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孙学先(孙学先后续)

孙学先,男,宁夏中宁人, 1955.12生,中共党员,1982年元月毕业于兰州铁道学院铁道工程本科专业,1984年底研究生毕业于兰州铁道学院工程力学专业,获工学硕士学位。毕业后留校任教,1999年晋升教授职称。

任职状况

现为兰州交通大学桥梁工程研究所所长、教授、博士生导师,学校桥梁工程学科带头人。本人长期一直在教学和科研第一线工作,承担着繁重的教学任务和科研工作,每年完成的教学工作平均达到420学时,从1995年以来共培养硕士研究生30人,在实践性教学环节中针对学生实际工作能力培养方面做出显著成绩。

个人成就

在科研工作中,多年来承担和完成了多项省、部级科研项目。有 8 项科研成果通过省部级鉴定和奖励;其中本人承担了两项铁道部青藏铁路技术攻关项目,2006年通过铁道部科技司鉴定验收, 部分研究成果在青藏铁路的后期建设工程中得到应用,青藏铁路建设技术及科研成果获国家2008年科技进步特等奖,兰州交通大学是主要参研单位之一傍上有名。2005—1998年参与完成的“复杂地质艰险山区修建大能力南昆铁路干线成套技术”(本人是两个子课题负责人)获铁道部2000年科技进步特等奖;参加完成的 “主跨 72m 预应力混凝土平弯梁桥建造技术” 获铁道部科技进步二等奖;还有一项科研成果获甘肃省科技进步二等奖;两项三等奖; 另外获省教教育厅、省建委科技进步一等奖两项、 三等奖一项。

其中结合工程完成的攻关项目“南昆铁路板其二号预应力混凝土大跨平弯连续刚构梁桥施工监控技术的研究”获铁道部南昆铁路科技进步一等奖。该桥位于贵州省南部山区,桥位处山高谷深地形十分险要,是我国第一座铁路高墩、大跨平弯预应力混凝土连续刚构桥梁,施工采用悬臂灌筑法,该桥施工控制中要全面考虑结构的拉压、扭转、弯曲、畸变及翘曲的耦合效应问题,监控技术难度大经过课题组成员的团结奋战,解决了施工中一系列难题。通过理论研究和现场实施,提出适合平弯桥梁悬灌施工线形控制分析方法和计算公式,建立了一套完善的施工监控技术和方法,孙教授和课题组的同事们,没有退缩,没有被困难、死亡吓倒。经过孙教授和课题组的努力,并在施工中成功地进行了实施,保证了大桥的顺利建成。据铁道部组织的专家鉴定:该弯梁桥建桥技术及施工控制技术的研究成果达到国际先进水平。而这其中,孙学先和他的团队功不可没。

在最近几年承担完成了“青藏铁路细粒高温多年冻土区拼装式涵洞试验及应用技术研究”和“青藏铁路多年冻土区扩底抗拔桩试验及分析理论的研究”,试验工地在青藏高原可可西里高寒高海拔区,克服了缺氧、高原反映重的困难,在极为艰苦的条件下高质量地完成研究工作。完成的横向科研项目还有:西宁北川河大跨中承式钢管混凝土拱桥施工监控;青海平安—阿岱高速公路跨线宽幅预应力混凝土弯梁桥悬臂法施工控制等。还经常与设计院等单位协作承担和完成一些桥梁的设计工作。2009年承担完成了我国援非(刚果金)一座大桥的设计,大桥现正在建设中。现在研的项目还有省自然科学基金项目和省教育厅的科研项目。

先后在“土木工程学报”“岩土力学报”等刊物发表文章三十余篇。现主要从事基础工程和桥梁工程的教学科研工作以及桥梁工程设计;科研方向有:深基础和新型桥梁基础理论;各种类型大跨度桥梁施工监控技术研究;既有桥梁结构检定和加固技术;深基坑支护优化设计等。

孙学先

记者采访

孙教授用简短而通俗的语言概括了七里河黄河大桥的主要病症。孙教授解释说,检测初期,专家组借助河船进入基柱下方,用检测仪器对河床、桥墩、桥梁和汽车荷载等都进行了细致检测,发现导致出现故障的根本原因除大桥平日里负荷太重外,还有一个不能忽视的问题就是“桥梁病害”之一的腐蚀,雨水从伸缩缝漏入使得大桥钢制支座以及混凝土产生腐蚀,七里河黄河大桥提前成为危桥。

