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作者：本刊记者 宋 洁 来源：科学中国人 发布时间：2015-11-17
导读：从事建筑工程的人都有一个梦想：建设最美好的城市，让人们享受快乐的生活，刘航的梦想也如此。从普通科研人员到北京建工研究院副总工程师、研究中心主任，刘航始终坚持将科研开发与工程实践相结合，坚持从实践中来到实践中去，全身心投入建筑工程预应力技术、抗震鉴定与加固技术、钢结构技术等领域的技术研发与成果转化工作。
在取得多项高水平研究成果的同时，他更创造了显著的社会效益和经济效益，成功走出了一条科技成果产业化之路，为首都建设发展贡献了力量。也因他在建筑领域的突出贡献，今年他又获得“科学中国人年度人物”的殊荣，为他近年的研究和实践描绘下浓墨重彩的一笔。
科技创新敢为人先，创新成果丰硕
在很多人看来，科研工作是枯燥乏味的，而科研工作者则是孤独寂寞的。但在刘航的字典里，科研创新就是兴趣爱好的代名词。人们常说，“兴趣是最好的老师”，这或许可以从一个侧面来解释刘航的成功。上个世纪90年代，博士研究生的数量还较少，且就业面相对较窄，主要面向高校和科研院所，就业前景不如硕士研究生。虽然如此，刘航还是选择连续完成本科、硕士和博士研究生的教育，用9年时间在东南大学土木工程系获得三个学位，其中一个重要的原因就是，他喜欢做科研工作，享受研究工作中获得突破、取得创新所带来的喜悦。
而要有所创新，就要有前瞻性，要有敢为人先的勇气。1999年，刘航入选“北京市科技新星计划”，当时，北京“申奥”尚未成功，适用于大型场馆建筑的预应力空间结构只是在个别高校开展了探索性的研究，未来应用发展前景并不明朗。刘航凭借其在国外文献上看到的张弦结构图片，利用有限元方法进行了试算分析，发现这是一种具有“自适应性”的、受力性能非常合理的空间结构形式，可以轻松实现100米以上的跨度，于是毫不犹豫地将大跨度张弦结构作为科技新星课题的研究方向，而没有选择他研究生期间已经研究相当深入的结构抗震方向。通过该课题，他完成了国内第一个双向张弦结构的缩尺模型试验，揭示了双向张弦结构使用和施工过程中的受力机理和影响规律等。该项目成果通过业内专家鉴定，达到了国际先进水平，并获北京市科学技术奖三等奖。2008年北京奥运场馆建设中，国家体育馆采用了双向张弦结构，刘航及其课题组凭借已有的成果储备和研发实力，负责了该项目的模型试验、深化设计以及专项技术服务工作。目前，张弦结构已经在国内各类大型标志性场站建筑中广泛应用。
2004年前后，正值北京奥运场馆的筹建时期，大量空间钢结构逐步立项建设，国内各大设计院、高等院校和科研院所均踊跃参与，一时之间，举国上下都在讨论各类奥运场馆的方案。此时，刘航没有人云亦云，他在思考建研院该如何在奥运项目中找到自身的切入点。这一次，他把目光聚焦在了大型复杂钢结构的施工难题上，并于2005年作为课题负责人主持了北京市科委和建委的第一个绿色通道项目“复杂钢结构施工关键技术攻关”的研究工作，获得380万元科研经费资助。该课题对大型复杂钢结构施工中四个方面的通用性关键技术进行了深入研究，形成了包括“大跨预应力钢结构施工技术研究”“复杂钢结构施工仿真技术研究”“钢结构工具式临时支撑系统研制”“钢结构构件现场信息化编码管理技术研究”等成果。完成了1/10比例椭圆形弦支穹顶模型试验研究，开发了基于ANSYS的预应力钢结构施工力学仿真软件和基于CATIA的复杂钢结构施工工艺仿真软件，研制了复杂钢结构施工用成套工具式临时性支撑体系，并编制详细图集；形成了一套完整的工具式临时支撑系统，可满足构件分段吊装，分区或整体提升，分段或累积滑移等多种施工工法需要，适用范围广，可重复使用；研发了“钢构件条形码管理系统”，实现软、硬件系统化集成，并在施工现场应用。研究成果摘得了2009年度北京市科学技术奖一等奖。这也是该年度北京市科学技术奖中，城建组唯一的一等奖。
作为首都科技工作者，刘航带领团队时刻关注当前社会民生热点和政策主导方向，积极发挥专长优势，履行社会责任。2008年汶川地区发生强烈地震，他在灾后第一时间深入地震灾区，参与相关抗震救灾工作。顶着余震，冒着房屋随时倒塌的危险，他先后对百余间危房进行安全鉴定，为政府部门下一步抢险救灾工作的部署及实施提供了宝贵的一手资料。
