架起学术与工程“组合”的桥梁——记中国工程院院士聂建国

2015-10-20

在清华大学土木工程系,不管和谁聊起聂建国老师,大家最先想到的就是“组合结构”这四个字。三十余年来,聂老师为了我国钢-混凝土组合结构的发展,在学术研究、工程实践以及教书育人的道路上孜孜以求,不知疲倦,取得了突出的成绩,受到了广泛的赞誉。

在工程界的同行眼里,聂建国教授是一位满怀责任感与使命感的实干家;在学术界同行眼里,聂建国教授是一位不断创新的开拓者;在他的学生眼里,聂建国教授更是一位深受爱戴的良师益友。

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中国博士后制度的受惠者

聂建国教授于19892月被当时的国家教育委员会(现教育部)派往前南斯拉夫进修。由于他扎实的科研功底和出色的表现,国外导师主动提出后续资助,让他转攻博士学位,经过不到3年的顽强拼搏,聂建国获得了博士学位并于19923月回国。当他从南斯拉夫回到北京时,清华大学土木工程系向他伸出了热情的手,非常希望他能来清华任教。然而,按照当时的规定,他在出国前已经和原单位签订了回校服务十年的协议并做相应的公证。作为原单位学成回国的第一位国外博士学位获得者,他的调动请求并未得到批准。就在这时,国家的博士后制度帮助了他,清华大学土木工程系沈聚敏先生提出让他先来清华大学做他的博士后,原单位后来才按照国家博士后的相关政策,同意他调往清华。聂建国常常感慨道,如果没有中国博士后制度,就没有他今天所拥有的广阔平台、优秀的人才队伍、以及蓬勃发展的事业,他对我国博士后制度怀有深厚的感激之情。当时,清华博士后的住房条件比同龄教师要好得多,加上两年博士后研究时间的保障,他说他的许多成果都是在博士后阶段形成的,甚至可以说在博士后阶段的思考和积累,成就了他日后的学术事业。中国博士后制度还为他当年举家迁入北京提供了政策支持,清华博士后享受着一系列优惠政策,他说:“没有我国的博士后制度,就没有我的今天,博士后的经历为我日后提供了一系列发展和提高的机遇”。

 

强烈的责任感与工程意识

“作为一名从事土木结构工程专业的科技工作者,首先要有强烈的社会责任感,不能仅仅局限于书本和理论,更要心系社会。”这是聂建国教授一直坚守的工作准则,也是他多年来从事结构工程研究和应用的感悟。他常说,“土木工程这个行业关系到国计民生,我们责任重大。看看那些桥梁事故、地震中垮塌的生命线工程,还有那些短命的建筑,如果我们能多些责任感与使命感,把工作做得好些,再好些,也许就能避免或减少许多悲剧和遗憾。”

聂建国教授研究工作的重要特色之一就是紧密结合工程实践,紧密结合我国基本建设的国情,致力于解决大型复杂土木结构工程中的一些关键难题。他的研究灵感多源于实际工程中的现实问题,通过提炼其中的科学难点和技术瓶颈并开展深入研究,取得的成果不仅合理有效地解决了工程中的具体难题,而且还对今后类似工程具有普遍的指导意义,其中所包含的创新思想和理念还对结构工程乃至结构工程学科的发展产生重要影响,这就是他三十余年始终践行的源于工程、服务工程、高于工程、指导工程,引领工程

他很赞赏杨振宁先生提出的观点——一个科学家成功的三大必备要素:眼光、坚持和能力。在多年的探索中,除了上述三要素外,他又深切地感受到,作为从事工程学科的研究者还需具备第四要素:强烈的工程意识,因为工程学科的最终落脚点是应用。谈到工程意识,他形象地比喻道:对新建结构要“优生优育”,对既有结构要“救死扶伤”。为此,他对一些大型复杂结构的科研咨询项目都力求做到精益求精,不仅大胆创新,而且以严谨的科学态度不断完善直至证明其切实安全可靠,总是以追求卓越的精神提交最终成果。他不太赞成工程结构一旦出现问题就拆了重建,既浪费资源又污染环境,不符合可持续发展战略,为此他研发了多种新型结构加固技术并开展了大量的试验研究,解决了既有结构加固改造方面的多项难题,并应用到了多座桥梁和建筑结构的加固中,取得了显著的经济社会效益并得到广泛推广应用。

