秦顺全走近桥梁

马莉莎

一个自认为平淡而普通的人，却站在中国桥梁技术的制高点上，创造了一个又一个奇迹，推动中国桥梁事业不断向前发展。

初見秦顺全院士，是在2016年年底召开的九三学社十三届五中全会的科学报告会上。作为主讲人之一，秦院士循循善诱、深入浅出，为来自各行各业的参会人员科普了桥梁知识，使更多的人开始关注中国桥梁事业的发展。

再次见到他，是在一个月后的武汉。中铁大桥勘测设计院的会客室内。为了不让专程采访的记者一行人等候太久，刚刚结束一上午会议的他顾不上休息，便匆匆赶来接受采访。

中等身材，眉头微皱、目光深邃，仿佛还在思考一道尚未解决的难题，由于常年大量且高强度的脑力劳动，他的双鬓已花白。与讲台上侃侃而谈、庄重严肃不同的是，秦院士话并不多，为人亲切随和，得知记者是第一次做采访，他便打趣道：“我这个人嘴巴比较笨，不太习惯接受采访，其实我比你还紧张呢！”虽为大桥院的董事长，在他身上却看不到半点领导架子。秦院士手下的工作人员说，无论是将要退休的老员工，还是刚参加工作的年轻人，与他交流，都丝毫不会感到拘谨。

主持武汉天兴洲公铁两用长江大桥、京沪高速铁路南京大胜关长江大桥、京广客运专线郑州黄河公铁两用大桥、东海大桥、杭州湾跨海大桥、澳门西湾大桥、青藏铁路拉萨河特大桥、武汉二七长江大桥、孟加拉国帕克西大桥等多座国内外大型桥梁的设计、施工技术工作；铁道部“青年科技拔尖人才”、詹天佑科学技术成就奖、中国青年科技奖、“湖北省有突出贡献中青年专家”、新世纪百千万人才工程国家级人选、全国劳模、全国杰出专业技术人才、武汉市科技重大贡献奖、湖北省科学技术突出贡献奖；完成国家、省、部级重大科研项目30余项，获国家科技进步特等奖1项、一等奖2项、二等奖3项，省、部级科技进步特等奖3项，技术发明二等奖2项，发明专利50项……

采访中，谈到这些成就，秦顺全笑着摆摆手说：“这是整个团队努力的结果，我一直很平淡，我做的事情也很普通。”正如2009年，当得知自己当选为中国工程院院士时，他也只是微微地笑了，还不及他身边的人那般兴奋。

然而，就是这样一个自认为平淡而普通的人，却站在中国桥梁技术的制高点上，创造了一个又一个奇迹，推动中国桥梁事业不断向前发展。

与桥结缘

1980年，17岁的秦顺全参加完高考，面临着人生的重要转折。与当时大多数人一样，考什么样的大学，选什么样的专业，并不是出于理想和情怀，更多的是从现实考虑。秦顺全从小在四川绵竹农村长大，家境贫寒，梦想着大学毕业参加工作，这样就能够当公家人、吃商品粮。所以，在报志愿时，他毫不犹豫地填写了当年在四川招生最多的学校——西南交通大学，选择了招生人数最多的专业——铁道工程。只是他没有想到，自己的无意之选，却注定了他与桥梁的缘分。

铁道工程是一个比较综合的专业，虽说是做铁路，实际上则包括与铁路有关的土木工程，如轨道、桥梁、隧道等。本科毕业后，出于自己对桥梁和结构的喜好，秦顺全考取了本校桥梁与结构工程专业的研究生，师从段立华老师。

“段老师对我的人生有着重要的影响”，提到恩师，秦顺全动情地说。早在本科学习期间，秦顺全就与段老师结下了深厚的师生情谊。当时，恰逢学校实行学分制，理论上只要修满规定的学分就可以申请毕业。为了能够早点参加工作，减轻家庭负担，秦顺全在完成自己常规课业任务的同时，还兼修了79级的课程。由于段立华老师为79级的铁班和隧班开设“结构设计原理”课，他便常常去蹭段老师的课。在悼念恩师段立华的《导师的力量》一文中，秦顺全写到：“段老师的课授课言简意赅，条理清晰，论述精辟，一般人认为枯燥的钢筋混凝土结构设计，从老师平缓、从容的叙述中好像就是那么自然、那么天经地义，不知不觉一学期蹭课下来，结构设计在我眼中是那么的有趣，那么的鲜活，那么的充满生命力。在段老师的这门课中，我对钢筋混凝土结构的认识一步步从启蒙、到了解、到热爱，自此对结构的爱一发不可收拾，此生从此乐此不疲。”