“对于七里河黄河大桥的命运,我提出了三个不同的方案供选择。”孙学先教授对自己提交的三个方案一一为我们做出解释: 方案之一就是加固维修,即在原有的基础上将主梁破损部位进行加固修复,加固后桥梁只能把荷载等级提高到公路Ⅱ级。尽管这个方案成本低、费时短,但不能达到公路I级通车标准,不能解决长远问题。方案之二彻底换梁,在这个方案中,拆除桥梁上部大梁,将桥梁下部结构墩台进行整体加固,然后架设新梁,这样便能达到公路I级(相当于“城A级”)标准,即可通行70吨的车辆,而桥面也由原来2车道增加为4车道,理论上车辆通过能力可增加一倍。这个方案已被采用,正在实施中。方案之三拆除新建,看似最吸引人,但在专家眼里却最不现实,那便是新建一座大桥。据孙学先分析:“即使新建也还是要拆掉旧桥在原址新建,因为这里桥位是历史形成的,是独一无二的。但若新建大桥,则工期长、成本大,在兰州目前不太现实。”

孙教授在谈到目前七里河黄河大桥限高通行的现状时,他告诉记者通过桥梁检测分析,我当时提出限制25吨以上的车辆通过,而对一辆公交车满载乘客也就在20吨以下,过桥就重量而言是没问题的,也可能是管理上和限重措施有一定的难度,没有得到落实,演变成单一的限高,使得原本可以通行的公交车也无辜绕道,给市民出行带来极大不便是我没有想到的。

在有“世界屋脊”、“地球第三极”之称青藏高原上修建铁路,在很多国外专家看来这是根本不可能的事情。美国现代火车旅行家保罗·泰鲁在《游历中国》一书中写道:“有昆仑山脉在,铁路就永远到不了拉萨。”

高原多年冻土被看成高原铁路的“杀手”,在多年冻土区修建铁路一直是世界性工程难题。而青藏高原是世界上纬度最低、海拔最高、面积最大的多年冻土分布区,青藏铁路要穿越长达550公里的多年冻土区,几乎占格拉段线路总长的一半。能否征服高原冻土,是建设世界一流高原铁路的关键。

为解决“多年冻土”世界性的难题,孙学先带领课题组承担了“青藏铁路细粒高温多年冻土区拼装式涵洞试验及应用技术研究”和“青藏铁路多年冻土区扩底抗拔桩试验研究”两项攻关课题。为保证科研正常进行拿到第一手研究测试数据,他先后10次赶赴可可西里进行冻土地温和变形的监测及桩基现场荷载试验和研究。2002年10月,他和兰州交通大学桥梁系的同事及学生们又一次踏进了青藏高原,进入可可西里无人区进行为期一个多月的现场桩基加载试验。

可可西里的10月底、11月初,夜晚气温甚至会降到零下30多摄氏度。而氧气,这个平时被人们忽视的东西,到了高海拔地区就显示出了它的极端重要性。在海拔超过4700米的可可西里无人区,空气中的含氧量只有平原地区的60%甚至更低。这期间,晚上由于高原缺氧、天冷和头痛睡不着觉,他最大的“助手”就是安眠药。“由于试验工地在可可西里深处,近百公里见不到一户人家,时间一长唯一和我们为伍的就是逐渐不惧我们的藏野驴”。孙学先诙谐地说。

2006年7月青藏铁路全线通车。因他们高质量的完成了“青藏铁路细粒高温多年冻土区拼装式涵洞试验及应用技术研究”和“青藏铁路多年冻土区扩底抗拔桩试验及分析理论的研究”,项目研究成果通过铁道部鉴定和奖励。2008年青藏铁路建设成就获得国家技术进步特等奖。

对于未来桥梁的发展孙教授有他独特的见地。他认为,在未来铁路和公路的建设中,优先采用以桥代路的方式,最大限度节约土地资源,将是未来发展的趋势。一般来讲,桥梁平均用地宽度为18米,而常规铁路路基用的为45米,京沪铁路采用“以桥代路”措施节约用地3万多亩。此外,高架桥,使高速铁路对沿线气候、水温、生态等环境的影响都大大降低。

在修建青藏铁路时,主要面临多年冻土的世界性难题。冻土是一种成分、结构、物理属性都完全不同于其他土质的特殊土类,可随冬夏气温变化发生冻胀和融沉现象,会影响公路和铁路路基的稳定。为避免路基的不稳定,设计者决定在厚层地下冰地段、不良冻土现象发育地段和地质条件复杂的高含冰量冻土地段不修筑路基,而是以桥梁形式通过。经过冻融循环的考验,证明在多年冻土地段以桥代路效果良好。以桥代路可减少对冻土的扰动,具有遮阳作用,也可兼作动物通道。青藏铁路建设者在550公里的多年冻土地段,共修建桥梁120公里。

