作為一名在天津市政設計院成長起來的設計大師,曹景的工作經曆,見證了橋梁建設者的新老更叠、建橋技術的發展變革。
創新,首先是需求
記者:您先後參與、主持了上百項工程的設計工作,每個項目中都有您創新的設計思路,其中許多都是國内首創。在您看來,什麼才是好的創新?創新的前提和原則是什麼?
曹景:創新往往都是因為在實際環境中産生了需求,需要做出一些新的設想才能滿足和實現,而迸發出來的東西,不能簡單為創新而創新。記得2003年的時候,由我院設計的吉林市江灣大橋,我在現場負責設計施工配合,就遇到了實際困難。大橋當時做的是沉井基礎,在下沉過程中,沉井沉到一定程度後下沉緩慢,而這時馬上就臨近冬季,如果等它慢慢沉,施工工期就會很長,甚至要跨越冬季,影響到安全和經濟性。在這種情況下,經過反複讨論和大量計算,我們在沉井基礎下設置了錨樁,這是以前沒有采用過的,通過把沉井和錨樁結合,使施工大大加快了進度,這時創新也就出來了。這其實就說明,創新是需求和實際環境的結合。
我認為,創新是結構合理與功能合理的結合,是力學與美學的結合。現在的橋梁設計,越來越注重美學概念,如果單純以把結構做得笨重或選擇了不适宜的橋型方案,往往會破壞了城市天際線,對這個區域的整體景觀會産生不良影響。橋梁設計師要努力學習補充建築美學基礎,隻有這樣,才能做出提高城市品位、賞心悅目的橋梁。城市的價值之一是體現在宜居、美麗的環境上,一座城市很有曆史、很好很美是這座城市的規劃和設計做得很好。而橋梁往往是标志性的建築之一,如何做到結構的合理和承載功能的有機結合,如何做好力學設計和美學設計的結合,是我們設計師要努力追求的。
其次,創新也是耐久性和造型性的結合。有些人對耐久性的了解不深,簡單認為就是塗裝外防腐,或者在混凝土中增加一些添加劑,或者把結構尺寸不斷增大、造型上做成肥梁胖柱,其實耐久性和造型不沖突,創新也就在這種結合中。
另外,我們要重視安全性和經濟性的結合。目前,我覺得有兩個問題應引起我們在設計上的重視。一方面是因為學習不足、規範研讀不夠、基礎不紮實造成的對項目設計缺乏深入,如總體布置不佳、結構配置不合理等;另一方面,有的在設計上,擔心和顧慮多,加重鋼筋配置、增大結構尺寸等形成過度設計。這兩方面都要去避免,就需要我們不斷去學習,掌握安全性和經濟性的合理統一。
記者:在設計一座橋梁,尤其是城市橋梁時,如果想要在橋型或景觀效果上有所突破,往往會被認為不經濟。您對此怎麼看?
曹景:我認為,應該秉持合理經濟性的原則。如果所有的橋都用闆梁,那肯定是最經濟的,但是社會在發展,橋梁設計要與時代結合,與能力結合。比如海河上的橋,沒有通航要求,随便設計一個常規的橋型,一跨就過去了。為什麼要做一個貴一點的、造型好一點的?就是要提高城市的品位。比如天津永樂橋上的摩天輪,其實不做摩天輪也行,做完了以後是很貴。但是,它本身的運營就能夠創造價值。更重要的是,它成為了天津市的一張城市名片,吸引了很多遊客,這無形中産生的價值就比較高。如果在設計橋梁時,單純隻考慮橋梁本身的造價,那就沒法談美學了。
統一标準是工業化、智能化的前提
記者:在推進橋梁工業化的進程中,橋梁的“裝配化率”似乎成為一個重要指标。您認為裝配式橋梁有哪些優劣?是否應大力推廣?
