創(chuàng)新不是為了自己的利益
創(chuàng)新是誰(shuí)說(shuō)了算?這是影響我們國(guó)家科技發(fā)展一個(gè)很大的問(wèn)題。領(lǐng)導(dǎo)說(shuō)了算，領(lǐng)導(dǎo)到底懂不懂，不聽(tīng)專(zhuān)家意見(jiàn)，就拍腦袋決定。這一度成為創(chuàng)新最大的阻力。很多重大科研項(xiàng)目、很多需要研究的工程項(xiàng)目都因此“走偏”了。
科學(xué)的研究是非常關(guān)鍵的。這幾年，領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)始認(rèn)識(shí)到這個(gè)問(wèn)題，規(guī)劃的方案都要經(jīng)過(guò)專(zhuān)家討論。專(zhuān)家討論方案，不是你的業(yè)務(wù)水平問(wèn)題，首要的是品德問(wèn)題，好的品德才能得到好的方案。為老百姓服務(wù)、為國(guó)家服務(wù)，要有這個(gè)決心。
還要學(xué)會(huì)找問(wèn)題，找問(wèn)題比看問(wèn)題更重要。不要把不是問(wèn)題的說(shuō)成問(wèn)題，把簡(jiǎn)單問(wèn)題復(fù)雜化，這樣的研究、這樣的理念、這樣的品德根本創(chuàng)新不了，我們也不需要這樣的“人才”。搞創(chuàng)新是非常難的一個(gè)過(guò)程，要想沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)是不可能的，創(chuàng)新不是為了自己的利益。
對(duì)于工程來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)是創(chuàng)新的第一關(guān)?？蓪?shí)際上這往往卻成了創(chuàng)新的一個(gè)阻力。有的設(shè)計(jì)人員根本不懂施工，抄圖、套規(guī)范，設(shè)計(jì)圖紙創(chuàng)新不了?，F(xiàn)在要有所改變，設(shè)計(jì)支持結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)圖紙包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、規(guī)模設(shè)計(jì)，施工單位成立設(shè)計(jì)院，圖紙來(lái)了把它建成。設(shè)計(jì)、施工二者合到一起才是真正的設(shè)計(jì)圖紙，這樣才能出真正的預(yù)算。從設(shè)計(jì)上創(chuàng)新，不能因?yàn)樵O(shè)計(jì)阻撓了技術(shù)的發(fā)展。規(guī)劃方案是非常重要的，再通過(guò)施工進(jìn)行完善。
我們需要?jiǎng)?chuàng)新，創(chuàng)新需要培養(yǎng)人才。我們培養(yǎng)的是能把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化的人才，不是簡(jiǎn)單問(wèn)題復(fù)雜化的人才。學(xué)校老師應(yīng)該掌握行業(yè)動(dòng)態(tài)的發(fā)展，否則學(xué)生畢業(yè)后出去什么都不懂。現(xiàn)在的問(wèn)題就是脫節(jié)很?chē)?yán)重，大學(xué)培養(yǎng)的人才到了企業(yè)不好用，剛畢業(yè)的學(xué)生知識(shí)面太小，需要鍛煉三到五年才能獨(dú)立工作。
中國(guó)的工程建設(shè)，包括水利、建筑、土木等，需要新一代年輕人接力，希望“80后”“90后”“00后”繼續(xù)努力，在實(shí)踐中鍛煉自己，不斷迸發(fā)出創(chuàng)新的火花。
中國(guó)工程院院士周豐峻：
創(chuàng)新海底工程建設(shè)技術(shù)
怎么樣搞好創(chuàng)新，解決我們工程實(shí)踐當(dāng)中面臨的重大問(wèn)題，對(duì)于大型海底工程建設(shè)至關(guān)重要。
在鐵路包括高鐵的隧道的建設(shè)中，裝備技術(shù)特別重要。我國(guó)的隧道施工裝備，在短短的10年間發(fā)展非?？?，在工程建設(shè)中又快、又好、又安全。比如，引洮供水工程。工程遇到的巖石是砂巖，開(kāi)挖的直徑將近6米，解決了刀盤(pán)切割問(wèn)題，月平均推進(jìn)近180米，一天平均近60米，這個(gè)速度世界上沒(méi)有比我們更高的。歐洲日平均40米，最高紀(jì)錄50米。
港珠澳聯(lián)通隧道連接珠江三角洲，一共36公里，包括26公里的橋梁、625米的人工島，還有島下5.6公里的海底隧道，目前都已經(jīng)完工了。這個(gè)隧道在施工的時(shí)候遇到了很大的難度，其中最難的還是有關(guān)人工島的建設(shè)。人工島的建設(shè)采用了鋼鐵巖的辦法，整個(gè)圍著島建一圈，全是鋼做的，高度大概60米、直徑23米，采用8個(gè)振動(dòng)錘垂直從水面向下打下去，要求振動(dòng)的過(guò)程中保持同相位、同頻率。因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)，我們整個(gè)施工進(jìn)度提前了一年。
