”张劲泉表示,公路院今后要坚守科研本位,不忘初心,开展原创性、颠覆性创新,为建设交通强国提供强有力的技术支撑。
高屋建瓴 打造国内一流的桥梁实验设施群 助力交通强国建设
 
“桥梁结构安全技术国家工程实验室是交通强国科技创新体系的组成部分,依托该实验室,大家将深入开展桥梁安全的基础性、前瞻性和系统性研究,解决制约行业发展的关键共性问题,储备前沿技术,并推动行业整体技术进步,使我国桥梁安全技术水平更上一层楼。”兼任桥梁结构安全技术国家工程实验室主任的张劲泉先容说。
 
“当前多领域的学科交叉,与新技术应用的逐渐成熟,为桥梁安全注入了新的动能。”张劲泉说,下一步,研究团队将开展人工智能整合、智能控制等研究。利用大数据对海量的数据信息进行分析 预判,提前预知桥梁安全风险。在新桥的建设过程中,通过智能监控对施工工程实现全面掌控,全过程可知可掌握的数据将大大增强桥梁安全性和可靠性。
 
采访过程中,他为实验室未来发展绘就了这样一幅蓝图:实验室在承接基础性研究成果的同时,面向行业发展需求,发挥其产业辐射能力。实验室将联合相关企业组建了公路基础设施智能制造技术、建筑信息模型(BIM)技术应用两个交通运输行业研发中心,形成了“国家工程实验室—行业重点实验室—行业研发中心—工程项目单位”的创新链条和机制。未来,实验室计划打造国内一流的桥梁实验设施群,计划在2019年分区域建成6个桥梁长期性能暴露实验站,依托30座桥梁建立桥梁长期性能演变规律认知、结构安全性评估等相关研究。
 
“国家工程实验室的建成,凝聚和培养了一批优秀的研究人员,打造了一支高素质的专业人才队伍,这为公路院桥梁安全科研水平再上新台阶打下了良好基础,为公路院的腾飞插上了翅膀,为交通强国建设增砖添瓦。”他自豪地说。
 
 
创新工作思路   为标准化事业跃马扬鞭
 
在我国正在进行标准化改革,并积极实施标准化战略的大背景下,张劲泉作为亚洲城官网公路分会(以下简称公路分会)的主要负责人,他对ca88亚洲成工作极其重视,带领公路分会做了很多具体的标准化工作。积极完成承担了住房城乡建设部工程建设国家标准《沥青路面施工及验收标准》、《水泥混凝土路面技术标准》的修订工作和《工程建设标准强制性条文》(公路工程部分)的复审工作。积极申报承担住房城乡建设部“一带一路”战略的ca88亚洲成政策研究项目,为住房城乡建设主管部门制定标准政策做好参谋和助手,发挥智囊作用。
多年来,他带领公路分会围绕交通运输部的中心工作,充分发挥标准化工作智囊团的作用,受交通运输部公路局的委托,开展《公路工程标准管理办法》的编写工作,为公路工程标准化管理的战略决策和统筹协调发挥重要作用。积极承担《公路工程行业标准制修订管理导则》等多部公路工程行业标准制修订的工作。通过承担行业标准的制修订,推动公路工程标准国际化,提升行业的国际话语权和影响力的重要举措。
 
致力于把分会打造成交通行业全面标准化发展的交流平台,是他创新工作思想的具体体现,在他的领导下,公路分会于今年2月,成功举办了“2019年标准化创新发展大会”,对ca88亚洲成进行研讨和交流。他表示,分会工作的思路是,以服务政府、服务行业、主动作为的工作思路,以“求变、顺势、创新”为引导,依靠自身的技术、管理和平台优势,向技术水平高、服务能力强、行业美誉度高、政府认可度高的新型标准化组织进军,为建设交通强国贡献自己应有的力量。
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