曹景:裝配式橋梁具有能夠保證質量、标準化生産、減少施工現場幹擾和施工人員等優點,在推廣裝配式橋梁上,建議注重三點。
第一點,要因地制宜,不能盲目為裝配式而裝配式。如對于跨江跨海大橋,使用裝配式,合理性就非常高。比如高速公路、國道、省道上的橋,斷面相對規整統一,也非常适合裝配式。但是在城市橋梁中,就要多進行一些比較,尤其是複雜的互通立交橋,異形、曲線、開口等處理較多,采用何種方式應仔細分析、研究。
第二點,各地标準有些還不夠完善。無論是裝配式橋梁的設計标準還是驗收标準,各地宜根據本地實際,完善有關标準、要求,才能進一步推動各個地區的應用。
第三點,要注重抗震方面的研究。在一些地震烈度較高的高震區,如果所有構件都采用裝配式,對抗震就提出了更高要求,應加強高震區下的裝配式橋梁的設計研究。高震區抗震問題的研究,對于裝配式的推廣能起到進一步的作用。
記者:您組織成立了天津市政設計院BIM技術中心,推進BIM技術與總包工程的深入銜接。您認為BIM技術在實際應用中,還面臨哪些問題?
曹景:我們開展BIM研究,成立院BIM技術中心,除了開展傳統業務外,對内該中心還負責在BIM技術上的培訓工作,以加大員工的參與度和積極性。同時,在BIM的工作中,我們積極探索在設計上的前伸和後延。所謂前伸,就是在方案設計階段,我們積極納入BIM概念,通過BIM設計更好地展示空間和理念,使方案具有可視化性,對于加大技術思考或者方案的确定,能夠提供比較大的優勢。後延,就是在做好設計的同時,把BIM模型和信息同時做出來,将它和施工緊密結合起來,以作為施工的指導。我院在設計牽頭的總承包項目中,積極推廣BIM與施工融合,了解施工單位需求,利用BIM技術,解決施工中遇到的複雜問題,解決設計現場的各管線、各專業的協同,通過BIM技術減少設計、施工錯誤。還有一個後延,就是做運維。我們把BIM信息與模型出來後,跟後期的運維管理系統對接,根據管理需要制作不同的運維管理平台。使構件的各種數據、布設的衆多監測點、各種計量等納入統一平台管理,實現管理信息化。總的來說,就是将BIM積極引入到全過程設計和服務中。
BIM在應用中,建議制定好各項标準。不同軟件的應用,在整合上會帶來信息的丢失,能否實現BIM數據的聯動共享,形成一個通用的數據庫,形成較為統一的标準,對推動BIM的應用能起到更快發展的作用。
記者:目前,我國在橋梁自主創新方面,還需做哪些方面的努力?
曹景:我國橋梁事業的發展,經過多年的建設,從技術創新層面,從設計分析層面,從與環境結合層面,從施工建造到管理運維層面,都得到了大力發展和進步。我覺得,在高質量發展的要求下,我們更應在施工工藝、設備、材料方面,加大研發投入,比如高标号混凝土、新型材料的研究,對橋梁橋型的選擇,以及一些新方案的應用能夠起到積極作用。雖然在理論、計算方法上我們研究得較多,但是礙于新材料、新工藝的限制,一些技術創新的應用就會比較缺乏,就會影響到橋梁方案的确定和使用。再有,在建設的設備上,有些還依賴于進口,如何在這些方面取得突破,将大大拉近我們與世界建橋強國的距離。
橋梁設計師應“文武雙全”
記者:随着社會的發展,人們審美水平的提高,以及各種技術、材料、軟件的推陳出新,對橋梁設計師也提出了更高的要求。您認為,設計師當下面臨的最大問題是什麼?
