除了钢筋水泥，还能用“塑料”造桥？这位科学家让世界规范写下“中国参数”

你见过塑料做的桥吗？在普通人印象中，塑料似乎总和“脆弱”“不耐用”联系在一起，但在与第十三届湖南省青年科技奖表彰对象、中南大学教授、轨道交通工程结构防灾减灾湖南省重点实验室副主任魏晓军的对话里，这一认知被彻底颠覆了。轻质、高强、高耐久性的玻璃纤维增强复合材料（又称“玻璃钢”）桥梁不仅从实验室走向工程实践，魏晓军及其团队更让一系列原创技术被写入欧洲、英国及中国的行业规范，为全球桥梁设计的安全系数提供了关键的“中国参数”。

△第十三届湖南省青年科技奖表彰对象、中南大学教授、轨道交通工程结构防灾减灾湖南省重点实验室副主任魏晓军

颠覆认知：为“塑料桥”的国际规范写下“中国参数”

近日，在轨道交通工程结构防灾减灾湖南省重点实验室，魏晓军向记者生动地解释了他的工作：“大家可能觉得塑料桥不安全、很脆弱，其实这是个误区。这类桥非常轻，耐久性好，建造相对简单，甚至能实现用直升机直接把桥吊到现场，完成它的建造过程。除此之外，还能省去大量后期维护费用。”他话锋一转，指出其核心挑战：“也正因为它轻，在大风或车辆经过时，容易产生较大幅度振动，影响安全与舒适。”

△魏晓军与团队在实验室进行桥梁振动控制试验

这正是魏晓军科研攻坚的起点。他的第一个重要成果，便是攻克了此类柔性桥梁系统识别精度低的难题，并建立了全球首个全玻璃纤维增强复合材料桥梁数据库。“过去，这类新型桥梁没有可参考的动力特性数据，设计存在空白。”魏晓军介绍，他和团队奔赴英国、荷兰、意大利等国的十余座实桥，进行大量艰苦的现场试验，获取了宝贵的一手数据。最终，其提出的动力设计方法被正式纳入欧洲规范CEN/TS 19101:2022，成为国际复合材料桥梁动力设计的重要依据。“有了这个参数之后，桥梁摇晃的问题就得到了有效的解决。”

护航安全：从高空险活到“地面扫描”的监测革新

如果说第一项成果是为新型桥梁“确立标准”，那么他的第二项成果，则聚焦于如何更安全、高效地“建造”与“监测”桥梁。魏晓军将目光投向了桥梁施工过程中的安全监控痛点。“传统的桥梁施工监控，特别是对于大跨度拱桥和缆索桥梁，常常需要技术人员冒险进行高空作业，安装传感器。这不仅危险，而且工期长、成本高。”为此，他带领团队研发了基于三维激光扫描的非接触式监测技术。“简单说，就是不用爬到桥上去装设备，通过远程扫描就能快速、精确地获取桥梁结构的状态数据，比如拱桥拱肋的线形。”这项技术成功应用于合新高铁一座跨度达148米的系杆拱桥建设中，将传统需要高空危险作业的监测方式转变为地面远程操作，显著提升了安全性，并将施工工期缩短近1个月，节约直接经济成本超过50万元。魏晓军团队研发的预警技术，能够为桥梁在建造与运营期提供灾害防控的新途径，目前，该技术已应用于我国川藏铁路、合武高铁等10余座国家重大工程的桥梁安全保障中。

△魏晓军（右一）与团队成员测试多项式刚度非线性阻尼器

以“智”应“振”：让桥梁在风浪中“自我调节”

桥梁建造完成之后，如何预防和应对桥梁运营中可能出现的突发风险？魏晓军的第三项成果给出了答案——自适应振动控制装置。他以近年来公众关注的虎门大桥、武汉鹦鹉洲大桥等发生的“涡振”现象为例解释：“这类似于一种共振，导致桥梁剧烈摇晃，从交通上来说，这可能导致交通中断，从社会角度来说，则会引发公众担忧。”

面对已经发生的振动，如何高效控制？魏晓军展示了团队的第三项“法宝”——自适应振动控制装置。“传统的减振装置，一种通常只针对一种振动模式，桥上往往要安装很多，成本高、安装不便。”他拿起一个模型比划道，“而我们研发的装置是‘自适应’的，它能利用桥梁自身的振动能量，随着桥梁振动模式的变化自动调整性能，用少量装置就能应对多种潜在风险。”这项技术已在西部山区某千米级悬索桥上成功示范应用，有效抑制了风致振动。

△魏晓军团队研发的多项式刚度非线性阻尼器

尾声：从重点实验室到偏远山河之间

科研的最终落点，始终是脚下的土地与远方的山河。魏晓军的六项国家发明专利，已在川藏铁路、合武、合新高铁等十余项国家重大工程中扎根生长，转化为切实的安全保障与经济效益。从英国留学归国，魏晓军选择将研究方向与国家需求紧密结合，他在实验室与工地之间找到了自己的坐标系——将国际前沿的学术积累，精准对接到国内特大型桥梁建设的迫切需求。

如今，他的目光已投向更险峻的远方。高原峡谷的强风、沿海地区的台风与复杂浪流，这些极端环境正成为我国“交通强国”战略推进中必须攻克的前沿阵地。“未来五年，我们要让预警更智能，让控制更自适应。”魏晓军说。在他构想的蓝图中，桥梁将不仅能抵御已知风险，更能智慧地应对未知挑战。

△魏晓军办公室里摆满了各式荣誉证书

这条从实验室通向山河的科研之路，魏晓军也希望有更多年轻人同行。“做研究要‘找准需求’，”他对青年科研工作者说，“但也要有‘独树一帜’的勇气。”在他眼中，真正的创新往往诞生于对行业痛点的深刻理解与长期坚守的交叉点上——哪怕这意味着要坐一段“冷板凳”。

从将中国参数写入国际规范到革新施工监测方式，再到研发自适应减振装置——魏晓军的每一步，都让更安全、更智慧、更适应未来需求的桥梁，从论文里的公式与图表，一步步走向跨越山河的现实。

潇湘晨报记者吴雨晴

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