1968年9月30日，南京城里萬人空巷，5萬多人相繼擠上了剛剛落成的南京長江大橋，橋下的路上、樹上也都是人，隨著一列7節(jié)車廂的火車從南京長江大橋鐵路橋平穩(wěn)駛過，這些人歡呼、慶祝……對很多老一輩的南京人來說，這一幕場景成了刻在心里一輩子難忘的記憶。

　　成長于浙江富陽的邵旭東雖然沒有親眼見證這場慶祝南京長江大橋開通的盛況，但這卻成了他夢想的開端。當(dāng)時7歲的邵旭東深深震撼于這項(xiàng)偉大的工程，他小小的腦袋里隨即蹦出一個問題：人們到底是怎樣在水上建起了這樣一座大橋？伴隨著這個問題的出現(xiàn)，一個橋梁夢悄悄在他的心里扎了根、發(fā)了芽。

　　幾十年后的今天，邵旭東已經(jīng)成長為一位首席橋梁專家。當(dāng)初困擾著他的那個問題，他也早就知道了答案。答案之外，他通過不斷創(chuàng)新，在攻克鋼橋主要技術(shù)瓶頸、消除大跨徑箱梁橋開裂頑癥、研發(fā)橋梁結(jié)構(gòu)新體系等方面做出了突出的貢獻(xiàn)。從夢想萌生到夢想成長為參天大樹，邵旭東頂天立地、一心一意，持續(xù)為中國的橋梁事業(yè)奉獻(xiàn)青春，輸出技術(shù)，培育人才。

　　十年磨一劍，攻克鋼橋面的世界性難題

　　2020年7月1日，滬蘇通鐵路開通運(yùn)營，列車必經(jīng)的滬蘇通長江公鐵大橋同步建成通車。滬蘇通長江公鐵大橋正橋長5827米，南北岸引橋長5245米，主跨1092米，是我國自主設(shè)計建造的世界上首座4線鐵路+6車道公路、主跨超千米的公鐵兩用斜拉橋。其鐵路橋鋼橋面大規(guī)模應(yīng)用的正是邵旭東團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的“鋼-超高性能混凝土（UHPC）輕型組合橋面結(jié)構(gòu)”技術(shù)。

　　鋼橋面，是大橋的“門面”，具有自重輕、承載力高、施工便利等優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)90年代以后，隨著我國大跨徑懸索橋、斜拉橋的大量修建，鋼橋面得到了普遍應(yīng)用。然而，國內(nèi)外大量工程實(shí)踐表明，這種常規(guī)橋面方案存在兩大難題且長期得不到有效解決：一是鋼橋面板易疲勞開裂，通常不到10年便出現(xiàn)疲勞裂縫，危及橋梁安全；二是鋼橋面瀝青鋪裝極易破損，需頻繁維修，社會反響強(qiáng)烈，個別橋梁甚至遭遇過“10年24修”，導(dǎo)致橋面鋪裝翻修成本飆升。這兩種病害是公認(rèn)的世界性難題，國內(nèi)外學(xué)者研究了諸多解決方案，均無法治本。

　　2000年前后，我國大跨徑橋梁的鋼橋面病害問題開始頻發(fā)。邵旭東在充分了解和分析了大量國內(nèi)外橋梁工程領(lǐng)域的情況后，將研究方向定位在大跨與新型橋梁結(jié)構(gòu)研究及橋梁檢測與加固技術(shù)上，并開始了長達(dá)10年的鋼橋面病害難題攻堅之路。

　　與此同時，邵旭東的“老搭檔”——湖南大學(xué)黃政宇教授已經(jīng)在UHPC材料方面展開了很多研究工作并取得了一系列進(jìn)展。邵旭東聯(lián)想到：是否可以將這種材料應(yīng)用到鋼橋面上？于是，他和黃政宇教授及團(tuán)隊(duì)成員對這種可能性展開了探討，并提出了很多想法和方案。

　　什么是UHPC材料？邵旭東解釋道，這是一種抗壓強(qiáng)度在120MPa以上，同時具有超高韌性、超長耐久性的水泥基復(fù)合材料，最早由法國學(xué)者于1993年研發(fā)成功，主要由水泥、硅灰、細(xì)骨料、減水劑及鋼纖維等材料組成，依照最大密實(shí)度原理構(gòu)建，從而可使材料內(nèi)部的缺陷（孔隙與微裂縫）減至最少。UHPC材料組分內(nèi)不包含粗骨料，顆粒粒徑一般小于1mm，因高度的致密性而具有超高強(qiáng)度及優(yōu)異的耐久性。研究表明，UHPC抗壓強(qiáng)度可達(dá)200MPa以上，同時材料耐久性可達(dá)200年以上。此外，由于UHPC中分散的細(xì)鋼纖維可大大減緩材料內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展，從而使材料表現(xiàn)出超高的韌性和延性性能。

