院士谢世楞:乐为“筑港”,不惧波浪
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发布者:KnowMi 发布时间: 2022-12-29 06:12:38 点击量: 1034 来源:KnowMi
(谢世楞院士)
“谢世楞在水工建筑特别是深水防波堤方面有在国内外领先的独创成果;在海港水文特别是波浪和泥沙理论方面造诣很深,奠定了中国海岸动力设计条件的理论基础。” (中国工程院评)
中国是一个海洋大国,港口群林立,现有沿海港口150余个,绵延18400公里的海岸线将这些璀璨的“明珠”串联在一起,为国家经济发展提供源源不断的动力。作为国民经济和社会发展的重要基础设施,港口的重要性不言而喻。
世上有这样一群人,他们修筑港口,促国家繁盛,研究波浪,保港口无恙。谢世楞院士便是这群人中的佼佼者,他长期从事港口和海岸工程设计工作,完成设计及研究100多项,体现了对发展我国港口事业孜孜不倦的追求。
01 投身港口建设
谢世楞1935年生于上海市,年轻时的他酷爱绘画,一直很想报考建筑系。可在一个偶然的机会下,他的中学老师提起了国家港口建设的重要性以及当时人才匮乏的现状,谢世楞决定以国家需求为己任,在高考填报志愿时毫不犹豫地选择了港口和航道专业,立志投身于祖国的港口建设之中。
1956年,谢世楞以优异成绩从大连工学院(现大连理工大学)毕业,被分配到北京水运设计院工作,从此,便与海浪、海港结下了不解之缘。1958年秋,谢世楞被调到天津交通部一航院,他先后参与了秦皇岛港8号、9号泊位沉箱码头和防波堤的新建工程,天津新港南、北防波堤整治工程,青岛港防波堤工程以及天津新港大沽灯塔的设计工作。
70年代,改革开放的春风开始吹遍祖国的大江南北,我国对外贸易来往日渐增多。伴随着国际海运量的猛增,原先的港口建设早已不能满足经济发展的需要。为发展祖国的港口事业,1979年,谢世楞争取到了港口工程专业赴国外进修的三个名额中的一个,申请去荷兰代尔夫特理工大学的海岸工程研究室深造,希望能够跟着世界著名的海岸学专家——拜克尔教授学习,将国际最先进的建港技术带回国内。
鉴于谢世楞“进修生”的身份和当时中国港口和海岸工程的实际水平,拜克尔教授开始时给谢世楞安排的工作是研究海浪对海堤上人工护面块体的内力。但这方面的研究在国内也能做,这就丧失了进修的意义。于是,谢世楞大胆地说出了自己的想法,拜克尔教授被他的爱国热忱和求学精神所感动,最终决定让他研究当时最前沿的波浪冲刷理论――也就是教授的专长。
02 科研成果丰硕
经过两年的刻苦钻研,谢世楞提交了论文《直立式防波堤前的冲刷形态及其对防波堤整体稳定的影响》,使得相关计算理论有了新的突破。文章发表后,其成果被日本、澳大利亚、美国和欧洲等的学者在文献中多次引用。文所提出的直立堤前冲刷公式,又被称为“谢氏理论”“谢氏公式”,还被纳入了当时我国交通部的防波堤规范中。后来,受美国《土木工程实践》设计手册主编的邀请,谢世楞为该手册编写了“波浪对建筑物的作用”一章,在该书中也包含了他直立堤前冲刷公式的成果。
直到现在,这个理论和公式仍是相关研究机构从事该项实验研究的一项依据。在一次深水防波堤国际会议上,德国专家曾盛赞谢世楞是“世界上同时用规则波和不规则波完成动床模型,研究直立式防波堤前冲刷问题的第一人”。
1981年,谢世楞回国。当时,因海运量猛增,港口接连不断出现堵塞的情况,且一次比一次严重。为加快我国港口建设步伐,他开始夜以继日地研究世界先进的港口设计成果,并结合我国港口和海岸的特点,撰写了70多篇学术论文,对我国港口设计和海岸工程起到了重要的指导作用。
03 治理长江航运
20世纪90年代初,长江口已经没有了深水航道,5万吨以上的外贸集装箱船只能在香港和神户中转,上海、南京及以下多个港口皆处于无奈守望的状态,眼睁睁看着“黄金水道”失去了往日的荣光。
要实现上海浦东的开发开放,长江航运治理迫在眉睫。但作为新中国成立以来建设难度最大的航道疏浚工程,90公里宽的江面、四口入海、台风肆虐、洪淤汹涌……种种世界级技术难题,让“长江口能不能治理”这个问题困扰了各方专家40年。
在这一关键时刻,谢世楞迎难而上,毅然承担起了一期工程导堤SE标段长约20公里和二期工程导堤NⅡB、NⅡC两个标段的设计工作。谢世楞深知这项工程对于长三角乃至整个国家的发展意义重大,他鼓励大家:“我们只有潜下心来,锐意创新,将技术和设计方案做到最好,才是唯一出路。”
经过实地考察和反复论证后,谢世楞开始组织技术人员对半圆形导堤设计方案进行充分论证,通过引进、消化、吸收国外的技术,形成了一批具有自主知识产权的专利和技术。在一期工程顺利实现8.5米水深后,二期工程遇到了重大难题,曾一度停工11个月。同年12月4日,寒潮大风突然袭来,第一批安放在海底的16座长20米、重千余吨的半圆形沉箱,沉的沉,跑的跑,原本的堤坝顿时支离破碎。
面对挫折,谢世楞没有气馁,他带领技术人员首先对设计方案、波浪、土质等因素逐一排查,最终找到病根——风浪联合作用形成的巨大破坏力。
在没有成熟的计算方法,没有成功的工程案例可供参考的情况下,谢世楞一方面仔细分析了地基软化机理和承载力降低幅度,一方面积极组织研究开发适合软弱地基承载力要求的轻型结构。最终,半圆形沉箱和空心方块斜坡堤两种新结构应运而生,随后又陆续研究开发出一系列新材料、新结构和新工艺,形成了一整套技术,从而保证了工程的顺利进行。
谢世楞始终淡泊名利,与青年工程师合作撰写的论文,署名时他经常把青年人的名字摆在前面;面对“红包”和“吃请”浪潮的冲击,他坚强得犹如一座防波堤;为单位创造出了千万元以上的效益,他却从未领过额外的奖金。当问及成功背后的原因,谢世楞院士曾说:“我成功的奥秘,不过只有勤奋而已。”