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桥梁核心资产管理走向破冰之旅——访美国工程院院士弗瑞德·塞泊博士 ... ... ...

2012-3-31 10:30| 发布者: lansebeiai| 查看: 4209| 评论: 0|来自: 《桥梁》杂志

摘要: 弗瑞德·塞泊博士是美国工程院院士、美国加利福尼亚大学—圣地亚哥工程学院院长、美国加州大学—圣地亚哥结构与工程力学专业教授。他创建了当今世界最大的加州大学圣地亚哥鲍威尔大型结构实验中心,并担任该实验中心 ...

        弗瑞德·塞泊博士是美国工程院院士、美国加利福尼亚大学—圣地亚哥工程学院院长、美国加州大学—圣地亚哥结构与工程力学专业教授。他创建了当今世界最大的加州大学圣地亚哥鲍威尔大型结构实验中心,并担任该实验中心主任。他被誉为全球最卓越的工程师之一。随着采访中他轻松文雅的言谈举止,可以感受到,“院士”的称号不仅给了塞泊博士一份至高无上的荣誉,同时他身上又担负着一份如履薄冰的社会责任。


研究是由于世界的需求
        当经济学界一场旷日持久的争论——“朗顾之争”,以中国的主流经济学家集体失语为结局的时候,学者专家的社会责任感受到了空前的质疑,甚至有人说,中国是世界上经济学家最多的国家,但是中国却没有自己的经济学。我们暂且抛开经济学界这场争论不谈,这样的疑问也许值得引起土木工程界的反思,我们为了什么研究? 社会需求与学术研究到底有怎样的关系? 做研究在某种程度上是要求独立性的,但是为了“研究而研究”却有失偏颇。更何况土木工程是一个与人类生活息息相关的领域,土木工程的研究者担负着比一般研究者更多的社会责任,这就要求工程研究要与社会现实息息相关,与社会需求紧密结合。
        加州大学的鲍威尔大型结构实验中心是加州大学的一颗明珠,实验室成立于1986年,在塞泊院士的带领下,鲍威尔实验室已发展成为目前世界最大最先进的结构实验研究中心,也是国际公认的抗震工程、结构抗震、复合材料及土木智能化系统研究与应用等领域的领军团队。
        塞泊院士提到加州大学的鲍威尔结构实验中心不由得流露出骄傲之情。他介绍说,鲍威尔结构实验中心是应社会需求建立起来的——其中一个重要的需求便源自当地的地震灾害。在1989年和1994年加州曾经发生过两次罕见的大地震,造成了很大的人员伤亡和经济损失。灾难过后,对于抗震减灾的需求救变得十分迫切。由此,他和他的团队创建了这个实验中心,经过多年的努力,目前成为全球最大的结构实验中心。随着实验中心的发展,它的功能也逐渐演变、扩大,如今的抗震研究不仅包括大型桥梁,还有大型的地面建筑以及复合材料的研制和应用。另外,除了抗震之外还涉及了抗爆的研究。实验中心拥有全球最大的室外地震试验台,同时也拥有世界上唯一的抗爆室内实验中心。
        另外,就是在过去的几个世纪里,计算科学的飞速发展,工程师们可以利用计算机来做很多关于结构模拟行为的工作,从而取代了以往那种小型的试验和计算,用计算机的强大计算能力实现了很多非常复杂的结构工程试验。但是在实际应用之前,这些复杂的结构工程技术需要经过严格的科学试验来验证其可靠性。鲍威尔结构实验中心同时也满足了这样重要的社会需求。
        在谈话中,塞泊院士多次提到他的研究是出于社会的需求。我想,这并不代表说,我们的研究就要放弃前瞻性。相反,塞泊院士更多的是想让研究者意识到学术研究不能没有社会责任意识。记得马克思曾经说:“社会需求推动技术进步的动力要大于100所高校对社会进步的推动动力。”当学术研究越来越紧密地交融于社会生活中时,研究的空间也许会越来越广阔。

