来源: 发布时间:2019-10-12
——记中国铁路设计集团有限公司副总经理兼总工程师孙树礼
□ 蔡巧玉
1979年,孙树礼18岁。那一年,他考入西南交通大学铁道工程专业,从河北定兴的家中到位于四川的学校,乘绿皮火车走了一天两夜。如今已是中国铁路设计集团有限公司(原名“铁三院”)副总经理兼总工程师的孙树礼坐在记者面前回忆,绿皮火车“哐当哐当”的声音在脑海中挥之不去——这也承载了几代中国人关于铁路的共同记忆。
从绿皮火车到高铁动车组列车;从每小时80公里至100公里的车速,到每小时300公里以上的运行速度中国的铁路事业发生了翻天覆地的大变革。用时间换空间,高铁也带来了中国人生活方式的变迁。
从踏入专业门槛算起,从事铁路科研工作已有40年的孙树礼是中国铁路不断延伸的见证者、参与者。京津城际铁路、京沪高铁、拉萨河特大桥这一系列在我国铁路发展史上有着重要意义的工程背后,都有他的身影。
2016年12月30日,住房城乡建设部公布第八批全国工程勘察设计大师名单,孙树礼名列其中。公示文件中这样介绍:他在主持京津城际、京沪高速、北京南站、上海虹桥站等多项高速铁路和大型综合交通枢纽的勘察设计和技术创新活动中,主持解决了高速铁路桥梁、无砟轨道建设等一系列关键技术,多项成果填补了我国高铁技术领域空白,并主持了包括国家原“863”课题在内的大量科研课题,出版专著3部,为我国铁路建设做出了杰出贡献。
令人惊叹的“中国速度”
中国铁路的变迁史,既是一部交通的发展史,也是一部时代的进步史。中国铁路的变化,是改革开放41年来辉煌成就的缩影,始终伴着国家发展的铿锵脚步。尤其是近10余年来,高速铁路带来的“中国速度”,举世惊叹。
其实,早在2008年,《纽约时报》专栏作家托马斯·弗里德曼在一次旅行后,就对中国的交通基础设施建设的快速发展印象十分深刻,他甚至发文督促美国重启包括交通在内的基础设施优势。
数年后,中国依旧既是当今世界交通基础设施建设速度最快的国家,又是交通需求增长最快的国家。仅从铁路来看,从“八纵八横”骨架的建设,到六次提速,再到具有跨越性意义的高铁接连建成中长期铁路网规划更是明确,到2025年,中国高速铁路通车里程将达到3.8万公里。
这些数字背后是10多年来中国交通运输发展的巨大成就和令人惊艳的“中国速度”,当然,这也见证了铁路科技的巨大发展。与此同时,中国铁路伴着经济发展的速度不断成长,又为经济发展提供及时的服务。
回顾中国高铁发展历程,2003年是一个重要的时间节点。也正是在2003年,孙树礼被任命为铁三院总工程师,主持京津城际铁路、京沪高铁、北京南站等重大项目的勘察设计工作。
彼时,孙树礼担任桥梁总设计师的秦沈客运专线刚刚建成通车。这是基础设计时速达250公里的第一条铁路客运专线,其山海关站至绥中北站区间线路条件可进行300公里/小时的试验。从某种程度上来说,这条专线充当了我国高速铁路建设技术与装备的试验基地。
“从1999年开工建设,到2002年12月建成通车,秦沈客运专线用实践证明了此前业界争论数年的高速铁路构想的基本理论。”孙树礼介绍,秦沈客运专线的建设,为我国后来修建高速铁路积累了宝贵经验。而在京津城际铁路建设期间,他亦汲取秦沈客运专线建设经验,从源头上进行研究控制,大大提升了新线路的建设和运行品质。