也正是这次抗震救灾，让他了解到老旧房屋的现实状态，也坚定了从事居民房屋抗震研究的决心。于是他着手从事北京市老旧房屋的抗震鉴定及加固改造技术研究和实践应用。他带领着团队先期投入到中小学校舍抗震鉴定和加固工作中，并果断地将研发的主攻方向确定为既有建筑的抗震加固新技术，成功申报北京市科技项目“既有建筑结构安全性加固综合技术服务”和“新型后张预应力复位减震技术开发与既有砖砌体建筑结构抗震加固的改造示范”等重大课题。
针对既有砖混建筑保有量大但抗震性能差的问题，他在国内首创后张预应力加固砌体结构新技术，并开展了从构件到足尺房屋模型的系统性试验研究和理论分析，同时将该项技术在多项工程中推广应用，并编入北京市地方标准。目前，相关成果已成功应用在西长安街88号大厦加固、东四节能办事处加固等重点工程中，社会评价优良，在服务首都城市建设的同时，也为北京建工研究院抢占技术和市场赢得先机。
自参加工作以来，刘航始终没有离开科研生产一线，坚持带领团队进行前沿科技攻关，并结出了累累硕果。曾作为负责人或主要完成人先后承担国家和北京市科技计划项目20余项，研究领域涉及预应力技术、结构可靠性鉴定与评估、结构加固与改造、钢与混凝土组合结构、钢结构等，项目研究成果均达到国际先进水平。以第一完成人身份获北京市科学技术奖一等奖1项、三等奖3项，中国施工企业管理协会科学技术奖一等奖1项，中国钢结构协会科学技术奖二等奖1项等。发表论文100余篇，出版专著1部，参与编制国家和行业标准7部，培养研究生10余名。
科研经营独辟蹊径，产业化成效显著
在长期的科研开发工作中，刘航深刻地意识到，科研成果只有转化为现实生产力，才能发挥对企业发展的支撑引领作用。但说起来容易，做起来难。由最初只是协助解决工程难题入手，刘航摸索出了一条“三位一体”的科研经营之路：
首先要立足于已有的成果基础，不断加强自身的优势，根据市场导向制定近期目标，按照政策导向确定中长期目标，从而确定主攻方向；其次按照“从工程中来，到工程中去”的方法，在工程实践中推广研究成果，获得经营收益；以经营收益反补科研；然后，在实践中不断发现新的难题，解决难题，归纳升华，以确立新的研究方向。
谈起解决工程难题的经历，在大大小小百余项工程的攻关实践中，刘航协调解决的难题数不胜数。
1998年，刚参加工作不久的刘航参与了“中央军委八一大楼工程”项目。该工程中，为满足使用要求，西配楼顶层一根框架中柱需要拆除，使原来跨度8米的双跨框架成为跨度16米的单跨框架。拆除框架中柱，意味着由该中柱所支承的屋盖结构失去了竖向支点，如处理不好，结构将出现很大的隐患。当时，国内同类工程经验相对较少，刘航临危受命，负责该项目加固方案的制定与实施。他在工程现场与各方技术人员紧密配合，提出了“托梁截柱”的改造方案，即在原有框架梁的上方增加一根跨度16米的有粘结预应力大梁，该梁与原框架梁通过32根竖向预应力精轧螺纹钢筋相连，使新、旧梁接合面保持一定的压应力，通过新增预应力大梁吊住原框架梁，从而实现对原框架梁的加固。中柱截断之后，作用在原中柱上的荷载传递给了由新、旧梁组合而成的结构上，梁跨中实测挠度不到跨度的1/4000，成功实现了三柱承载到二柱承载的受力转换。该工程已成为结构托换改造技术的一次经典的实践。
在后来的工作中，刘航又完成了多项“托梁拔柱”的工程实践。用他自己的话说，目前最好的纪录是在基本不增加梁高的情况下，一次性拔除两根框架柱，把8米的柱网改造为16m×24m的大空间。
刘航重视科技成果的转化和产业化工作，独辟蹊径提出“互补经营”、“全方位服务”的科研经营策略，实现多项成果转化落地。由其主持研发的北京市科委、住建委首个绿色通道项目“复杂钢结构施工关键技术攻关”成绩斐然，相关成果一举拿下了全部9个奥运场馆的预应力专项施工，成功应用在国家体育馆、奥运乒乓球馆、奥运羽毛球馆、国家会议中心、奥运开闭幕式0829训练场工程、青岛帆船中心等北京奥运工程中。其中，国家体育馆双向张弦梁、奥运羽毛球馆弦支穹顶结构均创下世界之最，为奥运会场馆建设做出突出贡献，也为我国钢结构行业的技术进步和发展起到重要推动作用。目前，该项成果已进一步在北京中石油大厦主中庭、北京凯晨广场、上海虹桥国际机场、成都金沙遗址、广东佛山世纪莲花体育场、东营黄河口模型试验厅等国内外数十项标志性工程中成功应用，经营收入超过3.4亿，社会效益和经济效益显著。
