橋梁安全監(jiān)測評價系統(tǒng)應(yīng)用于世界上最大跨度自錨式軌道懸索橋——鵝公巖軌道專用橋。特約攝影 鐘志兵/視覺重慶
周建庭檢查斜拉橋。
周建庭指導(dǎo)研究生。（本版圖片除署名外由受訪者提供）
有人說周建庭“年輕”，他曾是重慶交通大學(xué)最年輕的教授、博士生導(dǎo)師，評上博導(dǎo)時還不到35歲；有人說周建庭“老道”，他是國內(nèi)知名的危橋整治專家，過去24年來帶領(lǐng)團(tuán)隊先后研發(fā)了10余種橋梁檢測、診斷和加固創(chuàng)新理論和技術(shù)，出版學(xué)術(shù)專著9部，獲得授權(quán)國家發(fā)明專利56項，拿下了3個國家科技進(jìn)步獎二等獎。
今年3月，依托重慶交通大學(xué)建設(shè)的山區(qū)橋梁及隧道工程國家重點實驗室，獲得科技部與重慶市政府聯(lián)合批準(zhǔn)建設(shè)運行。這是重慶交通大學(xué)獲批的首個國家重點實驗室，也是全國山區(qū)橋梁及隧道工程領(lǐng)域唯一一個國家重點實驗室，由周建庭擔(dān)任實驗室主任。
周建庭喜歡自稱為“橋梁醫(yī)生”，專治橋梁的各種“疑難雜癥”?！皬尼t(yī)”多年，如今在全國15個省市，2000多座橋梁經(jīng)他“妙手回春”。重慶的鵝公巖軌道專用橋、馬桑溪長江大橋、蔡家嘉陵江軌道橋等，也在其中。
人物名片
周建庭，重慶交通大學(xué)副校長、博士生導(dǎo)師，長江學(xué)者特聘教授、國家杰出青年基金獲得者、世界交通運輸大會學(xué)部委員會副主席，首批重慶英才·優(yōu)秀科學(xué)家，首屆重慶市自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金項目負(fù)責(zé)人。主要從事橋梁狀態(tài)感知與監(jiān)測、評估、性能提升方向研究，研究成果應(yīng)用于國內(nèi)15個省市的2000多座橋梁，產(chǎn)生了顯著的社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益，獲國家科技進(jìn)步獎二等獎3項、省部級科學(xué)技術(shù)獎一等獎7項。
創(chuàng)新感悟
做橋梁的“醫(yī)者”，助推我國實現(xiàn)從“橋梁大國”到“橋梁強國”的轉(zhuǎn)變。
一則消息讓他探索為橋梁“治病”，初出茅廬就令人刮目相看
周建庭是浙江金華人，1989年，16歲的他離開家鄉(xiāng)來到重慶交通大學(xué)求學(xué)，一扎根重慶就逾30年。
讀書時，他常被看作是個“書呆子”，每天都抱著數(shù)學(xué)、力學(xué)等專業(yè)書籍看，成天泡圖書館，很晚才回宿舍。不過，那段“啃書”的時光，為他今后的學(xué)習(xí)工作打下了扎實的專業(yè)基礎(chǔ)。
1993年，一則偶然聽到的消息引起了周建庭的注意：在我國眾多的橋梁中，至少三分之一以上存在結(jié)構(gòu)性缺陷或不同程度的功能失效隱患，需要定期進(jìn)行人工檢測。每座橋梁的檢測需耗資數(shù)萬元乃至數(shù)百萬元。
出于對專業(yè)信息的敏感和對技術(shù)的求知欲，他決定開始橋梁安全評價技術(shù)的探索。
那時，橋梁安全評價技術(shù)在國內(nèi)剛起步。周建庭每天的精力不是花在去圖書館查閱資料，就是花在工地測試數(shù)據(jù)上。
在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，1996年，年僅24歲的他在國內(nèi)首次提出并構(gòu)建了“截面轉(zhuǎn)換加固T型梁橋理論和技術(shù)體系”，很多人開始對這個初出茅廬的小伙子刮目相看。也正是這一年，碩士畢業(yè)的他留在了重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院，擔(dān)任一名助教。