对于每一项工程,聂建国教授不仅重视设计的先进性和科学性,而且还十分重视施工的可行性。他认为结构工程的成果最终要通过施工这个环节来具体实现,如果无法施工,纵使有再好的构想也只能是纸上谈兵。“有的工程,虽然理论上可行,但施工难度很大,如果不从设计上加以改进,不仅施工成本高,而且施工质量难以保证,从而给工程埋下安全隐患。所以不考虑施工的设计是不完整的设计。”因此,他的许多成果都是在充分考虑施工可行性的前提下提出的。譬如,他研发的叠合板组合桥面系,不仅具有良好的受力性能,而且施工快速,无需模板脚手架,用于城市桥梁可不中断交通,这一成果一经应用就得到了业主、设计以及施工单位的广泛好评,被大量推广应用。据统计,仅北京就有100余座桥梁采用了叠合板组合桥面系的成果。由于他的研究始终和工程需求紧密结合,其成果已成功应用于北京国贸桥、深圳彩虹桥、重庆观音岩长江大桥、广州合景大厦、东莞台商大夏、江苏空中华西村、天津津塔、北京国际财源中心、安徽饭店B塔、某航天发射塔等100余项工程,覆盖24个省、市、自治区,起到了显著的示范效应。某超高层建筑,采用他的成果和建议后,通过降低楼盖结构的高度,使整个建筑在总高不变的条件下多出一个楼层,净增建筑面积2020m2,由此产生的综合效益可见一斑。

此外,他的多项成果被《钢结构设计规范》、《钢-混凝土组合结构设计规范》、《公路钢结构桥梁设计规范》等国家或行业标准所采纳,对促进组合结构的发展起到了重要作用。经过三十余年的艰苦付出与努力拼搏,聂建国教授在钢-混凝土组合结构领域取得了显著的成果,这些成果使他作为第一完成人获得国家科技进步二等奖和国家技术发明一等奖各1主持承担和完成国家杰出青年科学基金项目、国家自然科学基金重点项目以及工程建设服务项目等30余项。1999年聂建国教授获清华大学学术新人奖2001年被聘为教育部“长江学者奖励计划”特聘教授,2005年获全国优秀博士后称号,2010年获中国钢结构协会首届杰出人才奖,2012年获第九届光华工程科技奖工程奖和全国优秀科技工作者称号。

 

抓住历史机遇,做一等的事业

聂建国教授常说,他为自己在我国选择了土木工程作为毕生追求的事业而庆幸,因为他遇上了千载难逢的好机遇。西方发达国家自世纪六七十年代以来,已基本完成了大规模基础设施建设。由于缺乏应用需求,发达国家近二三十年对新结构形式和技术的研究动力明显不足。与此形成鲜明对照的是,我国在当前及可以预见的未来很长一段时期内,土木工程仍会维持在快速发展的水平。“当前我国土木工程建设大发展给结构工程,尤其是组合结构的发展,提供了前所未有的机遇。土木工程应当成为我国最有希望赶超世界先进水平的学科之一。”他坚信,中国目前已经是土木工程大国,在不久的将来,只要我国土木工程领域的科技工作者坚持不懈地努力,必将实现老一辈提出的土木工程强国的目标,而组合结构也必将会在实现我国土木工程强国的进程中发挥重要作用。

面对如此千载难逢的历史机遇,聂建国教授带领着他的团队立志做一等的事业。“做研究有两种境界,一种是追踪国际上的热点,另一种是引领国际上的热点,第一种我们要做,但我们更应追求后一种。”他始终坚持“做一流的项目,做有价值的项目,做引领组合结构前沿的项目。”他觉得在组合结构领域,虚心向国外学习固然重要,但也没有必要崇洋媚外,盲目迷信国外的技术,他不主张仅仅用自己的试验来验证国外技术,而应当进一步倡导自主原始创新,提出我们自己的构想,以促进组合结构技术的发展和科学技术的进步为目标,争取得到国际同行的认可并最终起到引领作用。

正是怀着这样的抱负,聂建国教授在组合结构的新体系和新技术,组合结构的基本性能、设计理论和计算方法,以及既有结构新型加固改造技术等方向取得了一系列成果。研发的叠合板组合桥面系、双向组合梁板结构体系、槽型组合梁、抗拔不抗剪连接综合抗裂技术、钢板-混凝土组合加固技术等都是对传统钢-混凝土组合结构的重要发展。

