“我國三分之二的國土面積為山地,隨著交通基礎設施向崇山峻嶺延伸,如何安全建橋與防災減災?如何實現橋梁的經久耐用?如何保障隧道的安全建設與運營?這些問題都急需理論技術和人才支撐。”在這樣的背景之下,1951年,作為重慶交通大學前身的西南交通專科學校,應川藏公路建設需要創建了道路橋梁工程專業。山區橋梁與隧道工程國家重點實驗室(以下簡稱“實驗室”)的建立正是以重慶交通大學道路橋梁工程專業幾十年的積淀為基礎。
實驗室是全國唯一一個山區橋梁及隧道工程領域的國家重點實驗室。1999年建成首批橋梁結構工程交通部重點實驗室,2000年建成首批結構工程重慶市重點實驗室,2006年建成山區橋梁結構與材料教育部工程研究中心,2010年經科技部批準立項建設山區橋梁與隧道工程國家重點實驗室培育基地,2014年建成首批山區橋梁與隧道長期性能及安全交通運輸行業協同創新平臺,2020年3月經科技部、重慶市人民政府批準建設運行省部共建國家重點實驗室。
橋梁是路網的咽喉,能令天塹變通途,山區橋梁與隧道工程建設,至關重要又充滿艱辛。實驗室一代又一代的科研人員薪火相傳,探索突破,在每一個時代都創造出了光輝的成績。
20世紀50—70年代,實驗室的橋梁技術在探索中有了飛躍式發展。
實驗室在無鋼筋、水泥的條件下建造了川藏公路橋梁,探索了山區橋梁建設技術,首次提出了寬跨比小于0.5的鋼筋混凝土梁式橋的空間計算方法。修建于1966年的酉陽龔灘大橋,主跨100米,是當年單拱居全國第一、亞洲第二的石拱大橋。實驗室建成了重慶九溪溝大橋,該橋主跨116米,是當時世界上跨度最大的石拱橋,并因此榮獲全國科學大會重大科技成果獎。實驗室擁有國內最早一批開展部分預應力混凝土橋梁結構研究的教授,出版的《部分預應力混凝土橋梁結構》為全國第一本系統介紹部分預應力混凝土橋梁的著作。1975年,實驗室建成云陽云安橋,橋梁主跨75米,是中國第一座斜拉橋,成為我國斜拉橋發展的里程碑。
1979年到1998年,在解放思想、自主建設指導思想下,我國橋梁建設迎來學習與追趕的階段。實驗室乘勢而上,建成了一批具有重大影響力的橋梁,橋型越來越豐富,橋梁徑跨越來越大。
1987年,實驗室建成重慶巫山龍門大橋,該橋為主跨122米的鋼筋混凝土箱型拱橋,是我國第一座采用無平衡重轉體法施工的拱橋。1988年,重慶石門大橋建成,跨徑布置200m+230m,是當時我國第一座獨塔單索面混凝土斜拉橋。1997年,實驗室主研建成的貴州烏江大橋通車竣工,主跨288米,是世界上第一座吊拉組合橋。同年,實驗室主研建成的重慶萬縣長江大橋竣工通車,該橋主跨420米,是世界上最大跨徑的鋼筋混凝土拱橋。實驗室首創的“橫張預應力混凝土梁”成功應用于渝長高速公路紅槽房大橋等橋梁。實驗室參研建成的廣東虎門大橋于1997年竣工通車,主跨888米,是國內第一座特大跨懸索橋。1998年,實驗室主研建成的廣西邕寧邕江大橋竣工通車。該橋主跨312米,是當時世界上跨度最大的中承式勁性骨架鋼筋混凝土拱橋。
進入21世紀,我國橋梁建設進入創新與超越階段,實驗室以國家重大發展戰略為引領,以進藏高速公路、川藏鐵路、秦巴通道等國家重大工程的科學問題研究和技術攻關為突破口,建成了一支以院士、長江學者、國家杰青等高端人才為帶頭人的高水平人才隊伍。