隨著新建橋梁的不斷增加，現(xiàn)有舊危橋的數(shù)量和比例逐漸擴(kuò)大。如何對舊橋危橋進(jìn)行科學(xué)利用，變廢為寶，救橋于危是至關(guān)重要的問題。
“就像人生病了會找醫(yī)生看病治療一樣，橋梁也會‘生病’，我們的目的就是及時、有效地找到橋梁的病癥，并開出對應(yīng)的‘處方’，延長橋梁的服役壽命，避免橋梁的突然失效和垮塌。”周建庭說。
周建庭在研究中發(fā)現(xiàn)，重慶陰雨天氣多，特別是三峽成庫過程中水位變化對庫岸乃至橋梁基礎(chǔ)的侵蝕，給重慶的橋梁安全增加了不確定因素。
為此，2000年，他在國內(nèi)首次完成了三峽庫區(qū)變動水位區(qū)部分淹沒橋梁的主拱圈塊石水蝕試驗和橋基水蝕試驗，用于指導(dǎo)三峽庫區(qū)縣鄉(xiāng)公路數(shù)千座橋梁的安全性評價工作，為確保庫區(qū)橋梁的安全奠定了重要基礎(chǔ)。
他讓橋梁“生病”了“會說話”，更好地“對癥下藥”
2001年，周建庭開始在重慶大學(xué)攻讀博士學(xué)位，師從中國工程院院士黃尚廉。
在為橋梁“開處方”的過程中，他越來越清晰地認(rèn)識到“對癥下藥”的重要性：要使橋梁病害“處方”開得更加科學(xué)，應(yīng)當(dāng)先獲取橋梁客觀的運行狀態(tài)。于是，在導(dǎo)師黃尚廉院士的指導(dǎo)下，他開始從橋梁狀態(tài)傳感采集系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、診斷評價系統(tǒng)和管養(yǎng)決策系統(tǒng)著手，開展橋梁健康監(jiān)測與評價研究。
2002年，周建庭負(fù)責(zé)國家科技攻關(guān)項目“大型橋梁安全遠(yuǎn)程實時監(jiān)測成套技術(shù)開發(fā)研究”的安全評價核心研究工作。他將“基于可靠性理論的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的安全評價技術(shù)”成功運用于橋梁安全遠(yuǎn)程智能集群監(jiān)測系統(tǒng)，建立了國內(nèi)首個橋梁遠(yuǎn)程集群監(jiān)測評價系統(tǒng)，實現(xiàn)了地域分散且橋型不同的三座大型橋梁的集群安全監(jiān)測與評價。
橋梁遠(yuǎn)程集群監(jiān)測評價系統(tǒng)可以對橋梁的健康狀況進(jìn)行整體把控，讓橋梁“會說話”，一旦出現(xiàn)安全隱患就及時報警。2005年，經(jīng)專家組鑒定，該成果已達(dá)到國際先進(jìn)水平。
2003年，周建庭在國內(nèi)外首次提出“鋼筋混凝土套箍封閉主拱圈加固拱橋技術(shù)”，并構(gòu)建了相應(yīng)的加固理論和技術(shù)體系，相關(guān)成果在很多橋梁上得到應(yīng)用。
四川省巴中市平昌縣是革命老區(qū)，當(dāng)?shù)赜幸蛔骺?0米的懸鏈線空腹式石拱橋——秧田溝大橋。2005年時，這座橋的主拱軸線嚴(yán)重變形，變形量之大屬全國之最，專業(yè)的橋梁檢測機構(gòu)鑒定之后，建議拆除重建。
這卻把平昌縣政府難倒了：如果重建，不僅會影響當(dāng)?shù)氐墓饭こ谈慕ㄟM(jìn)度，中斷交通，還會造成600萬元的經(jīng)濟(jì)損失。
拆還是不拆？正在當(dāng)?shù)卣换I莫展時，周建庭主動請纓，帶領(lǐng)重慶交通大學(xué)課題組承擔(dān)了秧田溝大橋的整治工程。經(jīng)過精密分析和反復(fù)論證，周建庭團(tuán)隊提出了5項綜合加固整治技術(shù)用于加固整治。
經(jīng)過半年艱苦的加固施工，秧田溝大橋于2006年4月竣工通車。經(jīng)檢測，加固后的秧田溝大橋完全能滿足荷載營運要求，且許多承載力指標(biāo)優(yōu)于新建橋梁。
