“装配式建筑”在业内人尽皆知,可“工业化装配式桥梁”却是一个渐热的概念。在中国从桥梁大国迈向桥梁强国的历史性进程中,“工业化装配式桥梁”是趋势、是方向、是最“硬核”的担当。在我国桥梁设计领域,吴平平及团队把预应力高强度混凝土(PHC)桩、高强空心墩柱等技术率先引入工业化装配式桥梁。
吴平平曾于2000-2021年在安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司(以下简称“安徽院”)先后担任工程师、主任工程师、副所长、分院副院长、研究院院长等职务。2021年至今,他在珠海市交通勘察设计院有限公司担任执行董事兼总经理。
已过不惑之年的吴平平在我国桥梁混凝土制品产业深耕了20余年,重点从事公路交通领域的工业化建造技术研究与应用。他年富力强,刻苦敬业,具有极强的创新和专业钻研精神,并以高度严谨的态度,开展了一系列装配式混凝土技术在公路工程中的开发与应用工作。近年来,混凝土及其制品经他与团队之手,正在我国装配式桥梁领域结出累累硕果。
近百项授权专利、近30项行业及省部级科技进步奖和勘察设计奖、交通运输部工业化装配化桥梁建造技术创新团队核心成员、中国公路学会青年科技进步奖、中国交通运输协会青年科技英才奖、安徽省“538英才工程”高端人才、“2022年度中国混凝土与水泥制品行业杰出工程师”等众多荣誉,既是对他成果创新的肯定,也是对他敢为人先精神的鞭策与礼赞。对吴平平来说,持续促进装配式混凝土技术的进步,是他终生的使命与责任。
2023年6月3日,在南京隆重举行的“2023年中国混凝土与水泥制品行业大会”上,珠海市交通勘察设计院有限公司执行董事、总经理、正高级工程师吴平平是唯一一位荣获“2022年度中国混凝土与水泥制品行业杰出工程师”称号的专家。行业“杰出工程师”是 表彰为行业创新发展和技术进步作出突出贡献的科技工作者设立的最高荣誉,此前曾有9位行业精英获此殊荣,得到全行业的高度认同。此次获得殊荣的吴平平,亦受到业内外的广泛关注。
大会为吴平平撰写的颁奖辞写道:
“在跨越江河山壑的桥梁建设工地上,谁不景仰工程师们勘探、设计、创造的伟岸身影。那一座座跨越天堑的桥梁就是他们创新、奋斗、成长的步伐,一步步,使我国钢筋混凝土桥梁工程技术从跟随到跨越,走在世界前列。工程师吴平平就是其中杰出的一位。
吴平平先后在安徽省交通规划设计研究总院和珠海市交通勘察设计院任职,他及团队,在公路桥梁工业化建造技术领域开拓创新,开发出具有高强、轻型、低碳、经济特点的装配式混凝土桥梁结构成套技术,达到国际先进水平,在一大批国内外重点桥梁工程得到推广应用。参与开发的大直径高强离心混凝土预制墩技术为国内外首创,被纳入交通部行业设计规范;参与开发的装配式桩板式路基结构、桥梁工程预制混凝土桩技术,为促进预制混凝土桩产业可持续发展作出了重要贡献。
福不唐捐,天道酬勤。二十多年来,吴平平和他的创新团队获得19项发明专利、29项实用新型专利,23项行业及省部级、国家级学会、协会科技进步奖等奖项。他个人也先后获得安徽省“538英才工程”高端人才、交通部工业化装配化桥梁建造技术创新团队核心成员等荣誉表彰。
让我们向装配式混凝土桥梁工程技术领域的杰出工程师代表吴平平致以崇高的敬意。”
2023年8月21日,笔者在位于北京三里河路的建华建材研究院采访了吴平平。年届44岁的他,是十年来中国混凝土与水泥制品行业最年轻的行业“杰出工程师”获得者。走近吴平平,他是一位书卷气质、年轻文雅,低调、含蓄、内敛、谦恭的人。但在谈到他熟悉的混凝土装配式桥梁话题时,又如数家珍。稳健中透露出的灵动显现出了他的聪颖智慧、内心丰盈与学识饱满。