香港銅鑼灣避風(fēng)塘的隧道是在已有的隧道下繼續(xù)做的隧道。這樣產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題，上部已經(jīng)建有隧道，下邊再挖隧道，中間會(huì)有十幾米間隔，怎么能保證不會(huì)因?yàn)橄逻叺拈_(kāi)挖導(dǎo)致上邊工程的破壞。為了解決這個(gè)問(wèn)題，采取了幾項(xiàng)措施。洞口開(kāi)挖采用高壓噴射灌漿的技術(shù)，同時(shí)開(kāi)挖面進(jìn)行加固，用了12米長(zhǎng)玻璃纖維錨桿進(jìn)行加固，加強(qiáng)了整體的強(qiáng)度，提高了穩(wěn)定性。整個(gè)施工過(guò)程非常安全。
海洋工程中隧道工程多的話，不得不做離岸混凝土工程這樣的技術(shù)準(zhǔn)備。這個(gè)技術(shù)可以用在通風(fēng)上，對(duì)跨海工程里邊比較深的都可以做成垂直通風(fēng)口，在風(fēng)浪下是很平穩(wěn)的，穩(wěn)定性比鋼結(jié)構(gòu)要好。在岸上進(jìn)行預(yù)澆筑，下水以后繼續(xù)澆筑，在頂部進(jìn)行安裝，通過(guò)gps定位，到預(yù)定的位置進(jìn)行安裝，投入使用。
中國(guó)工程院院士杜彥良：
保障重大工程安全可靠
我國(guó)現(xiàn)在在安全保障方面存在哪些問(wèn)題?一是短壽命、安全隱患突出，在復(fù)雜環(huán)境條件下長(zhǎng)期服役、長(zhǎng)期作用，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能早期退化，承載力下降，耐久力降低;二是個(gè)別工程設(shè)計(jì)建造存在一些不合理，導(dǎo)致承載力不足或使用壽命較短;三是人為因素，對(duì)于運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理不及時(shí)、嚴(yán)重超載導(dǎo)致下降。另外，就是突發(fā)自然災(zāi)害導(dǎo)致意外結(jié)構(gòu)損傷，使使用壽命下降或者發(fā)生嚴(yán)重的破壞。其中，人為因素占主體。所以說(shuō)科學(xué)的管理、科學(xué)的維護(hù)、科學(xué)的施工應(yīng)該引起我們的高度重視。從橋梁事故的特征分析來(lái)說(shuō)，自然災(zāi)害人為因素，人為因素占主體，嚴(yán)重?fù)p傷和中度損傷占主體，從建造、運(yùn)營(yíng)和拆除階段，運(yùn)營(yíng)階段占主體，這樣采用如何合理的先進(jìn)的維修方式，實(shí)施能發(fā)現(xiàn)重大工程結(jié)構(gòu)的隱患，及時(shí)排除這些安全隱患，保證它的安全性，應(yīng)該是我們大家關(guān)注的問(wèn)題。
值得注意的是，雖然我們交通基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模位居世界第一，但平均使用壽命低于發(fā)達(dá)國(guó)家。為了提高重大工程服役期間的安全性、適用性、耐久性，確保大動(dòng)脈的安全暢通，必須推進(jìn)重大工程結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)壽命。
圍繞當(dāng)前和今后重大工程安全保障技術(shù)如何積極進(jìn)行推進(jìn)?首先需要全壽命周期的信息覆蓋，從項(xiàng)目決策階段、施工建造、項(xiàng)目勘察、運(yùn)營(yíng)維護(hù)到廢除和拆除階段，應(yīng)該建立一個(gè)完整的全生命周期的實(shí)時(shí)管控。其次是全社會(huì)周期的性能保持與提升，采用何種先進(jìn)技術(shù)、保障技術(shù)、評(píng)價(jià)技術(shù)，能夠使我們的結(jié)構(gòu)達(dá)到壽命和延長(zhǎng)它的使用時(shí)間，對(duì)出現(xiàn)一些病害和一些其他問(wèn)題的采用何種技術(shù)提升性能。再次是安全評(píng)估與控制。最后是預(yù)知性性能控制與主動(dòng)維護(hù)，預(yù)知性維護(hù)通過(guò)先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患與不足，提前采取措施，達(dá)到提前運(yùn)營(yíng)，保證運(yùn)營(yíng)安全，延長(zhǎng)使用壽命。
中國(guó)工程院院士陳政清：
探尋阻尼減振新技術(shù)
