7月27日,湖南省科学技术奖励大会上,79岁的中国工程院院士、湖南大学教授陈政清获颁湖南省科学技术杰出贡献奖。
大桥怕风,高楼怕风,他一辈子就做一件事——治风的毛病。如今全国上百座大桥、高楼,装了他团队研发的阻尼器,稳稳当当。
洞庭湖边扎根多年,亲眼见证大风毁桥隐患
陈政清对洞庭湖的风,是有发言权的。1966年,19岁的他从湘潭市一中毕业,赶上高考取消,成了岳阳钱粮湖农场的知青,后来在七分场中学教书,在洞庭湖边一待就是七八年。
1999年冬天,老洞庭湖大桥经历了一场从未有过的考验。那天湖面刮起大风,还下着雨。斜拉索在风雨中剧烈摆动,带动整座桥都在晃。据陈政清回忆,当时拉索的摆动幅度大到可以把旁边的路灯灯泡打掉。
陈政清当时正在做这座桥的抗风研究,他和湖南省交通规划勘察设计院合作,花了几个月摸清了拉索风雨振的机理,加装磁流变阻尼器才稳住桥梁通行。
△陈政清院士
经过这次事件,陈政清意识到,那套办法不算长远。当时市面上主流减振设备全是液压阻尼器,普遍只能稳定使用5年,到期就要整体大修,漏油、零部件磨损是常态。一旦桥梁因设备故障封闭交通、阻断航道,损失难以估量,早年虎门大桥出现剧烈涡振,整桥封闭半个多月,航运、交通全线受阻,就是最鲜活的教训。
陈政清心里慢慢生出一个念头:能不能造出一款不用液压油、无机械摩擦、免维护、长寿命的减振装置,从根源解决行业痛点?
翻阅大量文献资料时,他留意到百年前就被发现的电涡流物理现象。这项技术一百多年来仅用于小型机械减速,依靠磁铁与金属无接触相对运动产生阻力,不存在磨损问题,可短板十分突出:能量转化效率极低,一公斤磁铁仅能产生不足一公斤阻尼力,业内普遍认定它完全没法适配大型土木工程。别人不敢碰的难题,陈政清偏要啃下来。
三四年四五十次跨省试验,攻克百年技术瓶颈
从2006年前后开始,他带着团队做实验。湖南大学没有大型检测设备,做好一台样机就得租专车拉到北京、广州或武汉去测。不行就拉回来拆开分析、改方案,再做一台再拉过去。三个地方轮着跑,前前后后四五十趟,折腾了三四年,报废了几十台样机,才把第一台能用的做出来。
"有些问题你想都想不到。"陈政清说。比如有个零件,说明书上写着能承受100吨的力,结果100吨的力一上来,扛不住。这种事靠算发现不了,只有反复试验,才能找到。
和传统液压设备相比,这套新技术不靠油液、没有机械摩擦,不存在渗漏、磨损问题。仅两吨重的样机,就能稳定输出百吨阻尼力,完美适配大桥工况;目前设备实际使用寿命已达到进口液压阻尼器的两倍,设计服役年限可达20年,后期整体维修成本直接削减 90%,完全契合桥梁、大楼百年服役的建设标准。
湖南桥梁率先落地,国产减振技术走向世界
这项全新技术的首个工程应用点,选在了张家界大峡谷玻璃桥。作为全球最大跨度人行桥,桥上游客密集时极易产生共振晃动,装上永磁电涡流阻尼器后,数百人同时通行,桥面依旧平稳,大风天气也不会出现明显摇晃。
△张家界大峡谷玻璃桥
有了玻璃桥的成功实践,技术快速在湖南铺开,当年给他留下深刻印象的老洞庭湖大桥、杭瑞高速洞庭湖大桥相继配套使用,多年通车从未因风害停运。如今技术落地全国26个省份、140余项重大工程,上海中心大厦、长江多座干线大桥均采用该装备,风电塔筒减振设备批量投产,矿山减振装置定型量产。
依托国家援外项目,这套 “湖南智造” 减振设备走出国门,摩洛哥全球最大光热吸热塔也使用了该减振装备。印度一位院士给出客观评价:全世界范围内,只有中国实现电涡流阻尼技术大规模工程落地应用,我们真正走出了一条从跟跑到并跑、领跑的自主创新道路。
眼下团队的新攻关方向,是半主动和主动的电磁阻尼技术,可根据实时风力、振动幅度自动调节减振力度,风小轻缓冲、风大强出力,汽车、航天、军工领域都有广阔应用前景,相关试验已取得阶段性成果。
年过七旬不停步,以一线难题培育青年科研力量
今年 79 岁的陈政清依旧保持着多年习惯,每天上午、下午各一趟前往校内实验室。谈及育人,他从不讲空洞大道理:“工科人才不能只埋在书本里,必须拿一线真实工程难题打磨锻炼。” 团队不少青年教师本科只深耕土木工程,常年交叉学科攻关中,自学电磁、机械相关知识,成长为稀缺复合型人才。如今团队先后走出国家杰青、万人领军、国家优青,获评全国高校黄大年式教师团队。
回望自己的人生,陈政清总结两点很关键:一是从小旺盛的好奇心,凡事爱刨根问底;二是从未中断的系统学习。1977 年恢复高考,30岁的他抓住机遇考入湖南大学,一路读完硕士、博士,还远赴英国和美国进修,完整系统的教育,为日后原创科研打下扎实根基。
“做科研、搞技术,归根到底就是解决国家建设和老百姓生活里实实在在的难题。” 没有华丽辞藻,这句朴实的话,道尽陈政清数十年追风攻坚的初心。
潇湘晨报·晨视频记者 陈银江
报料、维权通道:应用市场下载“晨视频”客户端,搜索“报料”一键直达,或拨打热线0731-85571188;如需合作请拨打商务合作联系电话0731-85572288。