實驗室由4位院士擔任學術委員會主任委員。匯聚了包括院士、長江學者、國家杰青等16名國家級人才、35名省部級人才在內的187人研發團隊。形成了3支創新研究團隊,一支由鄭皆連院士領銜的大跨拱橋建設與維護創新團隊;一支是由杜彥良、楊永斌院士領銜的山區橋梁狀態感知與性能提升創新團隊;一支是由賴遠明院士、蔣樹屏大師領銜的山區隧道建設與運維創新團隊。
在山區橋梁及隧道工程領域,實驗室科研水平總體躋身國際先進水平,填補級超大跨徑拱橋結構理論體系空白,特大跨徑拱橋智能建造與先進維護研究水平處于國際領先地位,適于山區的特色裝配式組合橋梁建造方法與理論達到國際先進水平。
實驗室突破山區橋梁隱蔽結構缺陷智能檢監測理論和關鍵技術,攻克橋梁結構狀態全息感知和狀態解析難題,引領山區橋梁先進維護技術的發展。在解決山區橋梁及隧道工程地質災害與防災減災、危巖崩塌、泥石流、滑坡災害防治等國際性難題,高寒高海拔、高地應力、高地震烈度、高地溫及巖溶區等復雜環境隧道建設與管養技術難題上做出了耀眼的成果。
實驗室在長期奮進中,把重點實驗室建設成為國際山區橋梁及隧道工程領域位居前列的人才培養、科學研究、交流合作與社會服務的重要基地,成為西部地區交通及城建基礎設施建設與維護的重要智庫和支撐平臺,為國家宏觀決策、西部山區和重慶市地方社會、經濟、交通發展作出了卓越貢獻。
實驗室立足重慶,面向西部,服務交通。針對山區特殊的地理、氣候環境,實驗室長期開展山區橋梁及隧道設計理論、施工技術、養護加固理論與實踐等方面的研究,形成了鮮明的“山區”“長期性能”特色,尤其在大跨度鋼筋混凝土拱橋、鋼管混凝土拱橋、鋼桁拱橋、SRC中承式拱橋、石拱橋建造技術方面,創造了5個世界之最,取得了一批標志性成果。
培育基地建設以來,先后承擔包括1項國家杰出青年基金項目、3項國家原“973”計劃項目、3項國家科技支撐計劃項目、1項國家科技重大專項項目、1項國家自然科學基金重大科研儀器研制項目、8項國家重點研發計劃課題在內的100多項國家級科研項目和300多項縱向科研項目,承擔科學研究項目總經費超過3億元。在國內外刊物上公開發表學術論文2000余篇,其中SCI、EI檢索500余篇,授權發明專利200多項,出版專著46部,編制國家行業和地方標準18部。
這些研究成果保障了我國拱橋強國的地位,在全國13個省市完成和參與了包括港珠澳大橋等在內的3500余座橋梁檢測、監測、評估與加固改造及施工監控工作,完成地質災害治理100余處,隧道監測與抗震設計20余座,隧道安全風險防控技術成果應用于全國500多座隧道。成果先后獲國家科技進步獎一、二等獎9項,省部級科技進步獎特等獎、一等獎21項。
近年來,實驗室先后邀請了美國工程院院士、中國工程院外籍院士、英國愛丁堡皇家學會外籍院士、國際著名橋梁工程大師鄧文中院士、歐洲科學院院士、比利時魯汶大學布魯日校區校長Frederik Desplentere教授等60余名國際知名院士、專家進行講座及學術探討,為實驗室提升國際影響力、廣泛而深入開展國際交流與合作奠定堅實基礎。
實驗室還先后邀請了中國工程院鄭皆連院士、鐘萬勰院士、賴遠明院士、杜彥良院士、楊永斌院士等100余名國內外知名橋隧專家學者來講學、作報告,指導實驗室科研項目,為實驗室的建設發展提供寶貴意見。
此外,實驗室還邀請了50余名國內外知名行業專家、企業家前來講座、作報告,并就校企合作進行實驗室建設以及聯合培養行業人才等事宜展開深層次的交流與合作。
在傳承與交流中,實驗室不斷發展。未來,實驗室將繼續擔當重任、開拓創新,為建設交通強國發揮重要人才和科技支撐作用。