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中国科学报 高亮:毫厘之间 尽显担当
编辑:   时间:2017-09-06   点击数:

■本报通讯员袁芳  记者陈彬

高亮(左)正在与他的同事探讨问题。北京交通大学供图

2008年,国际铁路联盟高速铁路部总监在参观中国铁路建设后曾感慨:“中国正成为全球领跑者,世界铁路的未来在中国。”十年弹指一挥间,中国高铁创造的一个又一个奇迹,印证了他的预言。

迄今为止,还没有哪一项中国制造能够像中国高铁这样,只用区区十年时间,就完成了从追赶到引领的过程。而“中国速度”腾飞的背后,却饱含着无数科研工编辑、铁路建设者的呕心沥血。

作为其中的一员,北京交通大学教授高亮率领团队创立了列车—无缝线路—无砟轨道—下部基础空间耦合精细化分析理论,解决了高速铁路大号码道岔无缝化、长大桥梁及高架站铺设无缝线路等重大难题,为我国高铁线路的科学建造提供了重要的理论支撑。

从滕州走出来的博士后

山东滕州是一个人口并不算多的城市,却与铁路渊源颇深,1912年京沪铁路筑成通车,滕州即在全国率先开启火车时代,现在境内也有数条重要铁路线路。

说来有缘,高亮正是从滕州走出来并投身铁路建设的山东汉子。1997年,他从西南交通大学博士毕业后,便以优异的成绩成为北京交通大学(原北方交通大学)的博士后。虽然20世纪90年代高铁建设尚未提上议事日程,但已有不少高校和科研单位的学者意识到无缝线路对铁路提速的重要意义。1995年,高亮就在导师的引导下开展了无缝线路的研究。

1999年,高亮博士后出站并留校,一年后便被提为副教授,很快又破格评了教授,学校请他担任轨道研究室主任,让他带着队伍安心攻关。

无缝线路(即无缝轨道)是铁路技术进步的重要标志,是轨道结构近百年来最突出的改进与创新。尽管国内外早已开始研究无缝线路,但大多针对普速、有限长的无缝线路。自我国提出发展高速铁路以来,面对我国特有的国情,如何保证高速铁路几百或上千公里无缝线路的强度、稳定性、平顺性成为难点,也是其他国家铁路发展中从未遇到的挑战。

高亮和团队成员在国内外专家研究的基础上,结合我国铁路六次大提速以及高铁建设的重大需求,抓住机遇,承担了当时铁道部的大量课题,对无缝线路如何保证稳定、强度,怎样提高不同结构的力学均衡性、线路的高平顺、高稳定性等做了大量试验和理论研究工作。

随着线路越来越长、速度越来越快,无缝技术与高速列车安全性保障之间的矛盾越来越尖锐。“无缝线路巨大的热胀冷缩效应,处理不好就得留缝,而哪怕是几毫米的缝隙对于高铁来说都是可怕的,在高速下遇到缝隙,车就蹦起来了,可能会直接造成高速列车脱轨等重大安全事故。”高亮说,“大家的工作就得脚踏实地,来不得半点疏忽。”

打破国外神话决胜京沪高铁

在高亮和他的团队看来,不仅要立足学科深入理论研究,更要依托交大做工程方面的研究。通过努力,高亮团队从一开始自己申报项目,到后来逐渐转变为不断有项目主动找上门来。

2008年6月,中铁第一勘察设计院集团有限企业找到高亮,请他带队伍解决郑西跨渭河特大桥桥上无缝道岔设计问题。当时国内外均无成熟的经验可供借鉴,属于国际性技术难题。他带领团队,通过大量的室内外试验、静动力学仿真,成功地进行了渭南车站桥上道岔群的设计,得到了国外咨询专家的高度认可。

2008年,高亮和团队终于迎来了长1318千米、试验速度达到486.1千米/小时的京沪高铁建设的热潮。与前期理论研究和大量试验基础相比,现场还是出现不少问题。对此,高亮团队经过深入研究后,提出了新的真三维结构体系耦合分析理论,为分析无缝线路结构系统相互作用机制提供了更为科学、完善的分析方法,并为京沪高铁设计出国内首创的双柱型端刺结构系统。

凭借“要干就创一流”的硬朗作风,高亮研发的新结构系统被证明更为科学、更为实用,可以更好地适应高速铁路长大桥无砟轨道无缝线路结构,德国专家也不得不承认该技术。该成果从试验段推广到了京沪、沪昆等高铁线上,仅京沪线徐州到上海段就使用了200多处,为国家节约经费达2亿元,并且保证了质量与工期。

十年铸剑建设国家重点学科

和铁道工程打了近30年的交道,可以说高亮与铁路结下了不解之缘。为了在本领域培养高层次人才和为科学研究提供优良的试验条件与研究环境,同时也为了打造和建设学术梯队,在学校领导与众多老专家的支撑下,通过整合队伍、凝练研究方向、搭建研发平台等,2007年,高亮牵头申报成功道路与铁道工程国家级重点学科。

十年过去,北京交通大学道路与铁道工程学科始终保持国内前几名,尤其在铁道工程方向更有独到的优势,并拥有了一支结构合理、创新能力强、学术水平高的队伍。此外,团队中还聘有3名院士作为学术顾问,为保持团队长期科研发展方向的前瞻性与保障团队科研水平的先进性提供了强有力的支撑。

团队有一个名叫“高老庄”的200余人的微信群,其中,仅高亮培养的研究生人数就有130余人。许多学生毕业后依旧从事老本行,并且成为了各自单位的主力军,在中国轨道交通的事业中遥相呼应,发挥了重要的作用。

在团队同事眼中,高亮是一位与同事同甘共苦、身先士卒的带头人。他善于采纳别人的意见,做课题遇到难题的时候,大家共同想办法解决。“遇到技术问题,大家有时开会到深夜。”有些老师提出来一套科研方法和思路,别的老师可以提建议,一起剖析和探讨解决办法,然后一起优化,最终形成大家都满意的方案。

“大家团队的特点是,大家畅所欲言,目标一致,就是把活干好。”一直与高亮并肩作战的副教授蔡小培说。

在学生们的眼里,高亮是一位严谨的导师。在引导学生的过程中,他强调最多的是“要反复核算计算参数、反复推敲结论”。在高亮看来,对一项工程的计算容不得半点马虎和偏差,因为那意味着巨大的损失和灾难。他的博士生侯博文说:“我在高老师引导下完成本科毕业设计时,由于无数遍修改,论文倒数第二个才上交,但厚厚一沓,不亚于研究生的毕业论文。从那时候起,我就非常清楚高老师的高标准,不敢有一点放松。”

经过十余年建设,高亮科研团队成功入选科技部重点领域创新团队,是首批进入“2011计划”轨道交通安全协同创新中心的核心团队,也是“科技北京”百名领军人才团队。面向未来,高亮有着更宏伟的计划:“高校的优势是理论和研究,大家也已经解决了大量工程现场遇到的问题和难题。下一步,大家更多要做的是结合,不能光是做技术咨询与服务,更要做一些能够落地的专有技术与产业化的东西。”

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