　　以UHPC材料為突破口，邵旭東率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過大量的實(shí)踐，不斷調(diào)配方法，不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)形式，終于在2010年研發(fā)出了強(qiáng)化UHPC抗拉和收縮性能的鋼橋面專用超高韌性混凝土（STC），并首創(chuàng)提出鋼-STC輕型組合橋面結(jié)構(gòu)。研究表明，STC可提高鋼橋面局部剛度超30倍，降低車載作用下鋼橋面應(yīng)力平均可達(dá)50%，從而為根治兩大病害難題提供了可能性。邵旭東坦言道：“我們初期的研究工作是不成功的，提出的各種各樣的方案幾乎都被否定了。但是，我們沒有想過放棄，總覺得有什么問題都是可以克服的，肯定是能做出來的。”

　　“超薄組合結(jié)構(gòu)”在國際上并無研究先例，基本屬于空白。經(jīng)過艱苦攻關(guān)，邵旭東團(tuán)隊(duì)解決了其中諸多科學(xué)問題，形成了設(shè)計理論，編制并頒布了STC輕型組合橋面地方標(biāo)準(zhǔn)。2011年，該技術(shù)首次應(yīng)用于廣東肇慶馬房大橋第11跨，經(jīng)過重載交通、夏季高溫的雙重考驗(yàn)，STC在同期施工的5種鋪裝方案中脫穎而出，成為該橋至今唯一不開裂的方案。其后，該技術(shù)陸續(xù)應(yīng)用到廣東、北京、天津、湖南、湖北、浙江、江蘇、山東、福建、四川、貴州、吉林、甘肅等地的實(shí)橋中。

　　履行科研承諾，實(shí)現(xiàn)橋面終身無需大修

　　邵旭東帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，用“一個10年”取得了鋼橋面病害難題的突破性進(jìn)展，也致力于用更多的“10年”，不斷優(yōu)化方案，兌現(xiàn)“橋面終身無需大修”的科研承諾。與此同時，他們也從來沒有停下科研成果應(yīng)用推廣的腳步，一直在積極探索鋼-STC輕型組合橋面結(jié)構(gòu)在各種極端條件下的適用性。

　　2017年年底，杭瑞高速岳陽洞庭湖二橋通車運(yùn)營。該橋?yàn)橹骺?480m的特大型懸索橋，投資巨大，若運(yùn)營中鋼橋面及其鋪裝頻繁出現(xiàn)病害，不僅帶來安全隱患，而且還會造成巨大的社會負(fù)面影響。因此，為防患于未然，在大橋?qū)＜医M的一致推薦下，2016年8月，湖南省交通運(yùn)輸廳批復(fù)采用STC輕型組合橋面技術(shù)。這是STC輕型組合橋面首次應(yīng)用在千米級特大跨徑鋼桁梁懸索橋上，可實(shí)現(xiàn)終身無需大修的超長壽命。

　　由于岳陽洞庭湖二橋STC的澆筑規(guī)模空前，需要有高效、可靠的規(guī)?；┕ぜ夹g(shù)作為支撐。對此，邵旭東團(tuán)隊(duì)聯(lián)合施工單位開發(fā)了智能化成套施工裝備，大幅提高了施工效率。2017年9月1日，岳陽洞庭湖二橋試驗(yàn)段STC施工完成。以中鐵大橋設(shè)計院徐恭義設(shè)計大師為首的專家組對試驗(yàn)段進(jìn)行驗(yàn)收，一致認(rèn)為施工設(shè)備先進(jìn)，技術(shù)可靠，質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范要求。同年9月16日開始了STC的大規(guī)模施工，采用分幅分塊交叉作業(yè)，全橋共分12塊，每次約澆筑5500平方米，6.5萬平方米STC歷時48天完成全部澆筑。

　　澆筑過程中，來自政府部門、設(shè)計院、高校、科研單位和施工單位的200多位領(lǐng)導(dǎo)、專家和同行紛紛前往大橋考察，其中包括中國工程院王景全院士、鄭皆連院士和陳政清院士，美國國家工程院院士、中國工程院外籍院士鄧文中，交通運(yùn)輸部專家委員會主任、原總工程師周海濤，原總工程師楊盛福等。