此后，周建庭還為平昌縣成功加固了5座危橋，節(jié)約上千萬元資金。
2011年，他作為第一完成人的研究成果“山區(qū)拱橋建設(shè)與維護(hù)新技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”榮獲國家科技進(jìn)步獎二等獎，這也是我國在拱橋維修加固領(lǐng)域的第一個國家科技進(jìn)步獎。
從“外科”到“內(nèi)科”，利用無損化檢測治療橋梁“隱形病”
2012年，周建庭發(fā)現(xiàn)，橋梁的隱蔽病害是橋梁管養(yǎng)的痛點和難點。
隱蔽病害如內(nèi)部鋼筋銹蝕、拉吊索腐蝕斷絲、鋼筋應(yīng)力破壞、鋼結(jié)構(gòu)疲勞損傷等，出現(xiàn)在橋梁內(nèi)部，不易被察覺和診斷，容易造成突發(fā)性破壞，可謂橋梁安全事故發(fā)生的“第一殺手”。為此，他開始從“外科”到“內(nèi)科”，著手橋梁內(nèi)在病害的檢測診斷研究。
以前檢測橋梁是否有內(nèi)在病害，大多通過打洞、開孔等有損的方式進(jìn)行檢測。比如，要確定拉索橋的拉索是否腐蝕斷絲，需要打開外包的PE護(hù)套才能檢測。而打開后拉索無論是否腐蝕，都必須全部更換，這樣的方式費時、費力、費錢。
通過引進(jìn)電子、計算機、機械、數(shù)學(xué)、物理等其他學(xué)科人才，開展多學(xué)科交叉理論和試驗研究，周建庭團(tuán)隊首創(chuàng)了基于自發(fā)磁場變異特性的無損量化檢測與識別技術(shù)，研制出橋梁內(nèi)部鋼筋銹蝕檢測裝置，率先攻克了橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋銹蝕無損檢測技術(shù)難題。
“這就相當(dāng)于醫(yī)生用CT等方式給病人做檢查一樣。”他說。
之后，他又提出了拉吊索腐蝕斷絲的無損量化檢測診斷方法，自主研制了拉吊索腐蝕斷絲無損量化檢測裝置，可以立體化檢測診斷拉吊索腐蝕斷絲的狀況。
這也是國內(nèi)首個免勵磁拉吊索腐蝕斷絲無損量化檢測裝置，與傳統(tǒng)勵磁檢測方法相比，該技術(shù)裝置質(zhì)量減小近80%，檢測速度提高2倍，檢測綜合成本降低了50%以上。
橋梁工程與其他學(xué)科的有機結(jié)合，帶來了不一樣的科學(xué)效果。
重慶馬桑溪長江大橋是特大型橋梁，為三跨雙塔雙索面漂浮體系斜拉橋，是重慶外環(huán)高速公路的重要組成部分。如果按照傳統(tǒng)方式檢測橋梁，就需要中斷交通。
周建庭團(tuán)隊采取無損量化檢測與識別技術(shù)，以及橋梁索塔裂縫自動巡檢與精準(zhǔn)感知量測技術(shù)與裝置等一系列國際領(lǐng)先的新技術(shù)成果，用爬行機器人帶著磁記憶掃描裝置對橋梁進(jìn)行無損檢測，1分鐘就爬行10米，準(zhǔn)確率達(dá)到85%以上。
基于在橋梁內(nèi)在病害上的研究成果，周建庭作為第一完成人的“公路橋梁檢測新技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用”項目成果獲得2019年度國家科技進(jìn)步獎二等獎，實現(xiàn)了我國在橋梁內(nèi)在病害精準(zhǔn)、量化、無損檢測的技術(shù)引領(lǐng)，成果總體達(dá)到國際領(lǐng)先水平。這些成果，已在11個省市的36座大跨橋梁、1359座中小跨徑橋梁上得到成功應(yīng)用。
留出時間和學(xué)生交流，學(xué)術(shù)團(tuán)隊也有“煙火氣”
在周建庭看來，所有的成就，都離不開每位團(tuán)隊成員的努力。他們就像一個大家庭，所以，團(tuán)隊也給自己取了個親切的名字叫“JT Family”。
在周建庭的帶領(lǐng)下，這支有活力、有戰(zhàn)斗力的團(tuán)隊也在日趨龐大。
