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全國五一勞動獎?wù)芦@得者霍學(xué)晉：為建設(shè)交通強國注入科技力量

工人日報-中工網(wǎng)記者 張翀 通訊員 姜成成 王夢宇

中鐵大橋院橋梁智能與綠色建造全國重點實驗室副主任霍學(xué)晉從我國橋梁建設(shè)的戰(zhàn)略需求，始終堅持自主研發(fā)，潛心耕耘在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，奮力沖鋒在科技攻關(guān)最前沿，從零開始帶領(lǐng)團(tuán)隊自主研發(fā)了大跨度懸索橋非線性分析軟件SNAS、懸索橋施工控制軟件SBCC、主纜找形軟件MCFF等多款懸索橋精細(xì)化分析軟件，打破了我國在該領(lǐng)域?qū)σM(jìn)軟件的依賴。

霍學(xué)晉先后獲得天津市科技進(jìn)步一等獎、湖北省科技進(jìn)步三等獎、中國鐵道學(xué)會科技進(jìn)步一等獎、國家鐵路局鐵路優(yōu)質(zhì)工程設(shè)計軟件一等獎、中國鐵路工程總公司科技進(jìn)步特等獎、中國施工企業(yè)協(xié)會科技進(jìn)步一等獎、中國交通運輸協(xié)會科技進(jìn)步一等獎等獎項，獲得授權(quán)發(fā)明專利17項。他帶領(lǐng)團(tuán)隊自主研發(fā)的國產(chǎn)軟件已應(yīng)用于楊泗港長江大橋、五峰山長江大橋、高原鐵路大橋等50多座大型橋梁工程中，為工程節(jié)約成本、創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約2.5億元，為建設(shè)科技強國、實現(xiàn)科技自立自強作出突出貢獻(xiàn)。2024年“五一”前夕，霍學(xué)晉榮獲全國五一勞動獎?wù)隆?/p>

霍學(xué)晉在楊泗港長江大橋現(xiàn)場與工作人員交流（右一）。

勇于擔(dān)當(dāng) 打破封鎖實現(xiàn)橋梁軟件零的突破

軟件是信息技術(shù)之魂、網(wǎng)絡(luò)安全之盾、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型之擎、數(shù)字社會之基。作為世界橋梁大國，當(dāng)今中國橋梁的總量已超百萬座，且不斷刷新著世界紀(jì)錄；然而在邁向世界橋梁強國的道路上，中國橋梁事業(yè)仍存在種種困難——橋梁軟件自主研發(fā)便是其中重要的一環(huán)。

2013年，從清華大學(xué)土木工程系博士后流動站出站后，霍學(xué)晉一加入大橋院便被委以重任——研發(fā)大跨度纜索承重橋梁精細(xì)化分析軟件。

彼時，國內(nèi)同行業(yè)關(guān)于該領(lǐng)域的研究尚為空白，沒有經(jīng)驗可以借鑒，且軟件研發(fā)涉及橋梁力學(xué)的方方面面，包括較為復(fù)雜的非線性力學(xué)領(lǐng)域，開發(fā)難度極大。

笑稱自己“無知者無畏”的霍學(xué)晉，自受命之日，便全身心投入。白天在辦公室寫程序，晚上到圖書館里查資料，經(jīng)常凌晨兩三點從家里跑回辦公室打開電腦進(jìn)行驗證。

一個好的算法可大幅提升軟件的品質(zhì)。關(guān)于非線性算法的驗證，有一個經(jīng)典考題，各國研究人員都采用該考題驗證算法的收斂性和非線性求解能力，其中旋轉(zhuǎn)圈數(shù)是最直觀的指標(biāo)。該考題理論上極限圈數(shù)為9圈，國際知名分析軟件的求解極限為4圈。為了追求算法的極致，霍學(xué)晉耗時3年實現(xiàn)極限的9圈，達(dá)到該領(lǐng)域最高水平，為自主軟件高質(zhì)量研發(fā)打下堅實基礎(chǔ)。