研究生期间，段立华老师专为秦顺全一个人开设了一门叫做“箱梁理论”的课程，用的是一本英文原版教材。每次上课前，段老师都要求他预先把近20页的内容看完，把上面所有的理论全部亲自推导一遍。课堂就设在段老师的书房，每次去，秦顺全都先要向老师汇报“作业”，然后二人再进行讨论。段老师对秦顺全的要求非常严格，每节课上课之前，他都必须准备得非常充分，如果哪一点出现了错误，是要挨骂的。在段老师几近严苛的要求下，秦顺全打下了扎实的力学功底。“直到多年以后的工作中，我才意识到这门课对我的作用和影响到底有多大。如果没有这门课的积淀，恐怕斜拉桥无应力状态控制法就与我无缘了”，回忆师从段老师的求学岁月，秦顺全不无感慨地说。

寻找最优解

怀揣着对桥梁事业的热爱，研究生毕业后，秦顺全来到了武汉中铁大桥设计院工作。在这个有着丰厚历史积淀的平台上，秦顺全以他严谨务实的态度、刻苦钻研的精神，朝着中国桥梁技术的高峰一步步迈进。

桥梁建造工程量大、环境复杂，这也大大增加了桥梁设计与施工的难度。世界上不存在两座相同的桥。对于工程师来讲，每设计一座桥，都要面对新问题、新挑战。在秦顺全看来，要想成为一名优秀的桥梁设计师，关键是要有创新意识和创新能力，否则结构会做得很平庸。“使用传统的技术来做一个满足条件的工程，这样做下来代价就比较大，使用功能也未必很好，因而就需要创新思维来解决问题。满足实用功能、适应力学规律、造价最低、景观效果最好，工程师要做的，就是要在这些框框内寻找一个最优解，这就是一个创新创造的过程。”谈到桥梁建造的科技创新问题时，秦顺全的话匣子仿佛一下子被打开了，“我有一个非常重要的观念，我们要做工程的设计师，而不能做设计环节里面的工程师，这两者是有区别的。”在他看来，如果因循守旧、按部就班，缺乏创新的思维和勇气，那么工程师充其量只是消极被动的设计工程师，而非掌控主动的工程设计师。

乐于创新、善于创新、勇于创新，在秦顺全与桥梁为伴的30年里，创新的脚步始终不曾停歇。

参加工作之初，时任大桥院总工程师的林国雄交给秦顺全一个任务——制作斜拉桥安装计算软件。任务的关键就在于寻找桥梁建造过程中中间状态和最终状态的关联。依据传统理论，要找中间状态，必须使用上个世纪50年代德国人提出的倒退分析法，即从目标倒退回去寻找中间的状态。具体做法是：通过分析每一步的增量，通过增量的累加得到最后的总量。由于最终状态和过程是紧密相关的，运用这种方法，必须要分析前面的增量，这就意味着必须要考察每一步的状态是什么。这种工法包含着庞大的计算以及繁冗的步骤，且必须按照先后顺序一步一步去搭建，直到最终完成。一旦中途某个步骤有所调整，则需全盘重新规划，否则不但施工安全无法保障，也会影响桥的质量。传统施工方法的弊端制约着中国桥梁事业的发展，解决问题迫在眉睫。

1989年到1993年间，秦顺全几乎每天都泡在公司的电脑室里计算，经历无数次尝试、无数次失败，终于将最初的设想一点点变成现实。武汉长江二桥设计施工期间，秦顺全创建并成功運用了“无应力索长计算方法控制软件系统”，攻克了由于水文地质条件复杂而带来的技术难题。他通过研究发现，把桥的过程中间状态和最终状态联系起来的，其实就是整个构件单元的无应力状态量，即桥的最终状态与构件单元在安装时零应力状态下的长度和曲率有关。工厂在制造这个构件单元时，通过尺寸控制，就可以让它不必考虑中间的力，直接安装控制成成桥状态，从而排除了中间工序对施工的影响。通过无应力状态法，可以使桥梁施工过程中的多种作业同时推进，一旦设计有所调整，也可以快速应对，从而大大节省了施工时间，提高了工作效率。