作为桥梁专家,孙教授在三十几年的桥梁工作中一边教学一边研究,足迹遍布大江南北。

1997年12月2日下午3时,贵州兴义火车站。时任国务院副总理的邹家华郑重宣布:南昆铁路全线正式通车。

南昆铁路是我国继成昆铁路之后,在中国西南部崇山峻岭之间成功修建的又一条钢铁大动脉。所经地区地质极为复杂。沿线溶岩、断层、坍塌、滑坡、泥石流、膨胀土、强地震区遍布。它从海拔78米的南宁盆地爬上2000多米的云贵高原,高差达2010米,其间跨越江河还有8次大的起伏,为我国铁路前所未有。

南昆铁路全长898公里,桥梁就有447座,不足两公里就有一座大桥,而其中获得铁道部南昆铁路科技进步一等奖的板其二号大跨平弯大桥的施工监控技术就是由孙教授负责的课题组实施的。

1995年至1997年间,在贵州省南部山区这个“天无三日晴,地无三寸土”的穷山僻壤的南昆铁路板其二号大跨平弯大桥,是我国首座铁路高墩、大跨平弯预应力混凝土连续钢构桥梁,施工采用悬臂灌筑法。为保证该桥的顺利施工,孙教授自己在工地一蹲就是一年多,为了拿到每一次施工监测数据,为下一道工序提供精确数据,他和他的同事们每天都要数次上到50多米高的桥上去,进行主梁结构变形及内力数据的测试,然后回到驻地用计算机进行分析整理,提出下一阶段施工的技术参数和要解决的问题处理方法,这样反复循环一直到大桥高质量顺利建成。

在现场,他们还要克服生活不便,以及气候不适应和提防施工过程中种种危险的威胁。1996年6月的一天,孙学先和同事刘老师准备上到50多米高的桥墩上方做桥面施工例行监测。“已建的桥面距离地面的高度大约有50多米,要上去必须乘坐直上直下的简易u2018电梯u2019,因我们两人迟到一步,有3名工人已经乘u2018电梯u2019上到了半空,我们只好在下面等着。这时,吊u2018电梯u2019的钢丝绳断了,一刹那,u2018电梯u2019从40多米的高空掉了下来,3名工人一瞬间没了……”说起几年前发生的事情,孙学先至今依然心有余悸:“真是可怕,我们算是捡回了一条命啊……”。

孙教授和课题组的同事们,没有退缩,没有被困难、死亡吓倒。经过孙教授和课题组的努力,保证了板其二号大桥的顺利建成。据铁道部组织的专家鉴定:该弯梁桥建桥技术及施工控制技术的研究成果达到国际先进水平。而这其中,孙学先和他的团队功不可没。

54岁的孙学先教授,1955年12月出生于塞上江南。高中毕业后回乡务农,1977年恢复高考,他以优异的成绩考入兰州铁道学院(现为兰州交通大学)铁道工程专业学习,从此,他与桥梁建设结下了不解之缘。四年后,本科毕业的孙学先又考上了兰州铁道学院工程力学专业的研究生,继续在桥梁建设领域中汲取养分。1984年底,孙学先研究生毕业获得工学硕士学位。

“由于自己对这个专业的热爱和对母校的感激,当时放弃了经济发达地区用人单位优厚的待遇,选择了留校当老师!”孙学先告诉记者。从一名普通大学生到大学教授,孙学先的专业知识和自己对桥梁的研究得到了进一步升华。值得一提的是,从1997年开始,孙学先一直担任桥梁工程系系主任,一干就是12年。而从1984年至今,当了25年大学老师(12年系主任)的孙学先,不光为我国的铁路桥梁建设培养了大批优秀人才,还为我国现代化桥梁建设注入了新的不可替代的力量。

作为桥梁系主任、博士生导师,孙教授在指导研究生的过程中,无论在落实培养计划和学术研究上,还是在生活上,都为学生们考虑得细致入微。他了解每一个研究生的工作进展和个性特点,要求学生学好专业理论课程基础,鼓励和引导他们根据自身特长去发展。他经常去研究生教室或把学生叫到办公室交流指导,了解他们的学习状况,交代这段时间看什么书及应该完成的论文。为拓展学生思路,他还要求学生在攻读专业书籍的同时,要多读一些人文科学方面的书籍,启迪学生开阔专业研究方向的思路。要求学生平时要学习时事政治,关心国内外大事,还经常和学生一起讨论感兴趣的议题。有些学生参加工作后,在实践中遇到什么问题,孙教授还会毫无保留地帮他们解决。个别学生毕业后无法联系到工作,孙教授还想办法为他们解决就业问题。

