一座座桥梁,站立在峡谷之中、江河之上,将我国幅员辽阔、地势杂乱的土地紧密连接。
从原始桥梁结构开端,风效应是摆在建设者面前的一道难关,处理不妥,会对桥梁形成损害。可现代桥梁结构正向着跨度更大、更柔、更纤细的方向开展,杂乱多变的品格振荡又该怎么处理?
“啃下”桥梁建设中的这一“硬骨头”,是一代又一代桥梁“御风”卫兵终其终身寻求的方针。其间,就包含中国青年科技奖获得者、长沙理工大学杰出工程师学院院长韩艳教授。
2024年12月28日,长沙理工大学风洞试验室,韩艳和小组成员隔着防护玻璃,聚精会神地紧盯风洞试验段内的悬索桥气弹模型。风速每添加1m/s,模型振幅越大,她立刻记录下数据并进行剖析。
虽然在校园身兼数职,但作为工程结构品格灾祸与智能防控团队负责人,韩艳每周都会和组内硕士、博士研讨生开“诸葛亮会”,和他们“泡”在风洞试验室,霸占大跨度桥梁等工程的品格振荡难题。
共振,这个被大范围的使用于微波加热等日常日子的物理现象,何至于让一座桥梁垮塌?
“在雪山上,大声说话会引起空气振荡,当频率与雪层某部分振荡频率一起时,就有几率发生共振现象形成雪崩。这也是品格桥梁振荡的根底原理。”2004年攻读博士研讨生时便开端研讨工程结构品格振荡的韩艳介绍。
对大跨度桥梁发生结构性损坏的颤振、疲惫性损坏的涡振,学界此前现已找到了气流干涉办法及增设阻尼器这两颗“定风珠”。不过,其时国内的大型阻尼器产品依靠进口且造价高、运用年数的约束短,而仅有的被迫气流干涉自适应性差,无法抵御山区杂乱的来流风速和风向。
想要继续提高跨度、让桥梁运转愈加安定,“定风珠”的研制势必要迎来一场“进化”。
风洞试验和数值仿真是韩艳团队二十年如一日的研讨诀窍。她学习航空航天范畴的“自动活动操控”理念,立异性地将其使用于大跨度悬索桥的风振操控研讨,继续探究自动吸吹气设备在实践工程中的使用。
此外,韩艳团队研制的大跨桥梁涡振智能活动操控系统和新式水体阻尼设备,打破了国外进口阻尼器的“封闭”,可有用操控大跨桥梁的大振幅软颤振、涡振以及抖振,显着提高了桥梁的抗风性能。
2024年7月14日,由韩艳团队进行抗风研讨、主跨长达1860米的四主缆双层悬索桥——湖北燕矶长江大桥主塔悉数封顶,其跨度居同类型桥梁国际第一。挺拔的桥塔、粗大健壮的主缆、垂直的吊索、微弱的主梁、坚实的锚碇,一起组成了它最根本的结构和承重系统。
现在,包含现已通车的重庆太洪长江大桥、珠机城际金海特大桥在内,国内外30余座大跨度桥梁的抗风研讨都遍及韩艳团队的身影。
“韩教师,本周现已结合风洞试验和现场测试数据,完成了吊索频谱剖析。”2024年12月29日,被公派到马来西亚大学访学的长沙理工大学2021级直博生王赛龙,一如平常地向韩艳报告本周的学习进展和效果。
虽然身处异国,但翻开王赛龙的会议软件,历史记录工整地展现着师徒俩沟通的时刻。王赛龙坦言,这样的自律和高强度学习都是导师韩艳以身作则的效果。
韩艳悉心学术研讨,接连8年春节假期仍前往工作室,只为完善桥梁抗风理论与剖析办法;16年来一直坚守在试验室,只为探寻不同杂乱来流下按捺大跨度桥梁品格振荡的诀窍。
“不下真功夫就没办法获得效果,就算幸运宣布论文也是假立异。”当王赛龙刚刚进入博士阶段,为研讨方向、科研效果而焦虑苍茫时,韩艳的话让他铭记心底。几年曩昔,王赛龙已在大跨度悬索桥吊索品格振荡机理及操控研讨上越走越结壮。
20世纪90年代,中南大学(原长沙铁道学院)陈政清教授建立桥梁抗风研讨课题组,拓荒桥梁抗风研讨方向,培养硕士博士研讨生,完成了湖南本乡桥梁抗风从0到1的打破。
韩艳跟随其脚步,博士结业后在长沙理工大学建立抗风研讨渠道和风洞试验室。至此,工程结构品格灾祸与智能防控渐渐的变成了该校土木学院的特征研讨方向。
“咱们师徒终身都与桥梁相依。陈政清院士见证过南京长江大桥通车时,国家自给自足的决计;在上海南浦大桥完工时,认识到咱们拼命追逐国际的巴望……”韩艳说,只要真立异才干完成我国桥梁工程的从无到有,一步步追逐国际、抢先国际。
2024年11月17日,韩艳在温州参与第十八届中国青年科技奖颁奖典礼,是99位获奖人中仅有的湖南面孔。
展望未来,韩艳期望自己做一位“顶天立地”的学者,面向工程结构品格灾祸与智能防控研讨的前沿方向、实在处理实践工程中遇到的风振问题;一起安身潇湘大地,培养更多立异型复合型人才,向在这片土地斗争的千千万万建设者问候。