在這個過程中，由于過于投入，難題沒有解決時睡不著，問題解決了太興奮又睡不著，時間長了，霍學(xué)晉一度出現(xiàn)了嚴(yán)重的睡眠問題。

功夫不負(fù)有心人。2016年上半年，攻克一道又一道難題后，大跨度懸索橋非線性分析軟件SNAS的初始版正式上線。至此，中鐵大橋院徹底突破了懸索橋設(shè)計“卡脖子”的環(huán)節(jié)，牢牢地將核心技術(shù)掌握在自己手里。

勤勉務(wù)實 讓“科技之花”在工程一線更加絢爛

作為大跨度懸索橋設(shè)計的關(guān)鍵工具，SNAS平臺在推廣使用的同時，霍學(xué)晉研發(fā)的腳步并沒有停下來，根據(jù)使用需求，各種功能像“滾雪球”一樣不斷增加和迭代。

在大跨度懸索橋精細(xì)化施工控制技術(shù)研發(fā)期間，他為了能更充分了解施工過程，特意搬到楊泗港長江大橋工地現(xiàn)場辦公。在項目現(xiàn)場，每夜他都與施工人員一起待到凌晨四五點，不放過任何施工細(xì)節(jié)；白天他又根據(jù)實際過程修改調(diào)試監(jiān)控計算程序，精益求精使程序更加實用，使用更加方便。

9年時間，霍學(xué)晉用30余萬行代碼，800多個子程序完成了全部核心算法的編寫，讓SNAS平臺可完成懸索橋從設(shè)計到施工控制的全過程分析。

目前，該平臺已應(yīng)用于50多個實際工程中，包括楊泗港長江大橋、五峰山長江大橋、張家界大峽谷玻璃橋等，軟件的使用大大提高了設(shè)計的精度和效率。

創(chuàng)新創(chuàng)效 基礎(chǔ)研究為橋梁發(fā)展開拓方向

軟件研發(fā)是吃力的基礎(chǔ)性研究工作，包含大量理論和方法創(chuàng)新，作為工程一線的科研人員，霍學(xué)晉始終保持創(chuàng)新意識，做到目標(biāo)明確，落實到位，力爭為我國橋梁的發(fā)展注入創(chuàng)新的智慧。

混凝土的收縮徐變計算一直都是線性的，但是大跨度柔性體系里面也可能包含混凝土構(gòu)件，就使得混凝土的收縮徐變效應(yīng)和幾何非線性同時存在一個結(jié)構(gòu)里面。但由于當(dāng)前技術(shù)限制，只能采用簡化做法，這使得計算結(jié)果存在一定的誤差。

霍學(xué)晉敏銳地發(fā)現(xiàn)了這一問題，創(chuàng)新性提出要將兩者耦合，實現(xiàn)精確分析。

為達(dá)到這一目標(biāo)，他轉(zhuǎn)向了橋梁基礎(chǔ)理論研究。從算法推導(dǎo)到試驗檢驗，一次又一次的推演、改進(jìn)、驗證，最終團(tuán)隊探索出一套可行的耦合方式，首次實現(xiàn)了幾何非線性與混凝土收縮徐變的耦合分析。

該項技術(shù)被設(shè)計人員應(yīng)用在了自錨式懸索橋的設(shè)計工作中，避免了由于收縮徐變導(dǎo)致的吊桿傾斜，從而使得吊桿容易拉彎疲勞破壞，減少了橋梁運營期的維修加固費用。

不僅如此，他還帶領(lǐng)團(tuán)隊首次開發(fā)了“完全空間懸鏈線索單元”等新的單元，構(gòu)建了基于水平面內(nèi)合力控制的空間纜索線形分析的解析迭代體系，這些創(chuàng)新成果填補了一項又一項空白。

“國內(nèi)外都沒搞過的技術(shù)，只要工程需要，我們就要敢于踏入‘深水區(qū)’，甚至是‘無人區(qū)’?！被魧W(xué)晉自信地說，國外的技術(shù)并不是高不可攀、無法超越，國人要有這個自信。在實際科研工作中，他也踐行這份自信，憑借執(zhí)著的精神，啃下一個又一個“硬骨頭”。