2007年，加拿大圭爾夫大學(xué)楊先一教授受聘為重慶交通大學(xué)特聘教授并加盟周建庭的團(tuán)隊。2012年，中國工程院院士杜彥良加盟團(tuán)隊，擔(dān)任山區(qū)橋梁及隧道工程國家重點實驗室培育基地首席科學(xué)家。此外，還有重慶交通大學(xué)其他學(xué)科的優(yōu)秀教授、研究生陸續(xù)加入。
大家眼中的周建庭，是個工作狂人，每天要處理很多事務(wù)，而且精力旺盛，“續(xù)航時間”很長。
張洪博士是周建庭團(tuán)隊中的“老人”了，他是周建庭的博士研究生，畢業(yè)后就留在了重慶交通大學(xué)任教。他眼中的周老師，即使晚上加班再晚，第二天早上7點半都會到辦公室，開始新一天的工作。
周建庭的博士研究生王宗山，也有同樣的感受：從沒見過周老師有過周末和節(jié)假日，在辦公室、實驗室、全國各個橋梁專題會議，經(jīng)常都能看得到他的身影。
雖然工作忙碌，但周建庭總會留出時間給團(tuán)隊。堅持每兩周開一次團(tuán)隊研討會，是雷打不動的事情。
會上，團(tuán)隊成員討論各個研究方向的進(jìn)展、項目試驗情況等，氣氛很熱烈，經(jīng)常晚上七八點開會，到11點都還沒結(jié)束。即便有些倦意，周建庭仍然會聚精會神地傾聽每個人的發(fā)言，關(guān)注他們提出的問題，并給出具體的建議。
巨大的工作壓力下，周建庭也有自己的解壓方式。每周踢一場足球賽，就是其中之一。他還經(jīng)常組織一些團(tuán)隊活動，比如爬山等，讓大家在緊張的學(xué)習(xí)工作之余得到放松，讓一個學(xué)術(shù)團(tuán)隊充滿了濃濃的“煙火氣”。
如今，山區(qū)橋梁及隧道工程國家重點實驗室獲批建設(shè)運行，讓周建庭的團(tuán)隊有了更強大的底氣。近5年建設(shè)投入資金超過2億元，建成超過2萬平方米的試驗場地，并打造可模擬各種復(fù)雜山區(qū)環(huán)境的“環(huán)境箱”、特大跨拱橋建設(shè)運維綜合試驗平臺、山區(qū)主動式控制風(fēng)洞試驗平臺、隧道及地下結(jié)構(gòu)三維模型試驗系統(tǒng)4大“秘密武器”，讓實驗室的科研實力極大提升。
周建庭的心中，裝著更大的未來：組建強有力的團(tuán)隊，結(jié)合多種學(xué)科，攻關(guān)橋梁狀態(tài)感知與監(jiān)測、評估、性能提升方向的科學(xué)技術(shù)難題，助推我國實現(xiàn)從“橋梁大國”到“橋梁強國”的轉(zhuǎn)變。
記者手記
科研工作者要到國家最需要的地方發(fā)揮所長
我國的橋梁總數(shù)已超過100萬座，數(shù)量仍在上升，是名副其實的“橋梁大國”。但是，隨著新建橋梁的不斷增加，現(xiàn)有舊危橋的數(shù)量和比例也在逐漸擴(kuò)大。
橋梁的突然垮塌會帶來巨大的生命財產(chǎn)損失，如何對舊橋危橋進(jìn)行科學(xué)利用，救橋于危，變廢為寶，是至關(guān)重要的問題。
從東部沿海地區(qū)來到“橋都”重慶扎根愈30年，周建庭的理由簡單卻有力：科研工作者應(yīng)該結(jié)合自己的特長，到國家最需要的地方去！西南山區(qū)有大量的危舊橋，正是他發(fā)揮所長的地方。
為此，他從畢業(yè)留校擔(dān)任一名普通的助教，到成為最年輕的教授，再成為學(xué)科帶頭人，一路走來很辛苦，也很堅定。
不僅是他個人出類拔萃，他還培養(yǎng)出一支精干的高層次、年輕化研究團(tuán)隊，以“實事求是、嚴(yán)謹(jǐn)求實、艱苦奮斗、造福社會”為理念，以“持續(xù)努力推動我國橋梁安全監(jiān)測、評價技術(shù)走向國際前沿”為目標(biāo)，不斷探索，攻破一個又一個技術(shù)難題。
到國家最需要的地方去，是科研工作者最美的模樣。如今，他培養(yǎng)出的學(xué)生，很多都奔赴各地，和他們的導(dǎo)師周建庭一樣，去實踐，去拼搏，去實現(xiàn)為公路行業(yè)奮斗終身的沉甸甸的理想。
（記者 張亦筑）
