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陳政清:專治大橋“顫抖病”

2016-02-19 09:42胡宇芬
關(guān)鍵詞:阻尼器拉索湖南大學(xué)

胡宇芬

編者按:在2015年新增選的兩院院士中,湖南大學(xué)陳政清教授當(dāng)選為中國工程院土木、水利與建筑工程學(xué)部院士,羅安教授當(dāng)選為中國工程院能源與礦業(yè)工程學(xué)部院士。兩位新晉院士深耕科研數(shù)十年,是各自領(lǐng)域的學(xué)術(shù)領(lǐng)跑者,為各自領(lǐng)域的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

風(fēng),有時(shí)是和煦的,有時(shí)卻是殘暴的。當(dāng)大橋遇上了后者,就會得一種學(xué)名叫“風(fēng)雨振”的“顫抖病”,輕則橋面晃動(dòng),影響交通;重則被風(fēng)刮倒,橋毀人亡。

陳政清忙乎了20多年,研究出一套專治大橋“顫抖病”的藥方。對橋梁風(fēng)導(dǎo)致振動(dòng)的幾種典型病害,如板式吊桿振動(dòng)、長吊索振動(dòng)和主梁多階渦振等,他及時(shí)找出了病害原因并提出了有效又經(jīng)濟(jì)的解決辦法。這些研究成果在我國結(jié)構(gòu)抗風(fēng)理論從引進(jìn)到超越的過程中發(fā)揮了重要作用,在國際上產(chǎn)生了重要影響。

全長5747.8米的洞庭湖大橋,是我國第一座三塔斜拉橋。洞庭湖大橋拉索出現(xiàn)的“風(fēng)雨振”,是各種拉索“風(fēng)振”中破壞力最嚴(yán)重的一種。而且,大風(fēng)作用下的雨水在拉索上形成了“上雨線”,大大增強(qiáng)了振動(dòng)的強(qiáng)度,造成大雨與大風(fēng)共同“搞破壞”。

陳政清經(jīng)過反復(fù)思考,決定用磁流變阻尼器取代油阻尼器。這種阻尼器是高級賽車的減振設(shè)備,可以極大地減輕高速行駛中的車輛振動(dòng)。然而,磁流變阻尼器只能在受壓狀態(tài)下起作用,抗力的方向與大橋需要?jiǎng)偤孟喾矗鯓硬拍軐⑺迷诖髽蛏希?/p>

為了解決這個(gè)大難題,陳政清時(shí)而泡在實(shí)驗(yàn)室,時(shí)而驅(qū)車到大橋現(xiàn)場考察。想方案,否定;又想方案,又否定。十幾天下來,人都瘦了一圈。一天晚上,他苦苦思索到很晚才入睡。一覺醒來,猛然“看見”頭上有個(gè)“三維設(shè)計(jì)圖”,這不就是他日思夜想的理想設(shè)備嗎?他興奮得一下坐起來,對磁流變阻尼器改造的最佳方案,就在這一瞬間閃現(xiàn)了。這種手電筒大小的全新設(shè)備被連在每根拉索的下端,洞庭湖大橋的“顫抖病”頓時(shí)痊愈。這項(xiàng)成功整治“風(fēng)雨振”的成果,美國權(quán)威刊物《土木工程》雜志稱其為“世界上第一套應(yīng)用磁流變技術(shù)的拉索減振系統(tǒng)”。

院士檔案

陳政清,出生于湖南湘潭。湖南大學(xué)本科和碩士畢業(yè),西安交大博士畢業(yè)?,F(xiàn)任湖南大學(xué)風(fēng)工程研究中心主任、教授。

他長期從事工程力學(xué)研究,以工程中亟待解決的工程重大疑難力學(xué)問題為導(dǎo)向,在結(jié)構(gòu)非線性分析理論與應(yīng)用、結(jié)構(gòu)減振技術(shù)、結(jié)構(gòu)抗風(fēng)理論與技術(shù)等三個(gè)領(lǐng)域有突出貢獻(xiàn)。提出了梁桿索結(jié)構(gòu)三維大變形的有限元方法并據(jù)此開發(fā)出計(jì)算程序,最早用于我國第一座和第二座懸索橋及后續(xù)一系列重要橋梁工程。他發(fā)明的電渦流減振技術(shù),已經(jīng)在上海中心大廈等多項(xiàng)減振工程中成功應(yīng)用。

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