注重团队建设，培养高素质人才
1997年，北京建筑工程技术研究中心正式成立，该中心隶属于北京市科学技术委员会，是当时北京市在建筑工程领域唯一的高新技术研发中心，依托于北京市建筑工程研究院。正是在这一年，刘航作为中心首批引进的三名博士之一，从东南大学毕业来到研究中心工作，并深深地扎根于研究中心和建工研究院的土壤中。这一待，就是18年。
18年的时光荏苒，刘航已从初出茅庐的“小博士”成长为一名卓有建树的建筑科技专家。18年的岁月磨砺，两鬓虽然已微染霜华，但他锐意创新、踏实奋进的初衷却始终未改。18年的持之以恒，他爱岗敬业，始终潜心奉献在科研生产一线，关注建筑科技前沿领域，引领企业技术发展。
由于科研开发及产业化工作成绩突出，刘航1999年入选北京市科技新星计划，2007年获“中国施工企业管理协会科学技术奖技术创新先进人物”称号；2008年获“全国建筑业科技进步与技术创新先进个人”称号；2014年入选“科技北京百名领军人才”计划和北京市百千万人才工程，2015年入选北京市“高创计划”科技创新领军人才计划。
头顶多项荣誉的光环，刘航始终牢记“一支独秀不是春，百花齐放春满园”的育人宗旨，他带领院土木工程特种预应力技术研究团队这支90%以上拥有硕士或博士学位的高学历人才队伍，努力构建“和谐、开放、交流、共赢”的团队文化。这支团队由研究中心、预应力技术研究所以及检测所部分人员组成，现有员工50余人，平均年龄32岁，35岁以下员工占72%，高级职称15人，中级职称22人，70%拥有硕士或博士学位。团队人员不仅年轻，而且有着很强的研发实力，在大跨预应力钢结构技术、建筑工程预应力技术、抗震鉴定与加固技术等领域开展了大量科研开发和工程实践工作，发表文章200余篇，获授权专利数十项，在取得多项高水平研究成果的同时，先后完成百余项工程的设计咨询与现场技术服务，5年间累计创造直接经济收入过亿元，在服务企业发展的同时，也创造了显著的社会和经济效益，更为首都建设事业做出突出贡献。
链接：北京市建筑工程研究院有限责任公司简介
北京市建筑工程研究院有限责任公司前身为北京市建筑工程研究院，成立于1956年，是国内建筑领域的重点科研院所，2000年转制成为高新技术企业，2010年转制为有限责任公司。
公司主要从事建筑工程应用技术的研究与开发，专业范围涉及结构工程、地基基础、土建施工、机电机械、检测鉴定、工程材料、建筑节能、工程监理和科技信息等多个领域。
50多年来，累计获得500余项科研成果，其中重大成果150余项；获得发明及实用新型专利100余项。近十多年来，完成国家级、部、市级科研成果50余项，被建设部制定为十大新技术推广项目依托单位。
研究院拥有一支素质优良、结构合理、有发展潜力的人才队伍，在专业技术人才方面具有显著的优势，拥有一定数量的经营管理人才、复合型党务人才。现有276名员工中，博士9人，出站博士后3人，在站博士后3人，硕士101人；教授级高工14人，高工32人，工程师95人，助理工程师33人。一级建造师17人，二级建建造师14人，一级结构师6人，注册咨询师3人，北京市突出贡献专家1人，北京市百名领军人才1人，新世纪百千万人才北京市级人选3人及北京市科技新星7人。
院下属机构包括结构所、材料所、检测所、机电所、模架所、接头所、研究中心、司法鉴定中心和住宅工程中心。建研院的既有科技产业主要分为四大板块，即：以预应力钢结构和住宅产业化中的预制混凝土新型建筑体系研发为主导的“高技术板块”?以高性能建筑材料研发为主导的“新材料板块”、以电动附着式液压爬模架综合技术和施工机电一体化产品研发为主导的“超高层建筑施工技术板块”、以建筑检测、咨询、鉴定、评估、设计、加固和健康监测研发为主导的“检测鉴定咨询板块”。四大板块覆盖了建研院主要的核心技术及产品，此外还有高效预应力产品和装备、新型模架体系及高效钢筋连接技术与产品等建筑工程应用技术及产品。
50多年风雨兼程，北京建工研究院以“科技创新、和谐发展”为企业宗旨，在“建立一所规模适度、特色鲜明、学科优势突出、各方面协调发展，综合效益明显，在业内颇具影响力的建筑工程研究院”的战略发展目标的指引下，紧跟时代前进和技术发展的步伐，继往开来、再创辉煌。
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