经过20余年的钻研与实践，“无应力状态控制法理论”发展成熟，被成功应用到30余座桥梁的建设施工中，实现了斜拉桥关键技术的突破，使中国的斜拉桥建造技术处于世界领先水平。

武汉天兴洲大桥是当今世界公铁两用斜拉桥中跨度最长、宽度最大、荷载最重、列车运行速度最快的桥，也是秦顺全迄今为止最满意的作品。一提起它，就像提到自家优秀的孩子，秦顺全的脸上写满自豪。一座天兴洲大桥同时承担着武汉三环线过江通道、京广高铁过江通道、沪汉蓉铁路过江通道等需要三座大桥来承担的重要功能，同时还要兼顾长江航道功能。天兴洲大桥建造之前，铁路桥基本都是双线铁路，而天兴洲大桥则有四线铁路、六线公路，宽度的增加无疑也为大桥的设计施工带来巨大的挑战。从1992年着手设计，到2001年开始正式施工，期间历时9年，足见其难度之大。在天兴洲大桥的设计过程中，秦顺全采用了他在世界上首创的“三主桁三索面”的桁段架设法，成功化解了桥面宽、荷载重、列车运行速度高等一系列技术难题。它的建成在我国桥梁史上具有里程碑式意义，标志着中国从“桥梁大国”迈向了“桥梁强国”。

新世纪初，我国东南沿海地区开始筹建多座跨海大桥，而此前，我国基本都是在江河湖泊上做桥。第一次在海上做桥，面临的最大挑战就是海上恶劣的气候条件。按照桥梁建设要求，六级风以上是不可以作业的。在内陆，每年刮六级风的天数非常少，一旦遇到，暂停施工即可。但是在海上，如在东海杭州湾，一年中六级风以上的天数大约是180天；而做平潭桥时，每年六级风以上的天数超过300天。由于在现场施工受环境的影响非常大，质量也不好控制，很多桥、很多工程是不能在现场完成的。在这种情况下，必须采取不同以往的方式做桥。

2001年，在研究杭州湾桥技术时，秦顺全提出“海上长桥整体预制架设技术”，即在海上找一个岛，在岛上构建一个3000吨左右的大的整体结构，用大型设备把它运过来再架到桥上。这项技术提出以后，成功解决了跨海大桥施工中的一系列关键难题，极大提升了我国跨海桥梁建造的技术水平。迄今为止，包括杭州湾大桥、东海大桥、舟山连岛的金塘大桥、胶州湾跨海大桥、象山湾跨海大桥在内的跨海桥都是运用这项技术建成的。

走向海洋

“我们未来一定是要走向海洋的，不管是我国现有的经济发展也好，‘一带一路的构想也好，都希望我们的桥梁建设为战略服务。”在秦顺全看来，走向海洋，是桥梁事业的未来发展方向，也意味着需要面临一系列挑战。

首先是深水技术问题。受海水深度影响，不但桥梁的建造功效非常低，质量也很难保证。在施工过程中出现问题时，需要技术人员下水处理，而人下潜的极限深度约为60米，这就需要能够代替人的设备。这种设备在理论上是存在的，但要在成本和实用性等方面达到未来的跨海要求，尚需很长的路要走。此外，在内陆水上做桥，波浪只是附加荷载，而深水架桥时，波浪则成为主要的控制荷载，这就使怎样准确把握波浪力成为一个重要问题。

其次是建造技术问题。在材料方面，现代桥梁材料主要为混凝土和钢材，随着近些年的发展，混凝土和钢材的质量大大提高。我国生产的钢材，其屈服强度从解放初期的235MPa到现在的500MPa，进步很大。但遗憾的是，若想大幅度提高混凝土和钢材的强度，目前基本上还看不到方向。在设计建造过程中，减重也是至关重要的一环。大跨度桥梁结构的承载力，80%～90%是在承受它自身的重量，只有10%用于承受上面的行车、行人、地震、风等，从这个角度来看，要在海上修大跨度桥梁，减重是必然，如果不减重，强度又得不到提升，海上架桥便无从谈起。此外，风也是着重考虑的因素。

