07.05 解读IABSE杰出结构奖的技术创新与工程创造

解读IABSE杰出结构奖的技术创新与工程创造

美国旧金山奥克兰海湾大桥

国际桥梁与结构工程协会(International Association for Bridge and Structural Engineering, IABSE)成立于1929年,现有来自100多个国家和地区的会员3000多名,是目前会员国最多的国际土木类协会。协会的宗旨是促进国际学术交流、推动国际行业和社会范围内的桥梁与结构工程技术进步。1998年,IABSE设立了杰出结构奖(Outstanding Structure Award),从2000年起由IABSE各国团组推荐、评奖委员会评选,每年评出1~4个桥梁或结构工程的获奖项目,代表了全世界桥梁和结构的技术创新与工程创造。作者作为IABSE中国团组秘书(2001年——2010年)、中国团组主席(2010年至今)和评奖委员会委员(2007年——2015年),有幸参与了IABSE杰出结构奖的推荐、评审和颁奖工作。本文试图通过作者10多年的推荐和评奖工作经历,来解读新世纪国际桥梁的技术创新与工程创造动态。

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上海卢浦大桥

不求最大最长 但求最有创造

IABSE杰出结构奖创办于1998年,是IABSE最高结构项目类荣誉奖。杰出结构奖的宗旨是表彰全世界最著名的、最创新的、最有创造性的或最令人振奋的桥梁和结构工程项目,但该项目并不一定是最大的、最长的、最高的或破纪录的项目,可持续性和环境保护也是重要的评奖因素。杰出结构奖的评奖程序包括提名、评审和颁奖三大步骤。

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韩国丹东桥

杰出结构奖提名

杰出结构奖的提名理论上可以是IABSE的执行委员会委员、管理委员会委员、技术委员会委员、评奖委员会委员和国家团组(主席),但实际上每年杰出结构奖的提名主要来自于国家团组。提名材料包括项目结构和特征介绍(包括设计和施工时间、插图和照片等,A4纸10页)、100个英文单词的颁奖词、项目相关单位和负责人的详细信息、用于发表在Structural Engineering International期刊上的项目介绍(A4纸2页)。

杰出结构奖评审

杰出结构奖的评审分为两个环节,即评奖委员会初评和执行委员会终审。评奖委员会由IABSE主席和执行委员会提名的主席1人和委员8至10人组成,每年秋季年会时召开一次会议。一般每年会收到20项左右的提名,会前首先进行一次排序投票,会上主要就排名靠前的项目进行讨论和多轮投票,评选出1~4个获奖项目;第二年春季年会上,执行委员会终审确定评奖委员会的评审结果。

杰出结构奖颁奖

杰出结构奖的颁奖工作包括颁奖词准备、奖状和奖牌制作、大会奖状颁发、奖牌揭牌仪式等。颁奖词由提名人起草,不超过100个英文单词,评奖委员会主席修改确定;杰出结构奖和提名奖均有奖状,奖状签发给负责项目的经营业主、建筑设计、结构设计、工程施工、工程咨询等项目相关单位,而奖牌只颁给杰出结构奖获奖项目;杰出结构奖颁发一般是在秋季学术大会上进行,杰出结构奖获得者的代表需要到会上台领奖,提名奖获得者无需领奖;奖牌揭牌仪式是指颁奖大会后,IABSE主席和评奖委员会主席要亲临项目现场,为固定安放的杰出结构奖奖牌进行揭牌。

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南京大胜关长江大桥

不管桥梁结构 只评杰出项目

1998年设立的IABSE杰出结构奖,自从2000年评选出第一届获奖项目以来,18年共评选出了十八届获奖项目。其中,2000年——2009年的前10届,共评选出20个桥梁和结构工程项目,平均每年两项;2010年起,改为每年设杰出结构奖一项和提名奖不超过3项,到2017年,8年间共评选出8项杰出结构奖和19项提名奖,平均每年3.4项。2000年——2017年,IABSE共评选出杰出结构奖(包括提名奖)的获奖项目47项,如表1所示。

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表1 IABSE杰出结构奖项目(2000年至2017年共47项)

表1所示的47个获奖项目中,桥梁结构项目有20项、占43%,其他结构项目27项、占57%。在20个桥梁结构项目中,中国6个、法国3个、韩国3个,瑞士、丹麦、日本、英国、希腊、美国、西班牙和德国等8国各1个。与其它各种桥梁奖相比,IABSE杰出结构奖具有更高的专业性和权威性。

