周顺华:20年攻坚,护航“中国速度”

2019-01-16 19:07:48    来源:上海教育新闻网    作者:罗阳佳
  • 周顺华
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 2019年1月8日举行的国家科学技术奖励大会传出喜讯,同济大学交通运输工程学院城市轨道与铁道工程系教授周顺华主持的“地下工程穿越高速铁路的精细化控制技术及应用”荣获2018年度国家技术发明奖二等奖。获此殊荣,周顺华却一如既往地云淡风轻。“这个事情我们团队已经做了几十年了,得不得奖都要去做,因为社会有需求。”他用非常质朴的语言对记者说,“作为一名高校科研工作者,能够解决实际问题总归是好事。”

20多年来,周顺华带领其团队潜心研究轨道交通结构建养理论与施工技术,一次又一次攻克了高速铁路、地铁建设中的关键技术难题,让轨道路基更稳固,让中国高铁不限速,他们用心血和智慧守护了举世瞩目的“中国速度”。

“社会需求就是我们研究的方向”

“下穿铁路工程是在保障列车行车安全前提下,在铁路下方修建其他工程。铁路线延伸的地方都可能存在下穿铁路工程。”周顺华介绍道,我国现有13.1万公里铁路,延伸覆盖了95%的地级市,其中高速铁路超过2.9万公里,占世界2/3。国家交通基础设施建设催生大量下穿铁路工程,以长三角地区为例,仅下穿高铁工程,至今已达五百多项。

如今,我国高铁速度已达到了300km/h以上,而且已形成网络化运行,如果采用传统的下穿铁路技术施工,列车通过施工点时必须限速慢行,速度要降到45km/h,或者绕道开行,势必导致列车晚点,铁路线网运能损失。即使国外采用先进的盾构法加辅助冻结下穿施工,控制不当也会导致严重事故。2017年,德国在建隧道发生坍塌,导致欧洲铁路干线中断52天,每天损失超过1000万欧元。“铁路是我国国民经济的大动脉,我们国家铁路干线停一天都承受不起。”周顺华说。

下穿无砟轨道形式的高铁变形控制仅允许轨面变形2毫米,传统技术无法实现,在国际上尚无先例。尤其在沿海发达地区,软土分布广、高铁线网多、行车密度大,下穿高铁一度成为技术禁区。

为满足社会需求,周顺华带领团队数十年如一日,坚持不懈地进行科研攻关。平时除了尽职教书,周顺华几乎把所有的业余时间都奉献给了科研,周末经常“泡”在工程现场和研究室里。功夫不负有心人,周顺华团队最终发明了主动减小应力释放的下穿高铁设计方法、自动平衡应力释放的精细化下穿施工控制技术、智能感控应力释放的下穿施工装置,实现了理论方法、控制技术、施工机械三者闭环的重大技术突破,依托成果制定出国际上首部下穿高铁技术规程,推动了我国地下工程领域整体技术水平的大幅提升。业内4位院士评价此项目成果:“具有重大的创新与突破,填补了有关高铁运维标准体系的空白,引领了国际地下穿越技术的发展,应用前景广阔。”

面对已经取得的成绩,在周顺华看来,科研道路没有尽头:“社会需求就是我们研究的方向,我们的研究始终与整个国家的城镇化建设、城市发展同步。”

潜心钻研,一次次攻坚克难

实现不限速下穿铁路施工,只是周顺华在科技创新攻关路上翻越的又一座高峰。自1988年毕业分配时主动选择到上海铁道学院当老师做科研,周顺华就和铁路、地铁打上了交道,至今已从事轨道交通设计与施工方面研究30年有余。在这30年里,他严谨踏实地做学问,带领团队潜心钻研,克服了一个又一个科研难题和挑战。

1995年,周顺华组建了自己的研究团队。在他的团结凝聚下,这支团队的战斗力非常强劲,承担过包括路基工程、地铁工程、下穿地铁工程以及以系统动力学、施工力学为基础的轨道交通结构建设及养护等领域的很多热门及前沿的课题,可谓是攻无不克、战无不胜。

早在上世纪90年代初,上海地铁一号线开工时,周顺华就参与到了设计施工中,经过十多年实践积累,他成为了知名的地下工程专家。进入21世纪后,我国各地复杂的地质条件使地下工程建设面临重重难关,比如杭州地铁下穿钱塘江,苏州市桐泾路北延工程盾构隧道下穿沪宁城际和京沪铁路工程,等等,周顺华在一次次攻坚克难中保障城市公共交通系统的正常运行。

