與橋相伴
——記廣州大學(xué)風(fēng)工程與工程振動研究中心主任劉愛榮

謝明昊

珠江是廣州的絲帶，而形態(tài)各異的跨江大橋，正是鑲嵌在這條絲帶上的一顆顆珍寶。在這眾多的珍寶中，獵德大橋無疑是最璀璨的一顆，人們親切地喚它“珠江之貝”。獵德大橋以其婀娜的流線跨越珠江，它那溫婉與優(yōu)雅的氣質(zhì)為繁忙的都市增添了一抹安閑的神采。作為廣州大學(xué)“橋梁與隧道工程”的學(xué)科帶頭人，劉愛榮以學(xué)者獨有的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，將獵德大橋的安全體系構(gòu)建與現(xiàn)代造型的藝術(shù)完美融合在了一起。

劉愛榮

在劉愛榮的心目中，橋梁的連接作用只是橋梁本該具備的基礎(chǔ)功能。而當(dāng)代橋梁在這個基礎(chǔ)功能得到保障的同時，還負(fù)載了更多的文化氣息與人文關(guān)懷。以橋梁為媒介，將廣州城獨有的魅力與百姓的日常生活相鏈接，讓市民在日常的出行中體會到社會發(fā)展的獲得感。以人為本、為民服務(wù)的科研理念，始終是劉愛榮作為科研工作者的初心。

唯美路線

劉愛榮喜歡橋，尤其是拱橋。她能掰著手指頭一條條列舉拱橋的優(yōu)點。不管是石橋、木橋、竹橋，還是鋼橋和混凝土橋，在劉愛榮的眼中，它們都閃耀著各自獨特的光芒。

18歲那一年，劉愛榮考入石家莊鐵道學(xué)院（現(xiàn)石家莊鐵道大學(xué)）橋梁工程專業(yè)。從此她便開始了與橋梁為伴的科研人生。她深知在橋梁工程里，要想研究得深入，就無法避開力學(xué)。“特別是在理論突破方面，力學(xué)基礎(chǔ)真的非常重要，但如果還想再繼續(xù)深入的話，數(shù)學(xué)就很關(guān)鍵。”隨著對學(xué)科研究的深入，劉愛榮在大學(xué)畢業(yè)后毫不猶豫地考取了西南交通大學(xué)計算力學(xué)專業(yè)的研究生，繼續(xù)向更深的“海域”前進(jìn)。

在西南交通大學(xué)，她遇見了一位嚴(yán)謹(jǐn)?shù)浇蹩量痰膶?dǎo)師——周本寬教授。從此她有了生命中最重要的指路人?！拔业恼撐木退闶且呀?jīng)打印排版了，只要有稍微一點點不符合規(guī)范，他都會及時地給我校正過來，更別提理論推導(dǎo)或者技術(shù)方面的問題?！眲蹣s語氣堅定地說。

正是得益于這樣嚴(yán)苛的訓(xùn)練，劉愛榮對美的追求，或者說對科研的追求已經(jīng)到了有些“潔癖”的程度?！拔乙峤坏恼撐幕蜓芯繄蟾妫欢ㄒ峭昝赖?，至少是在我能力范圍內(nèi)，沒辦法再揪出任何問題了，我才會提交上去，我感覺已經(jīng)是一種強(qiáng)迫癥了?！眲蹣s帶著些自我調(diào)侃的語氣說。

2001年6月，劉愛榮從西南交通大學(xué)順利畢業(yè)，獲得博士學(xué)位。同月，她進(jìn)入廣州大學(xué)土木工程學(xué)院工作。

樂在其中

獵德大橋是廣州市用以連接天河區(qū)與海珠區(qū)的過江通道。它位于珠江北河道上，此橋于2002年10月開始規(guī)劃設(shè)計，2005年6月破土動工。獵德大橋的設(shè)計復(fù)合驗算是劉愛榮來到廣州大學(xué)后接手的最重要的任務(wù)之一。她前前后后付出了一年的努力，橋梁的建設(shè)為她留下了許多深刻的記憶。

獵德大橋橋塔呈貝殼狀，造型既新奇又美觀。為了讓美觀與實用兼得，劉愛榮付出了大量的努力?！拔沂菢蛄汗こ坛錾?，一般的圖只要瞄一眼，我大概就能知道整個橋梁的構(gòu)造特征。但是獵德大橋不一樣，特別是一些細(xì)部構(gòu)造非常復(fù)雜，我沒辦法第一時間在大腦中合成三維圖形?！敝挥凶x懂橋梁的平面圖，才能精確建立橋梁的計算模型，才能獲得正確的計算數(shù)據(jù)。為此，她花了大量的時間建立獵德大橋整體計算模型和三維細(xì)部構(gòu)造有限元模型。

