让每座桥梁“安稳如磐”
——记中铁大桥科学研究院有限公司桥梁智能与绿色建造国家重点实验室第三研究所副所长柴小鹏
2011年6月，柴小鹏毕业于哈尔滨工业大学实验学院桥梁工程专业后，慕名就职在桥梁减振技术领域有着悠久历史和良好技术传承的中铁大桥科学研究院有限公司。
从在老一辈技术专家指导下做试验，到开始带团队组织科研工作，柴小鹏逐步成长为桥梁结构减振抗震方面的青年专家，带领团队先后参与、主持国内数十座桥梁振动测试和控制相关的科研工作，研发了一系列减振器产品，并成功应用于百余座桥梁，实现总产值上亿元。
“曾睡梦中做仿真改方案做实验”
大跨度斜拉桥斜拉索阻尼器、大跨度悬索桥吊索阻尼器、高频TLMD阻尼器、大跨度桥梁主梁超低频调谐质量阻尼器、大跨度桥梁钢桁梁三维数字化拼装技术……每项在国内外均属于首次应用的技术，背后均凝聚着柴小鹏对桥梁减振事业的热爱和夜以继日的辛勤付出。
“研究过程中需大胆假设、小心求证，每个步骤都不能马虎，在有限的时间内，迅速抓住主要矛盾，采取最有效的方法解决问题。”柴小鹏告诉记者。
2015年国庆节期间，他临危受命，赶往湖南。长沙中低速磁悬浮项目试运行时，道岔梁过车时出现了剧烈的高频振动，道岔梁撞击磁浮列车并发出刺耳噪声，线路通车前该问题如果无法解决将直接影响整条线路的运行。
“国内行业专家都束手无策、也没有国外经验可借鉴。”柴小鹏回忆说，面临挑战，他带领团队从理论分析开始，加班加点研究、讨论，设计阻尼器原型、室内试验，不断迭代改进，多次睡梦中都在做仿真、改方案、做实验，终于研发出了基于流固耦合原理的TLMD阻尼器。阻尼器现场安装测试是在严寒的冬天，白天进行测试、晚上通宵安装，还要分析测试数据。顶着一天只能睡三、四个小时的压力，柴小鹏带领团队实现从无到有，一举解决了磁浮列车和道岔梁的车桥耦合振动问题，减振率达到93%，效果远超预期。该技术最后被鉴定为国际领先水平，并获得中国铁路工程总公司科技进步一等奖，柴小鹏为第二完成人。
注重在实践中“寻找灵感”
2020年，虎门大桥等多座大桥相继发生大幅涡激振动现象，引起社会各界高度关注。涡激振动造成的桥面晃动，不仅影响行车体验感和舒适性，而且易诱发交通安全事故。
大跨度桥梁的超低频振动问题，需采取阻尼减振措施进行有效控制。而桥梁涡激振动控制措施，一般采用调谐质量阻尼器（TMD）进行动力吸振耗能。
“弹簧刚度小，难以平衡质量块的自重，同时造成弹簧静力伸长量和弹簧用量过大，且难以满足实际桥梁的阻尼器安装净空要求。这是常规TMD实现超低频的主要难点。”柴小鹏解释说，“英国Kessock桥采用TMD悬挂于主梁底端，该方案对桥下净空和美观均有一定的影响。日本东京湾大桥采用杠杆式TMD，利用放大倍数为5的杠杆放大作用，使弹簧的静力压缩量减小了5倍，满足了空间安装要求，但是频率只做到0.33Hz。再进一步下降很难，而且构造复杂、系统摩阻太大，对于接近0.2Hz的振动不适用。”
针对超低频调谐式阻尼器研发的痛点难点，因疫情只能居家办公的他苦苦思索每个细节，检查技术方案的缺陷，组织部门同事开会讨论。疫情缓解后，他第一时间赶往现场安装测试。“其实早在2017年，我从刚完成的长沙和株洲磁浮道岔梁高频TLMD减振项目中就获得灵感和启发，带领团队转向超低频TLMD的研发工作。”柴小鹏说，这次的技术攻关也算是打了一场有准备的仗，并最终顺利完成了这个项目，也促进了阻尼器产品的进一步更新迭代。
2022年，他带领团队研制的新型超低频TLMD减振产品问世，并于2023年成功应用于贵州龙里河大桥（主跨528m的双塔双索面半漂浮体系钢混叠合梁斜拉桥）的主梁振动控制项目中，有效的控制了大桥的振动问题。
贵州龙里河特大桥
多项创新成果取得很好的效益
长期奋战在桥梁科研生产一线，柴小鹏十分注重理论联系实践。瞄准桥梁振动控制的重大需求，他主持研发了多项科技创新成果，形成了具有自主知识产权成套技术与核心竞争力的产品。
他研究的多项创新成果经业内专家鉴定达到国际领先水平，相关技术产品打破国外垄断，实现了桥梁高端阻尼减振产品的进口替代与升级，为桥梁的动力安全和施工提供技术保障。相关产品的年成果转化额约1亿元，显著推动了我国桥梁技术的进步,取得显著的经济社会效益。
“路虽远行则将至，事虽难做则必成”，这是柴小鹏常用的一句激励语句。他说，想要攀登科研高峰，为大跨度桥梁的性能提升和动力安全保驾护航，必须要有这种精神。
来源：武汉科技报
记者：任文
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