吴平平2000年毕业于长安大学建筑工程专业,毕业后来到了安徽院的道路设计分院工作,最先从事的是小型桥梁设计。吴平平是一个志存高远的人,从工作起步的时候,就对自己在专业上的发展定下了清晰的目标,因此在专业学习上付出了很大的努力和精力。当时院里希望他做建筑设计,但他主动要求做桥梁设计。20多年前,正逢中国公路桥梁大发展的潮动期,大型桥梁有很大的发展空间。他热爱自己的岗位与工作,对自己的人生有目标有追求。他深知,在一个交通设计院工作,如果在专业上不做好规划,会浪费宝贵的学习机会。曾有一个设计室主任对他说:“你在这里工作,道路设计室对桥梁专业性的要求并不高。”但吴平平没认这个理,他坚持给自己的学习加码。他很快完成了桥梁设计的常规内容学习,并开始承担一些较复杂桥梁的设计。“业精于勤。”他在尝试中破冰,在实践中积累。吴平平不是一个习惯于依赖经验的人,他喜欢挑战,喜欢高难度的突破,这些品质在日后的创新中都成为他取得成果的重要助力。很快,他获得了把桥梁专业分院的工作拿到道路设计分院去做的机会,顺利完成了主跨140 m、墩高近百米的安徽省第一高墩公路桥—磨子潭大桥的设计工作,这成为吴平平日后全面发展的宝贵经历。回忆这一段经历时,他说,刚毕业时,大家的差距都不大,但关键是在前几年,愿不愿意在专业上下功夫去学习去思考。他在初入单位时,面对的是繁忙的工作,几乎没有周末,一个月只休息一两天,“忙”是他工作中的常态。但在大强度工作的日子里,吴平平依然坚持学习,抓紧时间阅读专业书籍,经常看书到半夜,积累了深厚的专业储备。
“机会只青睐有准备的人。”学习的定力和专业的蓄势奠定了他在事业上的优势。他深知,确定目标与持续努力都非常重要。一边博览经典,一边阅读大量图纸。收集图纸是吴平平的一大爱好,对典型的工程图纸,他会在细节上进行对比与研究,在对比中发现差异,在思考中提升认知。在夯实基础的同时,他还不断借鉴同行的经验。“梅花香自苦寒来。”对桥梁设计的思考能力、分析能力和实战能力就是在这种锲而不舍的积累中逐步提升与优化的。
这些年来,吴平平获得了百项专利,许多专利成果在其后的设计中都实现了转化。众所周知,常规桥梁设计大体上是定型的,但若要发现问题,并对标国外的设计规范,还能发现差距,则非常需要功底和洞察力。吴平平对众多桥梁设计中细节优化的功底就来自于他日积月累地琢磨思索。
吴平平常常感叹,说自己赶上了我国交通行业大发展的时代,赶上了桥梁设计软硬件快速进步的时期。他十分感恩安徽院给他的成长成熟提供了良好的平台,给予他充分的认同与重视,提供他桥梁设计的机会与大展身手的舞台。安徽院在交通设计领域位居全国同业的前列,实力雄厚。安徽院不仅规模大,更重要的是它的创新氛围与激励机制。2006-2007年,安徽院成立了“结构组”,专门从事桥梁结构的科技研发,最初是3个人。这使得吴平平有了更大的实践平台,在这里他依靠桥梁装配式做抓手,坚定地迈开了桥梁结构创新设计的步伐,与混凝土的双向奔赴和相互成就也始自于此。
吴平平在深入地了解预制PHC桩的优异性能后,在桥梁装配式设计中,开始谨慎探索且率先大胆引用,他使我们看到了预制PHC桩的多项优异功能,让其在桥梁装配式发展中得到了充分的应用与绽放。
吴平平与混凝土的深厚情结,从他百余项专利的名称上就可以看出。吴平平获得部分专利名称,包括管型混凝土桥墩,一种工业化UHPC悬臂挡土墙及其施工方法,一种基于离心法的免模板快速施工墩柱,一种全装配式模块化伸缩缝,一种装配化墙板、桩板组合式无土路基、双层钢管混凝土管桩基础,一种装配式混凝土护栏及采用其的桥梁、预应力混凝土U形连续梁桥、纵横梁结构体系的新建桩板式路基,一种抗震型预应力高强混凝土管桩,一种预制墩柱节段法兰连接装置,一种预制离心成型的空心混凝土桥墩、低高度密肋式预应力混凝
土简支T梁桥,等等。
近年来,混凝土与水泥制品也是吴平平在科研中的重点关注话题。他发表的论文有《插槽结构装配式桥墩足尺模型拟静力试验研究》《基于平间模型的钢板组合梁结构安全性分析》《新型钢板组合梁结构桥梁的应用分析》《大跨度混合梁斜拉桥方案合理性论证研究》《PHC管桩水平承载特性现场试验研究》《基于Midas/CIVL的SRC墩柱非线性有限元分析模型》《高墩大跨径连续刚构(梁)桥梁静力、动力性能和弹性屈曲分析》《中小跨径桥梁装配式模块化墩柱施工工艺研究》《亳州枢纽互通区钢-砼组合箱梁的设计》等,篇篇都贯穿着他的思考与感悟。