曹景:從設計分析層面,我認為主要有這麼幾個問題需要不斷努力完善。一是基礎理論功底還需要進一步紮實。目前,我覺得有些年輕的同事,在技術理論的學習上還比較欠缺,還需要加大學習的積極性和主動性,大部分都習慣于使用計算機,但是往往知其然,而不知其所以然,如果缺乏一定的理論基礎學習,對于橋梁的設計會存在較大的問題。比如,隻會使用程序,卻不知道這個結構設計出來的是否合理,隻通過看結果論合理是有偏頗的。再比如,當設計中遇到一些問題和疑惑時,不知道問題出現在哪裡,就發現不了問題的源頭。這些都跟理論學習的紮實程度有關。我記得老一輩的設計師們,都會進行一些計算的手算參與,能了解規範和設計過程中的很多東西,現在計算機和網絡的大力發展,就缺少了這樣一個過程,可能也會造成對規範和設計的理解不足。所以我認為,在這樣的情況下,更要加強理論、規範的學習。當前高校的教育,在做好計算機普及的情況下,也建議要強化學生對理論基礎知識的紮實學習,培養良好習慣。
另外,設計師分析重點、難點問題的能力需要進一步提高。簡單來說,就是怎樣提高分析能力和解決問題的能力。比如出現一些問題,或者拿來一個方案,怎樣去入手、分析、研判,這些能力的提升還有待于加強。
我認為還有重要的一點,就是設計師應了解世界橋梁的發展和最新的技術動态。現在許多人往往隻關注自己本身的設計,對整個橋梁史的了解,包括目前世界技術發展的形勢、技術發展的情況,都了解得較少,這對于技術創新、科技進步都是不利的,要加強這一塊的深入了解與知識補充。
記者:從設計院近幾年的招聘和用人情況來看,什麼樣的人才是比較稀缺的?您認為高校教育在這方面應做哪些改進?
曹景:我覺得現在學校裡的教材對于學生學習基礎的培養是夠的,但在素質培養、情商培養、社會觀培養方面建議進一步加強。通過與一些新生的接觸,我發現在技術能力上還都是不錯的,在設計工作的本身上問題不大,但有時真正面對甲方、面對施工,連簡單的彙報都會害怕,造成表達能力比較弱,有的甚至到了三十多歲,還和小孩一樣,怕出差、怕溝通,這樣,問題就比較嚴重。素質培養、社會情懷的培養,包括曆史學的培養,這時就顯得比較重要了。因此,多進行一些素質提升的教育,多加大一些曆史學的學習,對于學專業的,加強一些橋梁史的學習,都是有必要的。學習了這些,就可以為如何去做好創新做準備,要不都不知道原來有什麼,你認為的創新,可能别人早就做過了。我認為,高校在設置教學課程時,可以有一些以上内容課程的涉及。學校重點培養學生的學習能力、分析能力、判斷事物的能力,在進行好素質能力的培養,能夠使學生步入社會後盡快進入角色。
複合型人才是我們要重點發掘和培養的,既懂設計、又知施工,善于溝通、愛崗愛企。目前,設計人員對現場施工的了解度比較缺乏,反過來,施工對設計也存在了解不足。因此,我們在設計、施工聯合總承包的項目中,一方面加大設計院與施工單位的聯合評審,增加互相了解和對項目的認識,密切配合,在過程中取長補短,設計人員的各方面能力也提高得比較快。
無論前浪後浪 共同奔湧向前
記者:現在網絡上把年輕一代比作“後浪”,對于年輕的工程師們,您有哪些建議?