他的代表性成果之一是关于组合梁滑移效应的研究。1995年他发表了关于该问题的第一篇论文,之后就掀起了关于滑移效应研究的热潮,相关论文目前已被他人引用380余次;关于高强不锈钢绞线-高性能砂浆加固技术的研究论文,连续被评为首届和第二届中国百篇最具影响国内学术论文奖。此外,据结构工程领域国内著名期刊《土木工程学报》统计,该期刊自1954年创刊至2005年,被引用最多的前8篇论文中,有3篇是聂建国教授的论文;据《工程力学》统计,该期刊自创刊至2008年,聂建国教授的论文综合引用率最高。此外,结构工程领域国际顶级期刊《Journal of Structural Engineering-ASCE》审稿人评价聂建国团队在组合框架结构体系楼板空间组合效应方面的成果是“组合结构体系数值模拟方面的杰出工作”,国际著名期刊《ACI Structural Journal》审稿人评价聂建国团队在高强混凝土组合梁方面的成果是本领域的“开创性工作”。这些都充分表明,他的研究引领了组合结构领域的多个研究方向。

要做一等的事业,不仅要有眼光,做一流的项目,更要有坚持不懈的毅力。他说,上世纪八十年代初他刚开始研究钢-混凝土组合结构的时候,中国经济实力还很弱,组合结构应用很少,论文也没人引用。但他看准了组合结构的发展潜力,就坚持在组合结构的研究方向上一直走下去,无论遇到多大的困难,都不放弃。正是由于他三十余年在组合结构这一领域的积累,才有了如今事业上的高度。

在追求事业的道路上,其实最难做到的就是“坚持”,尤其像聂建国教授那样三十年来无论周围环境发生怎样的变化,都能始终如一地钟情于组合结构的研究,更是难能可贵。

聂建国教授回想起他最初在清华做博士后的日子,也是他事业刚起步的时候,当时国内组合结构的研究和应用都很少,要想取得每一点点进展其实都很艰难。“现在回想起来,如果当时没有合作导师对我研究方向的鼓励和支持,没有一些工程界同行对我最初构想的肯定并提供研究资助,也许我早已退出组合结构的研究领域了。”聂建国教授至今仍能清晰地记得他在博士后期间完成的第一个工程咨询项目,这个项目当时对他的意义很大,不仅把他的一些构想很好地在实际工程中实现了,更重要的是给他提供了宝贵的研究经费,使他完成了许多拓展性的基础科学研究,而正是这些早期的研究积累,才有了他后来成功申请到的第一个国家自然科学基金项目,以及随后的国家自然科学基金重点项目、杰出青年科学基金等。后来,随着聂建国教授在行业内影响不断增大,很多工程界的同行都来邀请他主持工程咨询项目,但此时他却婉言谢绝了许多和组合结构无关的项目,并将它们介绍给更适合的同行,而他仍然坚持只做组合结构。

当组合结构研究不热时,他仍能坚持守候;而当组合结构研究成为热点时,他又能不断发展新的方向。不忘初衷,不忘当年前辈的鼓励和同行的支持;保持组合结构研究的兴趣,在不断的钻研中体会组合结构的精妙;怀揣组合结构的梦想,为实现我国土木工程的强国梦一直在尽自己最大的努力。这就是聂建国教授始终努力践行的:“做好一项研究,追求一个梦想”。

浮躁和急功近利是一个人成功道路上最大的敌人。”多年来,他始终秉持十年磨一剑的精神踏实地开展研究工作,非常注重研究的系列性和成果的系统性,他从不盲目追求论文数量,局限于眼前的得失,而是认真对待每一篇论文,精心雕琢不断完善,直到现在,他也从没有刻意要求自己的博士研究生毕业时发多少篇论文,他常说搞清一个问题比发表一篇论文重要得多,看一个人的学术地位,并不是看他有多少篇论文,而要看他的代表作有多大的影响。如果要看聂建国教授的论文总数,也许并不算很多,但在这些论文中,国际和国内结构工程领域顶级期刊上发表的论文比例很高,他作为第一、二作者在结构工程领域国际著名学术期刊《Journal of Structural Engineering-ASCE》等发表学术论文30余篇,在国内著名学术期刊《土木工程学报》和《建筑结构学报》发表学术论文60余篇。他的研究成果在结构工程领域顶级学术期刊的平台上得到了充分展示,并获得了国内外同行们的赞誉和认可。