　　王景全院士認(rèn)為，“該項(xiàng)目技術(shù)是新材料與新結(jié)構(gòu)的高度融合，是解決鋼橋面世界性難題的革命性突破”；鄭皆連、陳政清兩位院士近些年來一直對輕型組合橋面予以深切的關(guān)心，已在多個采用STC的橋梁上考察指導(dǎo)，當(dāng)見到該技術(shù)在如此規(guī)模的橋梁上成功應(yīng)用時，深表欣慰；鄧文中院士表示，“如果早20年在鋼橋上使用這種新材料，我們就可以省下很多錢，而不用去買國外昂貴的材料，我是一個中國人，還是希望用我們自己的東西”；周海濤總工由衷地說，“感謝邵旭東教授的科研團(tuán)隊(duì)多年來堅持不懈的努力，為解決我國公路鋼橋面疲勞和鋪裝早期破壞探索出一條新的路徑。幾年來，洞庭湖二大橋采用STC輕型組合橋面,一直牽掛著我的心，今天看了工程現(xiàn)場以后，心里終于踏實(shí)了”；楊盛福總工表示，“20多年來，為解決鋼橋面疲勞開裂的難題，我們借鑒了歐美和日本的技術(shù)，但效果都不夠理想，現(xiàn)在我們有了自主研發(fā)的STC技術(shù)，通過大幅度提高橋面剛度降低開裂風(fēng)險，是很好的思路，如果成功，將是一個很大的貢獻(xiàn)”。

　　除此之外，著名鋼結(jié)構(gòu)專家周緒紅院士、著名組合結(jié)構(gòu)專家聶建國院士也對STC技術(shù)予以高度重視，兩位院士多次在全國性的學(xué)術(shù)會議主旨發(fā)言中稱贊這一研究成果。

　　2018年，邵旭東團(tuán)隊(duì)又為武漢某長江大橋鋼橋面加固改造提供了核心技術(shù)支持。武漢某長江大橋建成于2001年年底，是國家干線公路網(wǎng)中“一縱一橫”兩條高速公路主干道——京港澳高速公路和滬渝高速公路共用的跨長江特大型高速公路橋梁，也是武漢繞城高速公路的重要節(jié)點(diǎn)。由于大橋交通量大、重載車比例高，長期運(yùn)營中，鋼橋面板疲勞開裂嚴(yán)重，鋼橋面瀝青鋪裝層破損嚴(yán)重，技術(shù)狀況評定為“四級”，面臨著報廢的風(fēng)險。

　　當(dāng)時，很多橋梁修補(bǔ)單位實(shí)地考察以后都認(rèn)為武漢長江大橋的病害無法“根治”，于是相關(guān)單位找到邵旭東團(tuán)隊(duì)，希望用他們的原創(chuàng)技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)。邵旭東坦言，這一挑戰(zhàn)對當(dāng)時的他們而言也非常艱難，因?yàn)橐捎肧TC技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)，有一個前提，那就是要保證底面的鋼板是完好的，鋼板要參與受力。然而，大橋的底部鋼板已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的開裂情況，如果直接應(yīng)用STC鋪裝技術(shù)或鋼筋網(wǎng)支撐，無法達(dá)到STC不開裂的要求。

　　頂著壓力，邵旭東率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)針對原鋼橋面的病害現(xiàn)狀，通過大量分析、計算，反復(fù)研究、論證，最終研發(fā)出了原創(chuàng)性的鋼橋面疲勞裂縫無需修復(fù)的鋼-超高韌性混凝土（STC）輕型組合橋面結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。與團(tuán)隊(duì)先前研發(fā)的鋼-STC輕型組合橋面結(jié)構(gòu)所不同的是，因大橋鋼橋面存在大量疲勞裂縫，鋼面板對STC底面失去了保護(hù)，因此，需采取特殊措施對STC進(jìn)一步強(qiáng)化，同時有效阻止原有病害的繼續(xù)發(fā)展。