最后是施工问题。最终的成桥，都需要经历一个复杂的分阶段成型过程。一座桥建成后，有两项重要指标：一是结构的内力要满足结构的要求，二是线形的要求。最终状态时，线形要满足要求；在过程中间的每一步，线形也需要达到要求。如果线形设计得不好，车在桥上行驶时就会颠簸。在海上做桥之所以比在陆地上做桥难得多，最大的问题就在于包括线形、内力等在内的一些指标都是在没有外界环境干扰或是在外界环境干扰最小的情况下监测到的，之后与设计指标作对比，再作调整。然而，要想在海上寻找到一个无风无浪的时刻测量出的结构状态是非常困难的，需要耗费相当长的时间等待。

2011年4月，秦顺全在母校西南交通大学成立了院士工作室和“深水大跨桥梁研究中心”，致力于组织和推动深水大跨桥梁领域的基础问题与重大工程研究工作，为我国未来桥梁技术的发展做技术上的储备。目前，秦顺全正着手利用无应力状态法破解海上桥梁设计与施工中的诸多技术难题。对于他来讲，走向海洋，是挑战，更是机遇。

低调的“领跑者”

秦顺全与桥梁的第一次亲密接触是在研究生毕业实习期间，当时正值江汉一桥的拓宽工程，秦顺全笑称，自己只是庞大工地上的一名“小兵”。跟在设计师身后画图的他不敢有丝毫懈怠，多听、多看、多问、多想，孜孜不倦地汲取书本上所没有的实践知识。时至今日，尽管已身居高位，尽管已取得了卓越的成就，秦顺全谦虚、低调的品格丝毫未改，他常说：“功劳是整个团队的，我只是领个头而已。”

对于桥梁事业来讲，传承非常重要。虽然桥梁的根基是力学，但它的实质是工程，在工程当中，很多思考问题的方法都需要通过实践来进行检验。如果只靠书本，是不能完全解决问题的。遥想当年，大桥院首个工程——武汉长江大桥，就是由中国现代桥梁技术的鼻祖茅以升担任技术顾问组组长。多年来，大桥院一代代桥梁人积累的宝贵的桥梁技术经验，也正是靠着这种“师傅带徒弟”的方式传承下来。“世界建桥看中国，中国建桥看武汉”，武汉的桥梁技术之所以取得如此瞩目的成就，与此不无关系。

接力棒传到秦顺全这代人手中时，显得格外沉重。为了能跑好這一棒，秦顺全牺牲了多少温馨的家庭时光，牺牲了多少本该休息的日日夜夜，连他自己都说不清。除了苦心钻研，攻克一个又一个技术难题外，秦顺全也致力于年轻一代桥梁人才的培养。目前，秦顺全在西南交通大学带十几个研究生，虽然没有任何报酬，但他却在学生身上投入了大量的精力和心血。无论是出差还是去处理其他事务，只要有机会去成都，他都会抽出时间回母校，或是给学生作讲座，或是组织讨论、布置学习任务。

在秦顺全看来，年轻一代身上有着巨大的潜力。他们从小大都受过良好的艺术熏陶，因而能够将结构与美学很好地融合在一起，建造出集实用功能、审美功能于一体的桥。“中国现在做桥梁的机会非常好，不要浪费了机会。现在的很多工程，虽然做成功了，但实际上却浪费了很多机会。比如说一个工程，它完全可以用一些比较创新的技术来完成，可很多时候却是用非常传统的方式方法给解决了，这就浪费了工程创新的机会。”对于年轻一代，秦顺全在寄予期望的同时，也在努力为他们提供施展才能、积累实践经验的机会。“我们大桥院现在已经有一大批非常能干、出色的年轻工程师，我在院里现在基本上就是一个站在台后的角色，给提提建议，给出出主意，主要靠他们在做。”

阿尔坎塔拉桥的碑文写道：我要建永存于世的桥。

这座桥默默地矗立在西班牙的塔霍河上，用两千年的风雨沧桑诠释着承诺。

秦顺全说，每每在媒体上听说哪座桥在施工期间出了问题，哪座桥在运营几年后质量出了问题，他的心里都非常不是滋味。

“桥梁的质量是我的生命”，这是秦顺全为之奋斗一生的誓言。

（作者为本刊记者）