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西堠门大桥

不仅技术创新 更要追求增值

技术创新的目标是创造主观需要的工具和方法——核心是创新,其过程是通过可能的途径创造新技术——追求有增值,因此,其成果就是创新有增值的工具或方法——工法新颖性。在获奖的20个桥梁结构项目中,可以归纳为三种主要创新途径,即发明新的技术(例如:斜拉桥顶推技术、深水抗震桥墩基础、独塔四柱抗震剪力键技术等)、改进旧的技术(提升开启技术、分体箱梁抗风技术、预制浮运沉井技术等)、集成好的技术(例如:索辅桥技术、可持续性和环境保护技术、钢桁架腹板组合梁技术等)以及这三种创新方法的综合,并汇总成17项桥梁技术创新如表2所示。

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表2 桥梁创新技术和工程创造(2000年至2017年)

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昂船洲大桥

不止工程建造 还需工程创造

工程建造的目标是工程师建造客观没有的建筑——核心是建造,其过程是工程师应用各种技术进行建造——不能有失败,其成果就是工程师合理建造人工建筑——建筑多样性,因此,工程建造的最高境界是创造——建造新结构。总结二次世界大战以来的桥梁工程创造,主要是指采用新材料、新结构、新方法的工程创造。虽然,在钢和混凝土两种主要结构材料之外,我们没有创造出第三种可与之媲美的材料,但是,钢与混凝土组合结构、高性能钢材和混凝土仍然促成了许多桥梁工程创造;同样,在梁式桥、拱式桥、斜拉桥和悬索桥等4种桥型之外,也没有创造出第5种可与相比的桥型,但是,从连续梁到连续刚构再到索辅桥(俗称矮塔斜拉桥),从预应力混凝土箱梁到波形钢腹板再到钢桁架腹板等都是新的结构形式带来的桥梁工程创造;桥梁设计、施工、运营等新方法推动的桥梁工程创新也很多。

在获奖的20个桥梁结构项目中,可以归纳出基于新材料的工程创造(例如:钢桁架腹板组合悬臂梁桥、多种高性能钢混合拱桥、钢桁架腹板组合连续梁桥等)、基于新结构的工程创造(例如:矮塔斜拉桥、钢箱拱肋拱桥、多主跨悬索桥等)、基于新方法的工程创造(例如:双拱转体开启桥、顶推施工斜拉桥、桥梁和隧道混合通道等),并汇总成18项桥梁工程创造如表2所示。

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苏通大桥

中国桥梁 百尺竿头

从2000年到2017年的18年间,IABSE杰出结构奖共评选出了20个桥梁工程项目和27个其他结构工程项目。在获奖的20个桥梁项目中,可以总结出17项桥梁创新技术,其中包括发明技术、改进技术和集成技术,这些创新技术已经并将继续在桥梁建设中发挥科技支撑作用;20个获奖桥梁项目又可以归纳出18项桥梁工程创造,其中包括基于新材料、新结构和新方法的工程创造,不仅涵盖了梁式桥、拱式桥、斜拉桥和悬索桥等全部四种传统桥型,而且也涉及到了索辅桥、开启桥、桥隧混合通道等新型或特殊结构。值得关注的是,我国有6座桥梁获此殊荣,包括2座拱桥(上海卢浦大桥和南京大胜关大桥)、2座斜拉桥(苏通大桥和昂船洲大桥)和2座悬索桥(西堠门大桥和泰州大桥)。

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泰州大桥

进入21世纪后,我国迎来了建设大跨度桥梁的高峰期,中国桥梁界取得了长足的进步,尤其是中国的大桥建设集中了全国的精兵强将,设计和施工都十分重视创新和质量,还邀请一些外国公司担任顾问工作,因而获得了一些国际同行的认可和重要奖项。但中国桥梁的数量大、有不少中小桥梁还存在设计落后和施工质量的问题,影响了耐久性。所以,不仅要在长大桥梁上,而且要在中小桥梁上,重视技术创新和工程创造,只有这样才能早日实现从桥梁大国到桥梁强国的中国梦。


作者 / 葛耀君

作者单位 / 同济大学


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