　　采用新方案加固后，計算和試驗(yàn)結(jié)果表明：六類典型疲勞細(xì)節(jié)中的應(yīng)力幅均明顯下降，其中鋼面板降幅高達(dá)92%，由此可基本消除疲勞裂縫繼續(xù)萌生及擴(kuò)展的風(fēng)險，大大延長鋼橋面的使用壽命；STC層按“等強(qiáng)度”原理設(shè)計，具有非常高的靜力和疲勞抗裂強(qiáng)度，今后只要超載車沒把原鋼橋面壓屈服，STC層就不會開裂；STC層與鋼橋面之間連接牢固，經(jīng)歷了兩千多萬次疲勞循環(huán)，界面未出現(xiàn)滑移裂縫。

　　目前，在強(qiáng)震區(qū)、高寒區(qū)、高腐蝕性地區(qū)和嚴(yán)重疲勞開裂的鋼橋上，相關(guān)技術(shù)也已打造出多項(xiàng)成功案例。在2010年至2020年的10年間，邵旭東團(tuán)隊(duì)發(fā)表論文180余篇，出版該領(lǐng)域國內(nèi)外首部專著《鋼-超高性能混凝土輕型組合橋梁結(jié)構(gòu)》等3部著作，獲授權(quán)國家發(fā)明專利20項(xiàng)。其相關(guān)成果獲高等學(xué)校科學(xué)研究優(yōu)秀成果獎技術(shù)發(fā)明獎一等獎1項(xiàng)、中國公路學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎一等獎2項(xiàng)，入選交通運(yùn)輸部“重大科技創(chuàng)新成果庫”。邵旭東本人的首發(fā)論文位列權(quán)威刊物《中國公路學(xué)報》“橋梁工程欄目”2008—2017年度高被引論文個人作者第1名，國際首發(fā)論文位列ASCE Journal of Bridge Engineering近3年來高被引論文前10名（唯一入圍的中國學(xué)者論文），他還在第五屆國際正交異性鋼橋大會（美國）上主旨演講介紹了該技術(shù)，受到了高度評價，研究成果屬國際領(lǐng)先水平。

　　目前，成果已應(yīng)用于我國25個省市100多座實(shí)橋（竣工50余座），涵蓋了梁橋、拱橋、斜拉橋和懸索橋等各類基本橋型。可以說，這一科研成果為解決鋼橋面板易疲勞開裂、瀝青鋪裝極易破損的“世界性難題”找到了根治途徑，采用這一先進(jìn)技術(shù)維修后的橋梁在壽命周期內(nèi)不再需要大修維護(hù)，將徹底告別鋼橋面屢修屢壞的歷史。

　　助力強(qiáng)國夢，做頂天立地的科研工作

　　2020年7月11日，中國公路學(xué)會在北京主持召開了“混凝土箱梁橋二次張拉鋼絞線高效豎向預(yù)應(yīng)力新體系研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目成果評價視頻會議，評價委員會由鄭皆連院士、張喜剛院士、韓振勇設(shè)計大師等9位權(quán)威專家組成。評價委員會在聽取視頻匯報和質(zhì)詢評議后，一致認(rèn)為：該項(xiàng)目研究成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。這是邵旭東帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成的又一重大科研突破，解決了歷時久遠(yuǎn)、量大面廣的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋腹板開裂嚴(yán)重、安全隱患突出這一“世界性難題”。

　　“腹板開裂現(xiàn)象十分嚴(yán)重的主要原因是有效豎向預(yù)應(yīng)力不足。”為了解決這一難題，邵旭東率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自2002年起，通過新型錨具研發(fā)、室內(nèi)模型試驗(yàn)、理論與數(shù)值分析、現(xiàn)場測試反饋、標(biāo)準(zhǔn)化研究等手段，形成了二次張拉鋼絞線高效豎向預(yù)應(yīng)力新體系，取得了一系列創(chuàng)新性成果。

　　團(tuán)隊(duì)首次研發(fā)成功二次張拉鋼絞線高效豎向預(yù)應(yīng)力體系，填補(bǔ)了鋼絞線短索錨固體系的空白，大幅提高了預(yù)應(yīng)力效率和工程質(zhì)量，顯著降低了箱梁腹板開裂的風(fēng)險；發(fā)明了短索二次張拉智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了張拉效果可測可控，確保了張拉質(zhì)量的穩(wěn)定；研制了專用的壓漿系統(tǒng)，確保豎向預(yù)應(yīng)力管道壓漿飽滿密實(shí)，提高了耐久性；首次提出了二次張拉的預(yù)應(yīng)力損失計算理論及相應(yīng)的腹板豎向預(yù)應(yīng)力設(shè)計方法，為新預(yù)應(yīng)力體系的工程應(yīng)用奠定了堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。