探求未知  思考现实
        美国土木工程师学会土木工程未来峰会提出了土木工程未来的大胆设想,20年后土木工程界将会怎样? 我们也不禁想问,中国的土木工程界20年后又会是怎样? 也许最终的结果我们不得而知,但是对现实的深刻思考是必须的。正如峰会报告上说的“显然,探索未知有着巨大的风险。未来本身就难以捉摸,某些展望可能被证明只是虚幻,但是展望已经向我们发出了挑战。朝着这些目标前进的征程仅仅是开始,全球的土木工程业都已准备好迎接这个挑战”。也许科技的进步不仅仅只是一种技术的创新或者一种发明的诞生,也可以是对于未知的不断探索和基于现实的深刻思考。
        当笔者问到塞泊院士在目前的工程结构中关注哪些前瞻性的课题的时候,他不禁笑着说道:“你真的要问我这个问题吗? 吸引我的前沿课题实在是太多了!”
        塞泊院士首先提到的是新材料问题。以往的桥梁材料一般使用寿命为50年左右,这样会给社会带来巨大的维护负担,而高性能的新材料,不仅具备出色的力学性能,而且能保持长时期的免维护。
        其次是老桥的“结构再生工程”。对于已经存在的桥梁来说,比如在美国加州,目前拥有大约24000多座桥梁,每年用于桥梁维护的费用相当庞大,甚至超过了建设新桥的开支。因此,对于老桥的“结构再生工程”就显得非常重要:这个“结构再生工程”不仅仅是指传统意义上的桥梁加固,有时老桥的“再生”也包括对原有结构的改变,及功能性的调整。
        再次,信息工程在土木工程领域的应用与发展也是非常振奋人心的。其中许多先进的技术手段,如无线传感,以及无线传感之间的网络技术等,对现有结构工程的设计、施工乃至评定与管理都将产生巨大的推动作用。
        另外,塞泊院士还介绍说,目前在美国还有一个非常特殊的情况,抗击恐怖袭击的课题在桥梁设计和建设、使用当中的延伸。比如人为的撞击、爆炸等,为了防范这些问题,就对目前的桥梁设计的荷载问题提出了特殊的要求。尽管此类情况是人们不愿意面对的,而且社会对这个特殊荷载的定义也很难确定,但是针对这一现实问题的专门研究是非常必要的。桥梁工程师们也应该向社会负起这个责任。一般来讲,桥梁工程往往会成为一个地方的地标性的建筑工程。所以对它的损伤会给整个社会心理造成很大的负面影响。很不幸的是,目前的美国不得不面对这一问题。
        如果将前面所说的这些问题结合起来,包括了新材料、桥梁再生工程、信息技术的应用、桥梁安全等,这就形成了一个桥梁核心资产的管理问题。现在的问题是:对桥梁这类重要的社会资产的管理,目前已经收集了大量的相关数据,但不知道如何处理这些数据。这中间还有很多系统的工作要做。
        最后,基于塞泊院士的个人感受,桥梁的建筑美学问题也是非常值得给予更多关注的。他说:“我们不断地建设大量的桥梁,而它们在建成后的数十年甚至数百年时间内都将融入我们的生活之中。所以,我们非常有必要去好好地研究桥梁的美观以及桥梁对人们生活的影响等问题,以便使得我们建设的每一座桥梁都能为我们的生活创造价值,而不是增加负担。”

中国的发展 世界的机遇
        国际桥梁协会前主席伊藤学说过,世界桥梁建设20世纪70年代看欧美,90年代看日本,而21世纪看中国。中国正在进行全球最大规模的基础设施建设,正是这种机遇吸引了世界许多知名的工程人士来到中国,塞泊院士就是其中一位。
        在谈到来中国的缘由时,塞泊院士不无感慨地说,对于他个人来讲,除了做研究和教学之外,他还非常热爱桥梁工程和桥梁设计。而目前中国的桥梁建设市场是全世界最大的。他很希望能够在这样一个欣欣向荣的市场中做一些贡献。塞泊院士还介绍说,他曾经很幸运的在其他国家,比如希腊、智利、美国等等,参加过很多大桥的建设,他同样也希望能够参与到中国的大桥建设事业中来。他认为,桥梁工程的发展,只有通过不断地实践才能更上一层楼。而中国给桥梁工程师们提供了大量的实践机会。
        对于中国的桥梁建设塞泊院士有自己独到的见解。他认为:首先,从某些方面来讲中国已经处于世界桥梁建设的领先地位,比如说桥梁的跨度、钢拱桥建设等方面,其他国家是望尘莫及的;而在有些方面,中国还有需要继续完善的地方,比如桥梁工业化技术、短线节段预制等方面,都还可以向其他国家学习、借鉴。但是他相信,正是因为中国桥梁建设的市场如此巨大,经过一定时间的发展,最终中国各个方面的桥梁建设实力都能走到世界的前列。举个例子来说,刚刚竣工通车的菜园坝大桥和石板坡大桥,在世界梁桥建设中都属于佼佼者,同时作为公轨两用的桥梁,也是世界上最优秀的。而且,从发展的角度来看,中国桥梁建设前进的步伐是非常快的。
        从塞泊院士的谈话中,我们感受到了美国研究学者的一些独特研究方法,听到了美国工程结构领域的前瞻性课题。也许这只是冰山的一角,但是“抛砖”是为了“引玉”,我们希望对我国的土木工程界的精英、学者能够有所启发和借鉴。


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