采访交谈中,记者请吴平平介绍自己在混凝土推广与应用中所秉持的理念。吴平平说,“混凝土材料从长期来看是结构工程师首选的建筑材料,中国混凝土行业还将长期持续发展。当前混凝土材料是资源消耗最大的材料之一,从可持续性发展角度来看,混凝土生态化是当前及今后的重要发展方向。生态混凝土是比较宽泛的概念,总体来说主要通过两种途径实现,一是通过材料技术、制造技术、数智化技术的进步,降低资源消耗、提升生产效率、降低能耗与碳排量;二是向高质量与环境友好型发展,让混凝土变得富有生机,改善人们的生活环境。近年来,生态混凝土在众多方面取得了诸多突破性创新,如低碳混凝土、植生混凝土、清水混凝土、UHPC、轻质混凝土等,在护岸支挡、路基边坡、人工鱼礁工程、海绵城市建设等工程领域均得到了广泛应用,取得了显著的综合效益。”
目前,我国的公路和城市桥梁多数采用现浇或现场预制混凝土的传统桥梁建造模式,施工周期长,对交通影响较大、整体耗能高,现场施工人员多、工人劳动强度大。美国从20世纪70年代开始,启动了ABC计划,即桥
梁快速施工,工厂化预制主梁、桥面板及桥台等,再运到现场桥位进行现场快速拼装。这一施工方法大大加快了桥梁的建造速度,减小了桥梁建设对交通及环境的不利影响。
桥梁基建从现浇混凝土到工厂化装配式混凝土,是一次跨越。
吴平平勇敢地站在了桥梁装配式的“潮头”。他介绍说,相对于传统建桥方法,装配式桥梁的优势主要表现在两方面,一是施工效率高,二是节能环保。
工厂化装配式桥梁的核心是发挥工厂制造优势,充分采用高强轻质材料,创新发展结构,具有传统桥梁建造方法无法比拟的诸多优点,符合我国节约资源、保护环境的理念,是我国桥梁建造可持续发展的大趋势。
在“结构组”的工作中,吴平平大胆求证、谨慎实践,开始用预制PHC桩做桥梁基础,这是国内桥梁基础的一次创新,在当时十分少见。此时,在建筑工程中预制PHC桩的规模化应用才刚刚开始,而在桥梁工程的使用过程中,彼时的规范与标准并不支持预制PHC桩的应用。
吴平平第一次应用预制PHC桩,只是在某高架桥的一个桥墩基础上使用了6根PHC桩。之后,他和团队都感受到了应用预制桩的优势,第二次便在某高速公路几公里长的桥梁工程中全部采用预制PHC桩基础。让所有人欣慰的是,应用预制PHC桩的优势非常明显,一是降低了约30%的工程造价;二是施工可做到每天500米,工期显著降低。
此后“结构组”升级为结构研究所,吴平平担任副所长一职,几年后他被任命为桥梁分院的副院长,开始承担更多复杂而新型的桥梁设计。安徽拥有丰富的水资源,包括长江和淮河,水系发达。
2014年,安徽济祁高速寿县淮河桥即将建设,其引桥长,非常适合做工业化建造。
安徽的建设业主决心把这座桥设计建设成国内第一座全工业化装配式的桥梁。
安徽交控集团总工程师胡可是安庆长江大桥、芜湖长江二桥的主要设计师,专业知识非常丰富。善于学习的吴平平跟随他多年,正是从他那里了解到PHC桩技术。他带领并鼓励吴平平多多了解和积累装配式桥梁的信息,对吴平平影响深远。当时,寿县淮河桥的设计任务落在了吴平平的肩上。胡可视野开阔,登高望远,他向吴平平提出了设计理念、思路和要求,带领吴平平大胆实践。
最后,寿县淮河桥12公里长的引桥一次性地采用了敞口式钢管桁架梁、钢板组合梁、高强预制桥墩、预制桩基础等创新技术,成为当时全装配式桥梁的典范。从此,桥梁工业化建造的理念在实践中进一步完善与提升。
2022年以来,吴平平获交通运输部“工业化装配化桥梁建造技术”创新团队核心成员及一项中国专利优秀奖。他作为主要人员,编制了2022年度发布的国家标准图集《高强混凝土预制空心墩柱》和中国建筑材料联合会团体标准《桥梁工程用预制混凝土管桩技术规程》。高强空心预制桥墩获交通运输部的重大成果入库专利和中国交通运输协会四新技术五星认证,桩板式路基结构获华夏科学技术进步奖二等奖,其参与研发的基于工业化建造的各项装配式混凝土创新技术在安徽、广东、河南、湖北、四川等多个省份公路项目中落地应用。