解決了橋梁計算模型的問題，還有更難的模型實驗在等著她?！澳Ｐ驮趺磁c原橋等效，怎么制作安裝，吊桿先拉哪個，拉多少力，加載方案如何制訂，所有的細(xì)節(jié)都要經(jīng)過深思熟慮。”劉愛榮笑著說。如果她的加載方案和計算數(shù)據(jù)不能及時給出，整個團(tuán)隊的試驗工作就會被迫延滯。為了工程進(jìn)度，劉愛榮沒日沒夜地圍著獵德大橋的計算模型打轉(zhuǎn)，付出了大量的時間和精力。她記得當(dāng)時還抽時間飛去貴州參加一個緊急會議，白天參加會議，晚上熬夜修改計算模型，一熬就到凌晨兩三點。輪軸轉(zhuǎn)導(dǎo)致身體出現(xiàn)了問題，“我當(dāng)時忽然感覺兩眼一黑，還以為是停電了，后來發(fā)現(xiàn)不是”。過了十幾秒她才恢復(fù)過來，恍然大悟是太累了，好幾天沒有好好休息了。

剛到廣州那幾年，這樣的工作強(qiáng)度對劉愛榮來說是常態(tài)。她白天在實驗室，進(jìn)行試驗?zāi)Ｐ偷陌惭b與調(diào)試；晚上通宵達(dá)旦進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的計算分析。家人勸她休息，她卻樂在其中。提起那段時光，劉愛榮不無驕傲地說：“外行人看不懂的平面圖，經(jīng)過我的手，很快可以變成一個很直觀的三維模型。我能讓每位施工人員都能看明白。”

到廣州工作的第四個年頭，劉愛榮參加了“新光大橋抗震性能研究”。新光大橋主橋長700多米，是三跨連續(xù)剛架鋼桁拱橋，其飛雁式造型非常獨特。然而在這之前，她從未接觸過實際工程項目的抗震研究，對抗震知識的了解非常有限。但即使是這樣，她也沒有退縮，查閱了大量的研究資料；遇到不懂的問題，就向?qū)I(yè)的老師請教；沒有接觸過抗震試驗，可以去實驗室仔細(xì)觀摩……“我就這樣把這個任務(wù)一點一點地啃了下來，一年后順利完成了項目。”說到這些的時候，劉愛榮臉上洋溢著快樂的笑容，笑容傳達(dá)著她對橋梁工程的熱愛。

快速成長

從2001年加入廣州大學(xué)，劉愛榮就一直把廣州大學(xué)橋梁學(xué)科建設(shè)當(dāng)作自己的使命。廣州大學(xué)橋梁與隧道學(xué)科碩士點和博士點的申報，都傾注了劉愛榮許許多多的精力。她常說學(xué)術(shù)的目的是服務(wù)社會，用自己的專業(yè)服務(wù)好身邊的人。抱著這種信念，劉愛榮對珠三角地區(qū)乃至廣東省外橋梁建設(shè)，投入了極大的熱情。“我們的特色是什么呢？就是服務(wù)地方，理論聯(lián)系實際，讓學(xué)科建設(shè)與橋梁工程建設(shè)緊密結(jié)合起來?！笨梢院敛豢鋸埖卣f，在珠江三角洲地區(qū)，至少有三分之一的橋梁有劉愛榮和其團(tuán)隊的貢獻(xiàn)。

2008年8月，廣州大學(xué)風(fēng)工程與工程振動研究中心（以下簡稱“中心”）成立。2009劉愛榮被任命為中心副主任。責(zé)任大了，肩上的擔(dān)子更重了。面對層層加碼的工作壓力，劉愛榮反而更加沉穩(wěn)樂觀。她說：“我們成立中心的宗旨之一，就是要對地方經(jīng)濟(jì)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)?！?/p>

在團(tuán)隊全體成員的共同努力下，中心先后建成廣州市重點實驗室、廣東省工程中心、廣東省國際合作基地、科技部國家國際合作示范基地、111引智基地等重要平臺。其中111引智基地是科技部和教育部聯(lián)合推出的平臺項目?！巴ㄟ^111引智基地項目建設(shè)，可以引進(jìn)全球工程領(lǐng)域里頂級的科學(xué)家加入我們的團(tuán)隊，扶持我們團(tuán)隊的成長，助力我國科技發(fā)展?！眲蹣s介紹說。

2012年，成為中心執(zhí)行主任的劉愛榮響應(yīng)國家號召，積極籌建一個具有國際視野的人才引進(jìn)基地。于是她開始結(jié)合中心優(yōu)勢尋找國內(nèi)外頂級科技人才的支持。劉愛榮說：“我們用最大的誠意和最笨的辦法與業(yè)內(nèi)專家聯(lián)絡(luò)，爭取他們的支持。不得不說廣州城和廣州大學(xué)的魅力還是幫了我們很大的忙?！苯?jīng)過幾年的努力，劉愛榮最終邀請了11位國際頂級科學(xué)家加入到111引智基地當(dāng)中。隨著專家團(tuán)隊的加入，中心越發(fā)強(qiáng)大了起來。