2005年,我国第一条时速350公里/小时的高速铁路——京津城际铁路正式开工,铁三院承担了这条铁路的设计工作,也从此奠定了中国高速铁路发展的基调。
“肩上的担子明显重了,责任越来越大。不像原来仅仅搞桥梁,这个项目开始,其他各个专业都要管,要想办法调动大家的积极性。重大问题要亲自研究,经常跑现场,发现问题又要赶紧回来组织研究,一刻不能耽误。”孙树礼回顾刚走上管理岗位的时候,感慨道。
2008年,奥运会开幕式前夕,京津城际铁路开通运营,中国铁路从此掀开高铁时代的新篇章。
高光时刻:从构想到现实
2008年8月1日,全长120公里的京津城际铁路开通运营,这是我国最早开工建设并最先建成的第一条高标准铁路客运专线。从此,中国铁路一跃登上时速350公里的平台,实现了“陆地飞行”。同一年,孙树礼主持并参加了京沪高速铁路的技术研究和实践。在他的带领下,京沪高铁勘察设计攻破了一道道难关。
接踵而至的两个大项目,是中国铁路跨越时代的标志,它们让我国高速铁路的构想真正投射到了现实,也让孙树礼的职业生涯迎来了高光时刻。
时光回到2008年以前。当时,通过秦皇岛至沈阳客运专线建设和既有线提速,我国已建立了时速250公里铁路技术标准体系,但时速350公里的高速铁路建设仍是空白。不仅如此,国外也没有时速350公里的铁路商业运营先例。
“要建设具有自主知识产权的时速350公里高速铁路,面临着巨大挑战,技术难题一大堆!”孙树礼回忆道。果不其然,在主持京津城际铁路工程设计研究时,孙树礼和团队遇到了一系列科研难题。
首先便是需要突破深厚松软土区域高速铁路土建工程建造技术。时速350公里高速铁路的平顺性、稳定性比时速250公里铁路要求更高,对轨道、桥梁及路基的变形要求更加严格,其轨距偏差不能大于1毫米,10米范围高低,轨向不能大于2毫米,工程精度需达到毫米级。
其次,京津城际铁路需解决高速铁路系统集成及各系统间的合理匹配问题。高速铁路是一项系统工程,集线路轨道、动车组、牵引供电、通信信号、运营调度、客运服务等于一体,需解决各系统合理匹配、相互兼容、整体优化、协调运转等技术难题,需要建立验证系统整体是否安全、平稳、可靠运行的综合评价体系。
孙树礼组织团队积极攻关,他们创新了高速铁路深厚松软土地基路基、桥梁沉降控制技术,提出了桩筏基础联合堆载预压技术,首次实现了一般路基工后沉降小于15毫米、不同结构物之间差异沉降小于5毫米、折角小于1‰,解决了9米×50米高宽路基建设时间短、沉降控制标准高等技术难题;首次提出了变形过程指数法预测桥梁沉降公式,实现了深厚松软土地基桥梁墩台均匀沉降不大于20毫米、相邻墩台差异沉降不大于5毫米,攻克桥梁沉降预测和控制难题,实现了路基、桥梁沉降控制精度达到毫米级,为高速铁路高平、高稳、高安全奠定了基础。
此外,孙树礼和团队还组织实施了北京南站房桥合一结构,研究解决了房建、桥梁、地下一体化结构设计标准协调匹配问题。
回顾攻关历程,孙树礼笑道:“难题有时候就像一层窗户纸,捅破了就觉得豁然开朗,也忘了当初攻克的过程有多煎熬。对于那些难题,我其实心怀感激。要不然,京津城际铁路还不一定能有今天这样大的魅力呢!”