装配式桥梁扛鼎桥梁强国。2017年,安徽院组建工业化建造技术组,吴平平担任组长,并任工程技术研究院院长,专业研发团队已有60人的规模。这个平台与团队的重点方向是交通领域工业化装配化发展,尤其是混凝土装配化技术的创新与应用。吴平平的桥梁装配式仍然在丰富与延伸。首先是对桥墩结构与材料的优化。多年来,桥梁的桥墩都是混凝土现浇。吴平平一直在思考一个问题,他想,桥墩与PHC桩有共性,他们大都是柱体,只不过PHC桩是空心,“有没有可能把PHC桩技术引入桥墩呢?”吴平平请建华建材的技术专家一起来研究创新,他的思路是在保证质量与性能的前提下,从桥墩的材料革新入手,省材料降造价,走节能绿色低碳之路。他们一起将高强混凝土做成空心的桥墩,从实心到壁厚20~30 cm的空心柱体,节省了约40%的材料。建华建材的材料、生产加上安徽院的装配化设计,再加上建设业主的大胆尝试,多方的优势相辅相成,共享资源,共同推动了我国桥梁技术的创新与进步。吴平平从中深刻地体会到,这样的合作与交流非常有意义和价值。一个人的能力是有限的,只有团队的合作与平台的互动才能产生新的共振。
左图:G4012溧阳至宁德高速黄山至千岛湖段
芜合高速公路林头至陇西立交段改扩建工程
合肥绕城高速公路陇西至路口段
2018年落成的寿县淮河桥是国内目前装配化程度最高的桥梁之一,项目研发的桥墩已纳入交通运输部的“公路装配式桥梁设计规范”,和项目配套的相关技术已经应用于数座大桥上,影响深远。吴平平深知,桥梁装配化是一个非常重要的方向和趋势。目前,安徽省的桥梁装配化走在国内前列。吴平平认为,在桥梁基建中,PHC桩技术一直是重要的一环,且其拥有如下优势:一是质量可控,二是造价低,三是节能环保且在国际上已有较好的工程实践。他和团队需要做的就是进一步在精细化方面进行提升。当前在交通和铁路应用上,发展的空间很大,吴平平和团队正蓄势待发,期待创造新的工程案例。
PHC桩对大多数桥梁设计院,还存在很多的盲区。但是中国混凝土的新技术和新产品一直在引领产业进步,尤其是建华建材的管桩产品已经拥有很好的品牌优势,给予了吴平平很大的信心。吴平平已经看到了混凝土材料与桥梁结构的创新所带来的美好前景。2019年,吴平平及团队在安徽滁州设计了用UHPC建造的体内无钢筋桥梁,全长40m,分3个节段拼装而成。之后,他又在研究将生态混凝土做成排水边沟、箱式挡墙、高速公路边坡挡板等的创新技术,进一步提升公路的建设品质。
吴平平目前还担任中国公路学会青年专家委员会委员、 生态混凝土分会专家委员会副主任、中国公路学会桥梁和结构工程分会理事、中国交通运输协会新技术促进分会理事、广东省科技评审专家、广东省勘察设计专家、安徽省科技评审专家、中国交通运输协会专家等社会职务。
当记者请吴平平谈谈他与团队在开发具有国内外领先水平的公路桥梁成套工业化建造技术,尤其是引领公路桥梁装配式混凝土结构技术在国内应用的创新性工作及成果时,吴平平说:“我于2000-2021年在安徽省交通规划设计研究总院工作,这是我人生宝贵的工作经历。善于创新、敢于人先是安徽设计总院的天然基因,也是其能成为国内最优秀的设计院之一的重要原因。正是有这样的氛围,再加上志同道合的团队加持,尤其是在安徽省交控集团总工程师胡可的带领下,与团队一起在桥梁装配式技术上持续进行了10余年的研发与工程应用,通过多方的共同努力,推动了当前公路桥梁装配式混凝土结构技术的发展。”
吴平平21岁大学毕业后参加工作,27岁担任主任工程师,36岁获评正高级工程师,年轻有为。作为中国混凝土与水泥制品行业最年轻的“杰出工程师”,吴平平生逢其时。
当下的中国以3.3万座桥梁领跑世界桥梁工程,混凝土装配式桥梁的前景非常广阔。我们期待年富力强且不辱使命的吴平平在中国桥梁建设中吟唱更多的混凝土之歌。
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