除了鋼筋水泥，還能用“塑料”造橋？這位科學家讓世界規范寫下“中國參數”

你見過塑料做的橋嗎？在普通人印象中，塑料似乎總和“脆弱”“不耐用”聯系在一起，但在與第十三屆湖南省青年科技獎表彰對象、中南大學教授、軌道交通工程結構防災減災湖南省重點實驗室副主任魏曉軍的對話里，這一認知被徹底顛覆了。輕質、高強、高耐久性的玻璃纖維增強復合材料（又稱“玻璃鋼”）橋梁不僅從實驗室走向工程實踐，魏曉軍及其團隊更讓一系列原創技術被寫入歐洲、英國及中國的行業規范，為全球橋梁設計的安全系數提供了關鍵的“中國參數”。

△第十三屆湖南省青年科技獎表彰對象、中南大學教授、軌道交通工程結構防災減災湖南省重點實驗室副主任魏曉軍

顛覆認知：為“塑料橋”的國際規范寫下“中國參數”

近日，在軌道交通工程結構防災減災湖南省重點實驗室，魏曉軍向記者生動地解釋了他的工作：“大家可能覺得塑料橋不安全、很脆弱，其實這是個誤區。這類橋非常輕，耐久性好，建造相對簡單，甚至能實現用直升機直接把橋吊到現場，完成它的建造過程。除此之外，還能省去大量后期維護費用?！彼掍h一轉，指出其核心挑戰：“也正因為它輕，在大風或車輛經過時，容易產生較大幅度振動，影響安全與舒適。”

△魏曉軍與團隊在實驗室進行橋梁振動控制試驗

這正是魏曉軍科研攻堅的起點。他的第一個重要成果，便是攻克了此類柔性橋梁系統識別精度低的難題，并建立了全球首個全玻璃纖維增強復合材料橋梁數據庫。“過去，這類新型橋梁沒有可參考的動力特性數據，設計存在空白?！蔽簳攒娊榻B，他和團隊奔赴英國、荷蘭、意大利等國的十余座實橋，進行大量艱苦的現場試驗，獲取了寶貴的一手數據。最終，其提出的動力設計方法被正式納入歐洲規范CEN/TS 19101:2022，成為國際復合材料橋梁動力設計的重要依據。“有了這個參數之后，橋梁搖晃的問題就得到了有效的解決。”

護航安全：從高空險活到“地面掃描”的監測革新

如果說第一項成果是為新型橋梁“確立標準”，那么他的第二項成果，則聚焦于如何更安全、高效地“建造”與“監測”橋梁。魏曉軍將目光投向了橋梁施工過程中的安全監控痛點?！皞鹘y的橋梁施工監控，特別是對于大跨度拱橋和纜索橋梁，常常需要技術人員冒險進行高空作業，安裝傳感器。這不僅危險，而且工期長、成本高?！睘榇?，他帶領團隊研發了基于三維激光掃描的非接觸式監測技術?！昂唵握f，就是不用爬到橋上去裝設備，通過遠程掃描就能快速、精確地獲取橋梁結構的狀態數據，比如拱橋拱肋的線形。”這項技術成功應用于合新高鐵一座跨度達148米的系桿拱橋建設中，將傳統需要高空危險作業的監測方式轉變為地面遠程操作，顯著提升了安全性，并將施工工期縮短近1個月，節約直接經濟成本超過50萬元。魏曉軍團隊研發的預警技術，能夠為橋梁在建造與運營期提供災害防控的新途徑，目前，該技術已應用于我國川藏鐵路、合武高鐵等10余座國家重大工程的橋梁安全保障中。

△魏曉軍（右一）與團隊成員測試多項式剛度非線性阻尼器

以“智”應“振”：讓橋梁在風浪中“自我調節”

橋梁建造完成之后，如何預防和應對橋梁運營中可能出現的突發風險？魏曉軍的第三項成果給出了答案——自適應振動控制裝置。他以近年來公眾關注的虎門大橋、武漢鸚鵡洲大橋等發生的“渦振”現象為例解釋：“這類似于一種共振，導致橋梁劇烈搖晃，從交通上來說，這可能導致交通中斷，從社會角度來說，則會引發公眾擔憂。”

面對已經發生的振動，如何高效控制？魏曉軍展示了團隊的第三項“法寶”——自適應振動控制裝置?！皞鹘y的減振裝置，一種通常只針對一種振動模式，橋上往往要安裝很多，成本高、安裝不便?！彼闷鹨粋€模型比劃道，“而我們研發的裝置是‘自適應’的，它能利用橋梁自身的振動能量，隨著橋梁振動模式的變化自動調整性能，用少量裝置就能應對多種潛在風險?！边@項技術已在西部山區某千米級懸索橋上成功示范應用，有效抑制了風致振動。

△魏曉軍團隊研發的多項式剛度非線性阻尼器

尾聲：從重點實驗室到偏遠山河之間

科研的最終落點，始終是腳下的土地與遠方的山河。魏曉軍的六項國家發明專利，已在川藏鐵路、合武、合新高鐵等十余項國家重大工程中扎根生長，轉化為切實的安全保障與經濟效益。從英國留學歸國，魏曉軍選擇將研究方向與國家需求緊密結合，他在實驗室與工地之間找到了自己的坐標系——將國際前沿的學術積累，精準對接到國內特大型橋梁建設的迫切需求。

如今，他的目光已投向更險峻的遠方。高原峽谷的強風、沿海地區的臺風與復雜浪流，這些極端環境正成為我國“交通強國”戰略推進中必須攻克的前沿陣地?！拔磥砦迥辏覀円岊A警更智能，讓控制更自適應。”魏曉軍說。在他構想的藍圖中，橋梁將不僅能抵御已知風險，更能智慧地應對未知挑戰。

△魏曉軍辦公室里擺滿了各式榮譽證書

這條從實驗室通向山河的科研之路，魏曉軍也希望有更多年輕人同行?！白鲅芯恳覝市枨蟆?，”他對青年科研工作者說，“但也要有‘獨樹一幟’的勇氣?！痹谒壑?，真正的創新往往誕生于對行業痛點的深刻理解與長期堅守的交叉點上——哪怕這意味著要坐一段“冷板凳”。

從將中國參數寫入國際規范到革新施工監測方式，再到研發自適應減振裝置——魏曉軍的每一步，都讓更安全、更智慧、更適應未來需求的橋梁，從論文里的公式與圖表，一步步走向跨越山河的現實。

瀟湘晨報記者吳雨晴

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