高宗余

荊淮僑

對普通人來說，在高鐵穿山越嶺時飽覽大好河山是一種放松方式。對中鐵大橋勘測設計院集團有限公司（以下簡稱中鐵大橋勘測設計院）首席專家高宗余而言，每當列車通過橋梁，仔細聽聽車輪撞擊鐵軌的聲音，是專屬于橋梁工程師的放松方式。

高宗余長期從事橋梁工程設計和研究工作，在高速鐵路大跨度橋梁、多塔纜索承重橋梁、跨海大橋設計方面取得突出成績。2021年11月，他當選為中國工程院院士。

作為一個在長江邊長大的孩子，橋是最熟悉的玩伴。

“小時候每次去舅舅家，都要經過南京長江大橋。看著呼嘯而過的火車，感覺很神氣。”高宗余說。對于當時的他來說，橋只是通往舅舅家的必經之路。1981年，高宗余考入西南交通大學鐵道橋梁專業，從此以后，橋成了他人生的一部分。

大學課余生活的豐富多彩，并不影響高宗余在學業的穩定輸出。“那時我每月有17.5元的助學金，后來還拿過60元獎學金，一次獎學金可管3個月生活不愁。”他說。

在高宗余看來，在校期間最重要的一門課，就是學習編程。“以前的計算機編程，就是在卡片或紙帶上‘打孔’，然后計算機識別運算。從我們那屆開始，學校開設了計算機高級語言課程，學習FORTRAN語言。”高宗余回憶，盡管還是個新鮮事物，但大家知道這絕對是件好工具。

“前輩們做橋梁設計需要用計算尺手算，在設計南京長江大橋時，進行3次超靜定結構求解，每算一遍都需要兩三個月時間。我們國家的國土面積大，地理環境差別也很大，想要造出跨度更大、結構越來越復雜的橋，僅靠手算是不行的。”

20世紀80年代，計算機技術的蓬勃發展為橋梁的高次超靜定結構求解帶來了革命性變化。通過橋梁設計軟件，過去手算的過程改由電腦運算，效率獲得極大提升。

“在學校時，主要是了解編程的原理、如何用計算機求解。”高宗余說，學編程時，誰也不清楚什么時候才能派上用場，但“只有打好基礎，才能在機會來時把握住”。

大學畢業時，高宗余放棄了保研的機會，被分配到中鐵大橋局技術處工作。兩年后，又被調入中鐵大橋勘測設計院，開始橋梁設計工作。在這里，經過一年的設計工作鍛煉，他迎來第一項主要任務——參與研制國產橋梁設計軟件。

在中鐵大橋勘測設計院工作沒多久，1990年，高宗余參與武漢長江二橋的設計工作，負責力學計算。這是他人生中設計的第一座橋，這一年他26歲。

“當時橋梁設計軟件在全球都是剛剛起步，我們在院里老前輩編程的基礎上，對其進行功能提升，做進一步開發工作。”高宗余介紹，上世紀60年代起，中鐵大橋勘測設計院就與中科院計算技術研究所合作，研究如何用計算機做橋梁設計。從最早“打孔”運算到高級編程語言，幾十年的探索為他們的工作奠定了堅實基礎。

“橋梁設計是一個小眾專業，中國修建的公鐵兩用橋設計規范標準較多，結構也更復雜，商業公司不會為這一點需求專門開發一款工業軟件，但從國家需求的角度，沒有軟件就修不好橋。既然‘買不來’，那就要靠自主研發。”高宗余說。

由于沒有成熟的軟件，高宗余只能在摸索中前進。好在這份看似枯燥的工作讓他樂在其中。“編程很有意思，邏輯關系非常強。一個符號都不能錯，分號不能打成冒號，逗號不能打成點號，要不然就有bug。有時算不通，找原因一天兩天都找不到，后來突然發現，原來是一個符號、一個字母打錯了。”提起當年的工作，許多場景仍是歷歷在目。

那時，軟件開發任務艱巨，需要經常進行測試，但平時計算機是個稀罕物件，高宗余的測試只能放在周末大家休息時進行。很多時候，他和女朋友約會的地點只能選在機房，“說是約會，其實就是在機房陪著一起加班，一整天就那么過去了”。

“大橋的設計跨度有400米，所有指標都能通過編程求解，現在聽起來很簡單，當時絕對是巨大的飛躍。”經過一段時間摸索，他終于順利完成了計算任務。在武漢長江二橋動工興建的那一年，陪高宗余在機房加班的女生，也順理成章成為他的妻子。

時隔20多年，高宗余編寫的“斜拉結構軟件系統”仍在國際上處于領先地位。1998年，為了設計當時全球跨度第一的結合梁斜拉橋——福州市青州閩江大橋，高宗余又帶領團隊用一年時間設計出一款新的計算軟件，為橋梁節省鋼材20%，節省資金3000多萬元。

高宗余。 圖片|中國工程院官網

20多年的時間，僅在武漢的江面上，就有10座新橋建成通車。“這背后是中國國力的提升，也是中國橋梁技術不斷突破的體現。”高宗余說。現在乘高鐵回南京老家時，都要經過由他主持設計的武漢天興洲長江大橋和南京大勝關長江大橋。當年望橋驚嘆的少年，也實現了與大橋的雙向奔赴。

2001年，高宗余設計中國第一座跨海大橋——東海大橋，開創了“預制化、整體化、工廠化”的新型建橋法，大大提高了建橋效率。此后，在泰州大橋、馬鞍山大橋、武漢鸚鵡洲大橋3座大跨度三塔懸索橋的設計中，他又解決了橋梁剛度和主纜抗滑安全的技術難題，使我國成為世界上率先修建大跨度多塔懸索橋的國家。

憑借高速鐵路大跨度橋梁、多塔纜索承重橋梁、跨海大橋設計方面取得的成就，高宗余先后斬獲國家科技進步獎6項。

“今天的成績，只是明天事業的一個起點，要走的路還很長。”對于工作，高宗余仍有許多目標：跨江、越海、上高原。長江、錢塘江、珠江等寬闊江河，連接沿海島嶼、跨越三大海峽的通道，川藏鐵路等西部高原鐵路的建設，都需要橋梁技術的支撐。高宗余和同事們，仍然在不斷探索著。

如今，高宗余最大的業余愛好，就是和妻子一起到長江邊的江灘公園散步。“一眼望去，左邊是長江大橋、長江二橋，右邊是鸚鵡洲大橋、楊泗港大橋，看著這一系列形式多樣的大橋，感覺很親切。”他說。

◎ 來源|中國科學報