随着中国铁路速度的不断提升,对路基带来巨大考验。列车行驶速度越快,对路基的破坏力越大,必须改造不符合标准的路基,才能保证行驶安全。铁路部门把难题交给了周顺华。他带领团队在铁路下埋设传感器,站在铁路边搜集数据,然后带回实验室分析研究。反反复复几个月,最终计算出不同速度所需的路基强度标准,指导施工单位对老路基进行改造。

从列车限速45km/h到不限速,从轨面变形3厘米逐步控制到2毫米,精益求精的下穿铁路施工技术背后,也是周顺华团队20年咬定青山不放松的潜心钻研。周顺华经常说,攀登科技高峰,从来没有捷径可走,必须脚踏实地,一步一个脚印,才能实现一个又一个突破。

言传身教,用实际行动引领学生

在周顺华30年职业生涯里,除了科研,其他大部分时间都投入到了教书育人中。在学生们的印象里,周老师为人十分低调,话也不多,但工作上非常刻苦。从最初从教时亲自接触工程常年累月奔忙不知疲倦,到成为课题组带头人后投身科研潜心教学,他给人的感觉似乎永远都在奔忙中。博士生季昌告诉记者,周老师是全学院来得最早、走得最晚的老师,大部分晚上,他办公室的灯都是亮的。节假日他也经常忙于工作,每年寒假,他都是除夕晚饭前最后一个离开学校,假期还没结束他便独自返校。

作为一名教师,对学生最好的教育就是言传身教。平时做研究时,周顺华经常一天十几个小时都跟学生待在一起,项目跟进更是亲力亲为。在解决铁路提速的路基难题期间,他把周边省市的铁路线都跑遍了。高铁对路基防沉降变形的要求非常严格,因为不同地区的地质构造不同,他经常亲自跑到工地去查看,然后分析研究,提出可行的解决方案。他将“勤”作为自己多年成就的立身之本,用默默无声的行动、率先垂范的行为去影响和带动学生。

严于律己的周顺华在学术上对学生同样是从严要求。他常对学生说:“我们做工程的必须确保100%甚至200%的安全可靠,人命关天,容不得半点敷衍马虎,必须认真踏实,这是成为一名合格工程师的最基本的素质。”在同济大学,他可能是劝退博士生最多的一位导师。为什么要“读博”,是周顺华课题组每个博士生在攻博期间都必须思考清楚的问题,因为在他们导师看来,搞懂这个问题甚至重于科研能力与学术知识本身。“博士学术论文是一辈子学术的顶峰,博士生讲求‘无中生有’,即面对尚未有人踏足的领域或尚未解决的问题,能够凭借研究与创新能力使之解决,这是需要狠下工夫的。”他坚持认为,“如果有的学生沉不下心只是想混一个学位,就没有意义,对你我来说都是一种浪费。”

对于学生,除了高标准严要求,周顺华给予得更多的是关怀、引导和培养,他将学生视为朋友,真诚地关心他们的成长成才。周顺华每年都会给新入学的学生写一封名为“给研究生新生朋友的一点建议”的信,建议他们养成思考的习惯、学习阅读文献、学习科研报告的编写、学会与人合作、抽时间陪陪家人。他带领团队分别从知识体系、教材形式和实践平台等三个方面构建了引领型的轨道交通工程教学新模式,在国内多所院校得到推广,编制的教材被全国20多所高校采用。他关注学生综合能力和学术修养的培养,结合自身学术研究经验和自学中医的心得体会,向学生传授分析问题、解决问题的方法,每年给新进博士生专开一门课讲述科学方法论的起源和发展,帮助学生建立宏观的学术思维……

作为学生的人生导师,他不仅教学生学识,更是以身示范,用自己的实际行动教给他们为人处世之道,传递以知识服务社会、报效祖国的社会责任意识。周顺华不追求物质享受,在旁人看来过着近乎苦行僧式的生活,常常清水煮蔬菜下饭后又立刻投入工作,但他对他人的帮助、对社会的回馈却毫不吝啬。当工程现场遇到难题,施工单位向他求助时,他总是二话不说第一时间赶到现场,从来不计酬劳。当他听说山洪冲垮了乡亲们出行依赖的一座桥时,主动伸出援手,带头捐资,重建了一座冲不垮的桥……作为团队领头人,他的这种对功名利禄的超然淡泊和对别人利益的处处着想,是团队成员能够团结一心、众志成城的关键。

如今,周顺华团队从最初的十多人已经发展壮大到了80多人,其中有教授4人、副教授4人、助理教授及讲师6人、在读博士研究生20余人、硕士研究生40余人,已毕业博士、硕士百余人,他们走向各行各业成为了栋梁之才。


责任编辑:陆芸
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