曹景:現在的年輕設計師,具有活躍的思維,自主性強,有觀點。我是非常喜歡和年輕人交流的,從與他們的交談中,我往往也能獲取靈感,學到東西。年輕人的優勢非常明顯,他們接觸網絡、計算機比較多,獲取的信息比我們更多、更快,知識的獲取面也比較廣泛。他們運用、掌握設計手段的能力比我們強,比我們好,他們掌握各種軟件,能夠很好地把設計成果進行體現,綜合分析。
至于建議,我想,作為年輕的橋梁工程師,首先要有謙虛謹慎的态度,态度端正,業務能力才能提高;态度端正,進步才可能跟着你,否則就很難提高。
其次是要有上進心。要想使自己變得更加優秀,上進心是推動你前進的動力,心中要有目标。還要有不斷主動學習的心态。要從學習中學會借鑒。做設計不是閉門造車,多看看老同志、多看看兄弟單位怎麼設計的、同行怎麼做的,多看、多學,就能事半功倍、觸類旁通。
要學會多問。現在的年輕人有的比較害羞,比較封閉,即便問也都在網上問。我覺得一定要學會面對面交流、面對面溝通,交流、溝通本身就是一種學習,有時候在面對面的激烈讨論中,自然而然就找到答案了。
要善于總結。每做完一個項目,自己總結好與壞、得與失。多總結,才能有提高。
要提高科研能力。許多年輕工程師對研究課題興趣不足,課題研究的過程,是思維變化的過程,是重新認識的過程,工程師本人更多地參與其中,對自己的業務水平提高是很有幫助的。
要提高小型軟件的自研能力。自己研發一些小型軟件,既對單位生産力的提高非常有幫助,也對自己對設計的理解加深和技術水平的提高有幫助。在研發過程中,你學會了編程、學會了計算,更能夠由此了解規範,了解設計中哪兒容易出問題。所以,編一些小型自研軟件和小程序,對年輕工程師的成長非常有幫助。
記者:在您幾十年的工作經曆中,您對每一項工程都始終保持着充沛的熱情。是什麼力量讓您保持初心、堅持不懈?有沒有對您影響頗深的人和事?
曹景:上海市當時最大的立交——莘莊立交,獲得了國家銀獎,影響力比較大,那個項目對我的成長起到了關鍵的作用。一是院裡的老前輩們那種嚴謹的工作态度,無論是跑工地,還是深夜伏案,始終是一絲不苟、兢兢業業的精神,老同志們的那種工作方式和工作熱情,成為了我日後工作的榜樣。第二是當時上海市的一些工作做法,對我影響很深。在那個時候,從市裡到主管部門,都十分重視技術,尤其是講究标準,在制定标準的過程中,我也參與了一些制圖工作。我就發現,有了這些以後,設計有依據了,今後的一些類似工作就不用再花大量的時間去做了,達到了節省時間、保證質量、統一規範的目的。這對我以後的工作具有很強的指導作用。
提高設計人員的工作積極性,激發他們對工作的向往,是我們不斷需要思考和解決的問題。不同年輕人會有各自喜歡的方向和愛好,有的喜歡橋梁病害檢測,有的喜歡做科研研究,有的對勘察地質感興趣,有的對BIM應用感興趣,因此,要因人而想、因企業發展而想,可以多成立一些技術或研發中心。通過這種方式,既能培養年輕人的興趣,同時也能在專業領域有所突破,培養專業技術領軍人。
天津市市政設計研究總院是一個有傳統、有底蘊的設計院,70多年的曆史,作為我現在也算個老同志來說,一定要把這個傳統傳承下去。我也要傳承好嚴謹、認真的工作作風,盡管隻有簡單幾個字,卻能很好地控制質量,讓你的作品經得起考驗,專業技術知識要學習,素質要培養,思想也要上得去,才能使企業發展得更長遠。我們身處一個日新月異的偉大時代,充滿機遇和挑戰,時代催促我們不停奔湧向前。潮頭登高再擊槳,無邊勝景在前頭!
曹景(右)接受本刊記者采訪
人物簡介
曹景,1969年2月出生,1991年畢業于西安公路學院。現任天津市市政工程設計院副院長。先後獲得第九批“全國工程勘察設計大師”、天津市“十大傑出青年”、天津市勞動模範、全國歸僑眷先進個人等榮譽,并入選國家百千萬人才工程和“有突出貢獻中青年專家”,享受國務院政府特殊津貼。他從事橋梁工程的設計和理論研究工作近三十年,在沉管隧道、開啟橋、大型拱橋、樁基托換、特型斜拉橋、跨海橋梁、特種景觀橋梁等領域成績突出,獲省部級科技進步獎15項,其中天津市科技進步一等獎3項,獲優秀設計獎50餘項。他主持完成天津市和國家多項BIM技術規程,獲專利39項。
本文刊載 / 《橋梁》雜志 2020年 第3期 總第95期
本刊記者 / 陳晨
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