在中心不斷發(fā)展壯大的同時，為地方服務(wù)的特色也慢慢彰顯出來。2014年，劉愛榮接手了“鳳凰二橋主橋數(shù)值仿真計算及模型實驗研究項目”。她帶領(lǐng)團(tuán)隊進(jìn)行了鳳凰二橋主橋1∶5節(jié)段模型試驗研究，對鳳凰二橋這類新橋型的結(jié)構(gòu)受力特點有了更為準(zhǔn)確的把握，為橋梁結(jié)構(gòu)細(xì)部構(gòu)造的優(yōu)化提供了可靠的數(shù)據(jù)。

進(jìn)行地方工程服務(wù)的同時，劉愛榮也不忘從工程案例中提煉科學(xué)問題，培養(yǎng)學(xué)生。她把潮州金山大橋斜靠式拱橋穩(wěn)定性問題當(dāng)作科研課題，帶領(lǐng)團(tuán)隊攻堅克難。最終憑借她扎實的力學(xué)基礎(chǔ)，找到了問題解決的辦法。同時劉愛榮圍繞金山大橋的相關(guān)問題申報了國家自然科學(xué)基金，并且成功獲批。最終她帶領(lǐng)團(tuán)隊將斜靠式拱橋的穩(wěn)定性設(shè)計方法編制成簡單實用的設(shè)計和計算軟件，這款軟件對同類型橋梁的快速化設(shè)計意義重大。

“在實踐過程中如果發(fā)現(xiàn)一些科學(xué)問題，我們會對它們進(jìn)行記錄和整理。完成初步研究之后再形成課題，爭取國家相關(guān)部門的支持?！睆臉蛄旱脑O(shè)計，到施工監(jiān)控，再到健康和智慧監(jiān)測，目前劉愛榮和她帶領(lǐng)的團(tuán)隊已經(jīng)形成了全方位的工程建設(shè)服務(wù)體系。而這套體系正是她和團(tuán)隊從實踐中來，到實踐中去，取之于工程，服務(wù)于工程理念的最佳詮釋。

橋的未來

剛剛結(jié)束的“廣州海心橋優(yōu)化設(shè)計、舒適度和抗震研究”（以下簡稱“海心橋”）項目，是劉愛榮遇到的又一次新的挑戰(zhàn)。隨著市民生活水平的提高，人們的審美要求也越來越個性化。因此橋梁的外形也越來越新穎。劉愛榮說：“美交給設(shè)計師，實用性和安全性由我們來保駕護(hù)航?！?/p>

劉愛榮帶領(lǐng)團(tuán)隊根據(jù)“動力相似原理”設(shè)計了與實橋具有一致動力特征的1∶40試驗?zāi)Ｐ?。他們采用鋼材作為主要模型材料，按剛度等效設(shè)計主體結(jié)構(gòu)，在主梁和拱肋上采用鉛塊施加配重，完成振動臺試驗。在項目實施過程中，她帶領(lǐng)團(tuán)隊反反復(fù)復(fù)建立了幾十個計算模型，不斷調(diào)整模型參數(shù)，最終證明了優(yōu)化設(shè)計方案的可行性。除此之外，劉愛榮團(tuán)隊還完成了海心橋人行舒適度分析，以此保證行人在橋梁上行走時的安全和舒適。

前不久，在西安舉行的學(xué)術(shù)會議上，劉愛榮參與優(yōu)化設(shè)計的拱橋透過投影屏幕與觀眾見面，引來現(xiàn)場專家的陣陣贊嘆。 迄今為止，劉愛榮參與了100多項橋梁科研與科技服務(wù)項目。每一次遇到新橋型，她都會抱著極大的熱情投入研究。

近日，在剛剛落幕的第七屆中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國總決賽中，劉愛榮指導(dǎo)的學(xué)生項目“水下結(jié)構(gòu)病害智能檢測機(jī)器人”獲得了全國銀獎、廣東省金獎的好成績。如此亮眼的成績背后，自然離不開劉愛榮帶領(lǐng)的慧眼識橋團(tuán)隊。經(jīng)過數(shù)年的研究，團(tuán)隊自主研發(fā)出國內(nèi)首臺0.2mm裂縫識別精度的水下檢測機(jī)器人。劉愛榮期待以智能技術(shù)為指引，為傳統(tǒng)橋梁行業(yè)注入新活力。

對于未來的研究方向，劉愛榮有著清晰的規(guī)劃。無論面對的課題如何變化，只要能不斷探索，不斷為城市建設(shè)服務(wù)，她就心滿意足了。國家的發(fā)展日新月異，百姓對生活質(zhì)量的要求不斷提高，緊跟時代步伐，培養(yǎng)人才，服務(wù)社會，是劉愛榮對自己的要求，也是她始終堅守的初心。