阻尼就是阻礙運(yùn)動(dòng)的一種機(jī)制。到目前為止，業(yè)界成熟的阻尼系統(tǒng)主要是依靠摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)的。有的是固體和固體之間的摩擦，最直觀的就是騎自行車(chē)蹬剎車(chē)，還有一個(gè)流體和固體之間產(chǎn)生阻力。既然依靠摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)，不可避免有一個(gè)問(wèn)題，摩擦就會(huì)帶來(lái)消耗，帶來(lái)?yè)p耗。如果你用油，就容易漏油，這也是目前阻尼器普遍存在的問(wèn)題。
利用電磁感應(yīng)原理可以產(chǎn)生阻尼力。兩個(gè)磁鐵放在銅板的同一邊，銅板后面有一層鐵板，形成開(kāi)放性的結(jié)構(gòu)，但是它的磁力線是密閉的，類(lèi)似于水渦流形狀，故稱(chēng)之為電渦流。電渦流可以作為一個(gè)元件，放在調(diào)諧質(zhì)量減振器上面。用電渦流的阻尼器除了有阻尼力以外，還可以提供慣性力。
不過(guò)，電渦流阻尼器有一定的條件。當(dāng)速度超過(guò)一定的限度以后，它還能不能保持原來(lái)的性狀，這是值得研究的問(wèn)題。我們用一種電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方式，初步模擬了一下它的規(guī)律，這樣全部掌握了以后，也把一些具體困難克服了?，F(xiàn)在這個(gè)阻尼器可以做高速的運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到每秒0.15公里的速度。
這種阻尼器可用于隔震結(jié)構(gòu)。北京將要修建一座星體橋，普通橋梁大概是10萬(wàn)噸以下，這座星體橋相當(dāng)于10座橋梁，它如果不裝阻尼器，光是橡膠柱，會(huì)很晃，如果裝了阻尼器可以降到0.6米以?xún)?nèi)的振幅，但是阻尼器的速度一定要大于每秒1米。我們很快就要進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)。
另外，在水上漂浮式發(fā)電機(jī)的浮體結(jié)構(gòu)里面，搖擺是主要的控制技術(shù)，電渦流阻尼器應(yīng)該是可以起到有效的作用，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)的著陸。未來(lái)，還可以對(duì)電渦流阻尼器進(jìn)行廣泛的研究。希望年輕人能有興趣，共同來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。
北京大學(xué)建筑與景觀設(shè)計(jì)學(xué)院院長(zhǎng)俞孔堅(jiān)：
讓城市發(fā)展具有彈性
中國(guó)的水和生態(tài)問(wèn)題是多樣的，但是解決之道卻是單一的。洪水來(lái)了修大壩，澇來(lái)了修水道，所以這是用單一的解決方法去解決復(fù)雜的問(wèn)題。具體表現(xiàn)為中國(guó)目前的小決策。以水為核心的問(wèn)題，處理部門(mén)很多，但是他們都是分割的，地區(qū)分割、部門(mén)分割、功能分割。整個(gè)水系統(tǒng)管理都分掉了，復(fù)雜化了。水和土是分離的，水和生物是分離的，水和城市是分離的，甚至連排水跟供水都是分離的，洪水抗旱和抗?jié)秤质欠蛛x的。水是世界上最不應(yīng)該分離的元素，卻被我們分離了，導(dǎo)致系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，單一地去解決問(wèn)題。
出路在哪兒?出路就是要把這些東西整合在一起，變成一個(gè)簡(jiǎn)單的東西，就是生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施、綠色基礎(chǔ)設(shè)施，提供綜合的生態(tài)服務(wù)，比如生物生產(chǎn)、旱澇調(diào)節(jié)、人的生物保育、生活游憩等。實(shí)際就是海綿系統(tǒng)，深度反應(yīng)要有彈性，現(xiàn)在的城市很脆弱，沒(méi)有彈性。
海綿城市建立在這樣的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施之上，具體包括兩方面的工作。一是規(guī)劃，這樣一套綜合的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施如何來(lái)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)綜合問(wèn)題的解決;二是設(shè)計(jì)，工程、技術(shù)到底有哪些關(guān)鍵的技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)問(wèn)題的綜合解決。