 

为学先为人

“要做好学问,首先要做好一个人。”作为和聂老师接触最多的研究生们,最让他们钦佩的还是聂老师的为人。

无论取得什么成绩,聂老师始终非常谦虚,他经常说自己只是赶上了好机遇,在已有的工作基础上做了一些发展,要说在研究和工程应用中有些收获也应该归功于导师和前辈的引领、指导和鼓励,归功于自己领导的组合结构团队全体研究人员和所在实验室全体技术人员的辛勤工作,归功于工程界和学术界同行们的大力支持和帮助。这朴实无华的言辞,正是一位科技工作者品格和胸怀的写照。

聂老师常常回忆起他的两位恩师,一位是三十年前的硕士导师孙国良先生,把他引进到了组合结构领域,为他后来在组合结构领域的发展奠定了基础。另一位是二十余年前的博士后合作导师沈聚敏先生,将他领到了一个新的平台。导师们用宽阔的胸怀给予了他广阔的空间,让他能够飞向更高远的天空。虽然两位先生均已辞世,但聂老师始终没有忘记正是他们当年的引领才使他有机会在组合结构领域作出今天的成绩。聂老师对恩师的感恩之情常常溢于言表,并深深地感染着他的每一位学生,在潜移默化中为年轻人树立了榜样。

聂建国教授在研究过程中取得过不少荣誉,也收获了同行们对他的肯定和赞誉。但他始终坚持,无论取得怎样的成绩都要尽量少宣传、少报道,“低调做人,高调做事”是他的一贯准则。

他带领的团队获得了国家技术发明一等奖后,他表示:“能不报道就不报道”,拿了奖之后他丝毫没有懈怠,而是更加努力地工作,“成绩只能代表过去,不能代表今天和未来。在人民大会堂从总书记手里接过奖状后,我感到肩上的责任更重了。”领完奖后,他又迫不及待地回到实验室,开始了他忙碌的研究工作。

作为一名教师,聂老师始终把培养学生作为自己的第一要务。虽然平时很忙,但他只要不出差,就坚持在办公室工作到晚上11点实验室锁门,周末和节假日也基本如此,他说这样学生就能随时找他交流。

聂老师雷打不动地每周参加学生们组织的学术沙龙,保证每周都能和他的学生有充分的交流。他常说,他之所以能取得现在的成绩,主要有一批优秀的学生,有一个团结奋进的团队,组合结构的发展终究要靠一代又一代青年人来传承。

聂老师是一位细心的老师,他时时刻刻把学生放在心里。他亲自去学生宿舍和学生谈心聊天,主动帮助学生解决思想上、生活上以及工作上的困难,对于研究生开展的每一项试验都亲自参与其中,包括方案制订、裂缝观测及试件照相等细节,还经常带领学生去工程现场参观学习。由于在教书育人方面的突出工作,聂老师获得清华大学首届教书育人奖、教书育人先进个人、多次获得由研究生自主评选的“良师益友”并入选清华大学“良师益友”名人堂,还获得北京市优秀教师、全国模范教师等荣誉

以上这些都充分体现了聂老师的人格魅力。

与聂老师相处,你会真实地感受到清华大学的百年校训自强不息,厚德载物”的生动体现。从聂老师身上,我们不仅可以感受到他对专业的执着和对组合结构的激情,还能看到他脚踏实地、务实求真的精神风貌以及永不息止、奋发向上的品德。

 

背景资料:聂建国,1958年生,湖南衡阳人。1982年毕业于湖南大学获学士学位,1984年毕业于郑州工学院获硕士学位,1991年毕业于南斯拉夫铁托格勒大学获博士学位。1992年至1994年在清华大学土木与水利博士后流动站从事博士后研究工作,出站后留校任教至今。现任清华大学土木工程系教授、教育部长江学者特聘教授、结构工程研究所所长、清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室主任、土木工程系和建设管理系学术委员会主任。兼任中国钢结构协会副会长、中国建筑学会建筑结构分会副理事长、中国建筑学会建筑施工分会副理事长等职。获全国优秀博士后、全国优秀科技工作者、北京市优秀教师、全国模范教师等荣誉称号。获中国钢结构协会首届钢结构杰出人才奖、第九届光华工程科技奖工程奖。以第一完成人获国家科技进步二等奖和国家技术发明一等奖各1项。2013年当选为中国工程院院士。

 


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