自2008年开通运营以来,京津城际铁路工程项目先后获得国家科技进步奖一等奖、中国铁道学会科学技术奖特等奖、詹天佑土木工程奖等20余个奖项,无论是行业内的认可,还是乘客的口碑,都让中国第一条高速铁路收获了巨大的声望与荣誉。作为我国第一条时速350公里高速铁路和京沪高速铁路的试验线,其创新成果和实践经验,为我国大规模、高标准高速铁路网建设提供了指导、奠定了基础。
打造自己的技术标准体系
2008年开始参与技术研究和实践,并于3年后通车运营的京沪铁路项目中,孙树礼组织研发的高速铁路Ⅱ型板式无砟轨道技术体系,更是一举打破境外技术壁垒,形成了具有我国自主知识产权的行业技术标准。
作为设计单位技术总负责人和该项目的总设计师,在主持京沪高速铁路工程设计研究过程中,孙树礼研究制订了主要设计参数、原则、工程方案,指导工程设计。他创新长桥景观设计,研究提出的梁部、墩身流线型方案,使桥梁从细节到整体线形平顺过渡,桥梁视觉流畅、景观效果突出,广泛应用于中国高速铁路。
伴随着这个项目中的技术难题逐个被攻破,一系列创新技术浮出水面。孙树礼在研究无砟轨道岔区高架结构时,提出了道岔尖轨与桥梁支点的合理位置关系及结构刚度标准。这一构想,不仅解决了高速岔区设置高架结构的难题,还实现了土地集约使用和节省造价。他主持研发了具有自主知识产权的Ⅱ型板式无砟轨道布板、打磨及精调三大核心软件,实现了制造精度0.3毫米、铺设精度1毫米的毫米级工程精度,保证了高速动车组运行高速度、高平顺、高安全,攻克了境外技术壁垒,促进了技术装备国产化。
京沪高铁是当时世界上一次建成里程最长、技术标准最高的高速铁路,其研究成果及实践经验,广泛应用于中国高速铁路大规模、高质量建设。“京沪高速铁路工程”荣获国家科技进步奖特等奖,“高速铁路Ⅱ型板式无砟轨道技术体系研究”获天津市科技进步奖一等奖。此外,项目还获发明专利2项,软件著作权3项
2008年,除了两个重大高铁项目接踵而至,让构想投进现实外,孙树礼还收获了另一个重大项目——青藏铁路拉萨河特大桥项目带来的一系列荣誉。
提起青藏铁路拉萨河特大桥工程的设计,孙树礼饶有兴趣,他认为这是自己设计生涯中较为得意的作品。
多年的桥梁设计经验,让孙树礼特别重视桥梁美学与工程技术的结合。在主持青藏铁路拉萨河特大桥设计研究中,孙树礼提出桥梁结构设计、景观设计共同创新的设计理念,他采用主桥五跨三拱组合结构体系和中孔双层叠拱模式,填补了国内大跨度桥梁建设多项技术空白。
这一作品也给孙树礼带来了诸多荣誉。“拉萨河大桥工程”荣获中国土木工程詹天佑奖,“青藏铁路拉萨河特大桥设计关键技术试验研究”荣获2008年中国铁道学会科技进步奖一等奖,项目所属的“青藏铁路工程”更是获得了2008年度国家科学技术进步奖特等奖。此外,孙树礼还基于此项目主编出版了专著《青藏铁路拉萨河特大桥》。
如今,拉萨河特大桥已成为一道风景线,成为青藏铁路最具标志性的工程。遥看造型新颖别致的青藏铁路拉萨河特大桥,宛如铺入雪域高原美丽风光画卷中的一抹点睛之笔。它的主桥的系杆拱以其白色柔美流畅的曲线,与刚毅的山峦背景刚柔相济;主梁白色变截面仿佛连绵起伏的雪山独特的设计,不仅实现了桥梁建筑美学、桥梁结构先进性与地域人文环境的有机融合,还体现了民族特色和时代气息。
从设计理念、结构设计、制造施工、站后接口及建筑材料等方面进行了一系列高速铁路勘察设计关键技术的自主创新工作孙树礼和他的团队还为我国高速铁路勘察设计奠定了理论基础。