講到規(guī)劃，常規(guī)的解決方法是小小的解決方法，單一的高度人工化。其實(shí)，自然系統(tǒng)能夠解決好多問(wèn)題，比如濕地、河流、湖泊構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)本身就可以解決澇的問(wèn)題，修那么多管道反而解決不了，這樣的自然系統(tǒng)如何保護(hù)規(guī)劃好，非常重要。但是因?yàn)槿艘钜幼。@就需要實(shí)現(xiàn)最小的面積保持自然的完整性，就像圍棋，用最少的棋子把效益發(fā)揮到最高。
通常我們搞城市規(guī)劃都是先預(yù)測(cè)人口，這是常規(guī)的城市化，但我們城市的人口預(yù)測(cè)往往是失敗的，結(jié)果往往導(dǎo)致一些自然系統(tǒng)受到破壞，水、生物、文化遺產(chǎn)喪失。如果建立一個(gè)最低安全標(biāo)準(zhǔn)，把這樣一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施作為城市化的基礎(chǔ)，這時(shí)候我們就可以用最基本的空間來(lái)限定城市化的發(fā)展，使城市具有一個(gè)空間發(fā)展的彈性。
國(guó)家“千人計(jì)劃”專(zhuān)家尹學(xué)軍：
減少土木工程的振動(dòng)危害
土木工程經(jīng)常受到振動(dòng)的危害。以大型沖擊設(shè)備為例，如果振動(dòng)控制措施不當(dāng)，將會(huì)影響周?chē)茉O(shè)備工作，影響周?chē)用裥菹?。在交通領(lǐng)域我們的振動(dòng)噪聲也會(huì)擾民，橋梁領(lǐng)域大風(fēng)情況下則會(huì)影響橋梁的安全。為了控制這些振動(dòng)，國(guó)內(nèi)外都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，如果這些振動(dòng)超出了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，就要進(jìn)行振動(dòng)控制。像橋梁的風(fēng)力激振，我們要采取阻力的辦法，提高阻力是非常有效的降低振幅。
振動(dòng)控制的理論是非常簡(jiǎn)單的，而如何把一個(gè)產(chǎn)品應(yīng)用到工程中去，就要經(jīng)歷以下創(chuàng)新的過(guò)程。首先是設(shè)計(jì)方面，要進(jìn)行仿制分析和振動(dòng)預(yù)測(cè)，通過(guò)一些模型實(shí)驗(yàn)或者實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，最后進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，選定參數(shù)之后選擇合適的產(chǎn)品。產(chǎn)品不是一成不變的，要不斷地進(jìn)行改變，善于從市場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、捕捉問(wèn)題，進(jìn)行研究改進(jìn)，進(jìn)行專(zhuān)利保護(hù)，通過(guò)中試和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)進(jìn)行安全的產(chǎn)品，最后才進(jìn)行工程沿用，形成知識(shí)產(chǎn)權(quán)和工程規(guī)范。
工業(yè)工程振動(dòng)控制不是控制設(shè)備的振動(dòng)，而是保證建筑結(jié)構(gòu)、工業(yè)裝備、振動(dòng)控制裝備等整個(gè)系統(tǒng)的正常工作的同時(shí)，環(huán)境振動(dòng)不超標(biāo)。大型沖擊裝備的動(dòng)載壓力可以達(dá)到3.5萬(wàn)噸甚至4萬(wàn)噸，精密設(shè)備現(xiàn)在要求的分辨率達(dá)到10個(gè)納米、1.5個(gè)密度每秒的振速，非常非常安靜。
我們國(guó)家是先有城市后有地鐵。輕軌從居民樓旁邊經(jīng)過(guò)，引發(fā)結(jié)構(gòu)共振和結(jié)構(gòu)二次噪聲。這個(gè)振動(dòng)控制的主要難點(diǎn)是列車(chē)載重大、軸重次數(shù)高，而且橋梁限重限高，要求非常嚴(yán)格，所以隔振需要非常高承載能力的彈簧，對(duì)于最近出現(xiàn)的一些鋼軌噪聲和鋼軌波磨，我們需要非常精準(zhǔn)的阻尼比和精準(zhǔn)的調(diào)諧比。
像音樂(lè)廳、演播廳、劇院，其振動(dòng)控制則需要非常高的承載能力和非常緊湊的隔振裝置。比如國(guó)家大劇院5個(gè)錄音廳采用房中房隔振技術(shù)，只有底部通過(guò)塌方、隔振器支撐;上海交響樂(lè)音樂(lè)廳是首座采用整體隔振技術(shù)的建筑，得到藝術(shù)家們的贊揚(yáng)。這也是科學(xué)為藝術(shù)服務(wù)的一個(gè)典范。
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