据了解,长期在教学和科研第一线工作的孙学先,承担着繁重的教学任务和行政管理工作。他每年完成教学400学时,1995年至今共培养硕士研究生30人,在实践性教学中对学生实际工作能力培养做出了显著成绩。

修建大跨平弯铁路桥的日日夜夜

从莘莘学子到桥梁专家

在可可西里腹地与野驴为伍

以桥代路是未来桥梁建设的趋势

桥梁病害使七里河大桥成为危桥

作为本土桥梁专家对兰州桥梁状况孙教授有他自己的看法。一座现代城市的桥梁的特点是:多功能,全互通。桥梁的功能特性是桥梁建筑的目的。

桥对兰州的经济发展、产业布局、南北平衡都起到了不可替代的作用,这是我们必须给予肯定的。但是,兰州的桥,功能并不完善,每座桥都存在着这样那样的弊病,而且现有桥梁的布局也不合理。

随着兰州城市版图的扩张和经济水平的发展,现有的桥梁已经远远不能满足现代化城市的发展需求。对于一个黄河穿城而过的城市,更要体现“多桥”的特点,所以我们需要在建设更多桥梁的同时,对现有桥梁的功能进行完善和修补,让其对促进城市经济发展的作用发挥到最大,更好服务于这个城市。

讲到兰州未来桥梁建设时,孙教授动情地说:“在兰州,黄河是孕育兰州市的产床;而黄河上的一座座桥,则是联系两岸文明的纽带。这纽带在将来会越来越宏伟,越来越精致,越来越艺术!但愿今后在黄河兰州段上建设桥梁能跟上科学技术发展的脚步,吸取和克服现有桥梁的不足和教训,使我们兰州建设的每一座新桥都是人文科学、工程技术和建筑艺术三位一体的产物。所建的新桥除了具备桥梁的功能和特征外,还应最大限度地满足景观需求,能体现兰州市不同阶段发展的风貌,使其成为兰州标志性的建筑;同时还要运用现代化照明设备,使每一座桥梁能够展示和扩展为全天候的美学效应,创造出丰富多彩、神秘美妙、流动变化的夜空世界,成为兰州40里黄河风景线上一个个能给人们带来无限的遐想与美好憧憬的旅游景点。”

兰州缺乏一座真正意义上的桥

初冬一场小雪,使兰州的连续几日的阴霾天气荡然无存,地处安宁的兰州交通大学校园内空气格外清晰,一夜而至的降温使树上还未掉落的秋叶倾满院内,天空沥沥细雨夹杂雪花悠然撒落在满是黄叶的地上。上午九时二十分我们如约见到到知名桥梁专家孙学先教授。

从一名大学生到硕士,从硕士到大学教授,再从大学教授到博士生导师……54岁的孙学先,可以称得上是甘肃省桥梁建设方面的专家代表。从1995年开始,孙学先率领他的团队多次深入地质条件极其复杂的施工现场,在南昆、青藏两条铁路大动脉的桥梁建设工地上,在桥梁建设的科学研究项目中,都留下了孙学先和他的学生忙碌的身影……

在科研工作中,多年来承担和完成了多项省、部级科研项目。有多项科研成果获省部级奖励;其中本人承担完成了两项铁道部青藏铁路技术攻关项目,部分研究成果在青藏铁路的后期建设工程中得到应用,兰州交通大学作为青藏铁路建设科攻关参加单位,2008年获国家科技进步特等奖。1996—1999年参与完成的“复杂地质艰险山区修建大能力南昆铁路干线成套技术”(本人是两个子课题负责人)获铁道部2000年科技进步特等奖;参加完成的“大跨预应力混凝土平弯梁桥建造技术”获铁道部科技进步二等奖;获甘肃省科技进步二等奖一项;三等奖两项;另外获省教教育厅、省建委科技进步一等奖两项、三等奖一项。在从事科研与教学工作以外,还承担和完成了国内外多座桥梁的设计任务,2009年设计的非洲刚果金马塔迪PC连续刚构大桥已建成通车,另外几座桥梁正在施工中。

从1995年至今指导研究生40余名。先后在“土木工程学报”“岩土力学报”等刊物发表文章四十余篇。现主要从事基础工程和桥梁工程的教学科研工作以及桥梁工程设计;科研研究方向:深基础和新型桥梁基础理论研究;各类大跨度桥梁设计理论及施工监控技术研究;既有桥梁结构检定和加固技术;深基坑支护优化设计等。

总结孙学先(孙学先后续)以下系列文章:

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