　　與傳統(tǒng)精軋螺紋鋼豎向預(yù)應(yīng)力體系相比，二次張拉鋼絞線高效豎向預(yù)應(yīng)力具有張拉應(yīng)力高、延伸量大、回縮損失小、施工簡便、質(zhì)量可控、驗(yàn)收有據(jù)等顯著技術(shù)優(yōu)勢。張拉效率提高60%，短期預(yù)應(yīng)力損失降至5%、總預(yù)應(yīng)力損失可控制在15%以內(nèi)，節(jié)省豎向預(yù)應(yīng)力造價15%。目前，相關(guān)成果已應(yīng)用于重慶魚洞長江大橋（主跨260米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋）等270余座大型混凝土箱梁橋中,最長應(yīng)用14年，箱梁腹板均未發(fā)現(xiàn)開裂現(xiàn)象，顯著降低了橋梁運(yùn)營期的腹板開裂風(fēng)險和加固投入，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

　　立足項(xiàng)目研究形成的一批原創(chuàng)性成果，邵旭東團(tuán)隊(duì)發(fā)表論文7篇，授權(quán)發(fā)明專利4項(xiàng)，編制地方標(biāo)準(zhǔn)1部，出版指南1部、專著3部。部分成果列入了交通運(yùn)輸部發(fā)布的《2012年度交通運(yùn)輸建設(shè)科技成果推廣目錄》。

　　百尺竿頭需進(jìn)步，保證科研教學(xué)工作兩不誤

　　投身橋梁領(lǐng)域幾十年，邵旭東一直腳踏實(shí)地踐行著“橋梁強(qiáng)國夢”。

　　超高性能混凝土（UHPC）作為最先進(jìn)的土木結(jié)構(gòu)材料之一，將成為未來橋梁結(jié)構(gòu)的主要發(fā)展方向。邵旭東的團(tuán)隊(duì)長期專注于UHPC橋梁結(jié)構(gòu)相關(guān)研發(fā)工作，在多種高性能橋面板、裝配式UHPC橋梁、特大跨徑UHPC箱梁橋、斜拉橋和拱橋等方面，形成了一批原創(chuàng)技術(shù)，大部分成果已付諸實(shí)施。邵旭東表示：“我們的科研理念可以用現(xiàn)在比較時髦的一句話來表示，那就是頂天立地做科研。力求研發(fā)更先進(jìn)的技術(shù)，解決我國橋梁工程的難題，腳踏實(shí)地地服務(wù)于祖國。”作為橋梁建設(shè)路上的引路人，邵旭東也將自己的科研心得和理論實(shí)踐編著成《橋梁工程》一書。該教材深入淺出、貼近實(shí)際、易教易學(xué)，始終與橋梁科技發(fā)展同步。自2004年1月第一版問世以來，廣受讀者歡迎，銷量一直穩(wěn)居人民交通出版社同類書籍首位，至今已推出五版。據(jù)不完全統(tǒng)計，《橋梁工程》已被包括浙江大學(xué)、東南大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)、中南大學(xué)、大連理工大學(xué)、華南理工大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)等27所“雙一流”高校在內(nèi)的至少98所大學(xué)采用，使用效果反應(yīng)良好。

　　在實(shí)際教學(xué)中，邵旭東無論是在學(xué)習(xí)工作中，還是在生活中，都對學(xué)生十分關(guān)懷。他會組織學(xué)生每月進(jìn)行一次研究進(jìn)展報告，及時了解學(xué)生的研究動態(tài)，確保學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)；他會定期組織一些課外活動，放松學(xué)生們的心態(tài)，加強(qiáng)師生交流，并盡力在生活中給予學(xué)生幫助；他鼓勵和資助博士生到海外進(jìn)行學(xué)術(shù)交流、聯(lián)合培養(yǎng)，極大地拓寬了學(xué)生們的視野。在他看來，他是學(xué)生的老師，也是學(xué)生的“戰(zhàn)友”，他甘愿竭盡全力幫助學(xué)生走得更遠(yuǎn)、更高。

　　如今，中國正由橋梁大國走向橋梁強(qiáng)國，這關(guān)乎祖國的百年復(fù)興之夢，也關(guān)乎這個行業(yè)的每一個人。當(dāng)時代的重任分?jǐn)偟竭@些人的肩上時，他們每一個人都在為這個夢想奮力奔跑。而奔跑在人群中的邵旭東，一直那樣勇毅而篤行。