至今,孙树礼参加编制工作的行业重大规程规范已有10余项。其中,尤其值得一提的是《高速铁路设计规范》。作为规范主要起草人和主编单位的技术负责人,他充分借鉴国外高速铁路设计经验,在秦沈客运专线设计研究成果的基础上,集京津城际铁路、京沪高速铁路等研究成果,组织研究形成了技术先进的中国高速铁路设计标准,支撑了我国大规模、高标准的高速铁路网建设。
从高铁时代到智能时代的新征途
谈起选择铁道工程专业的原因,孙树礼笑了:“理由很简单,因为铁道工程专业排在学校的第一位。”
熟悉孙树礼的人都知道他的性格特征——好学又追求卓越。选专业的原因大体也与这一性格特征有关。1979年,孙树礼以高出重点分数线70分的成绩考入西南交通大学,成为全县两名重点大学学生之一。
对于孙树礼来说,学习从来不是负担,而是具有浓厚兴趣的事儿。他喜欢解难题,如果遇到难题,就是不睡觉也想解答出来。
但是进入大学后,孙树礼一度情绪低落。“一进大学就懵了。对专业和学习感到了前所未有的迷茫。虽然铁道工程专业在学校排名第一,但其他专业的同学都说这个专业成天往深山老林里钻,又苦又累,没啥出息。”
后悔和沮丧的情绪在这个刚满18岁的青年心中徘徊。就在此时,老师在一节课上的一句话鼓舞了他。“老师说,我们这个专业知识面很宽,培养的是工程建设的总体性人才。就是这句话,一扫我心中阴霾。”这段迷茫往事也成了日后孙树礼自嘲的趣事。此后40年,他再也没有过任何犹豫与顾虑。
孙树礼说,工作后,小项目出差一两个月,大项目出差三五个月。尤其是铁路线外业勘测工作,往深山老林里钻是家常便饭,但他从来没有觉得苦和累,反而对铁道工程建设的认识与体会不断加深,对这份事业的爱不断加深。
纵横在九州大地上的铁路线,正是靠着一代又一代铁路人在深山老林里用双脚丈量出来的。正是有这些不怕苦和累,不断提升技术水平、攻克难关的铁路人,中国铁路里程才得以不断延伸,才能实现从绿皮火车到高速铁路的跨越。
从踏入专业门槛算起,从事铁路科研工作已有40年的孙树礼是中国铁路不断延伸的见证者、参与者。京津城际铁路、京沪高铁、拉萨河特大桥这一系列在我国铁路发展史上有着重要意义的工程背后,都有他的身影。
不断创新,让中国高铁站到了世界铁路建设的前列;也是不断创新,让孙树礼站到了中国高铁设计的前沿。回首铁路发展变迁的历程,孙树礼为自己能参与其中并做出积极努力感到由衷自豪。他说:“高铁时代,我们恰逢其时。未来的中国铁路,还将在一代又一代铁路科技从业者的共同努力下,在智能时代的新征途上大有所为。”科
专家简介:
孙树礼,1961年10月生,中国铁路设计集团有限公司副总经理兼总工程师,正高级工程师。享受国务院政府特殊津贴,是全国工程勘察设计大师、全国优秀科技工作者、原铁道部劳动模范、第十二届詹天佑铁道科学技术奖大奖获得者。兼任中国工程建设标准化协会常务理事,天津市铁道学会理事长,中国铁路BIM联盟常务理事、专家委员会副主任,中国勘察设计协会科技创新工作委员会副主任委员,中国铁道学会工程分会副主任委员,中国铁道学会桥梁委员会副主任委员等。
他长期从事铁路尤其是高速铁路工程技术研究和工程实践工作,主持京津城际铁路、京沪高速、北京南站、京广高铁京郑段等多项高速铁路工程建设重大科技攻关及规划与设计,解决了多项关键技术难题,在高速铁路工程设计技术、桥梁设计技术等方面取得了重要创新成果,为我国铁路工程技术跻身国际先进行列做出了突出贡献,在铁路建设领域具有较高知名度。
荣获国家科技进步奖特等奖2项、一等奖1项,作为中国高速铁路技术攻关核心成员荣获首届全国创新争先奖,全国优秀工程勘察设计金奖1项,省部级科技进步奖40项;授权中国发明专利3项,出版专著3部(第一作者2部),发表CPCI论文1篇、EI期刊论文3篇、中文核心期刊论文11篇。