院士专家工作站是全市科协组织服务技术创新、助力高质量发展的重要载体和平台。近年来，市、区科协聚焦武汉重要领域、重点产业，积极搭建产学研合作平台，建成市级院士专家工作站97家，涌现出一批产学研合作紧密、运行成效显著、示范带动作用明显的先进典型。日前，市科协启动“十佳院士专家工作站”宣传展示活动，联合长江日报融媒体中心邀请记者寻访院士专家工作站，寻找产学研武汉故事。从本期起推出院士专家工作站系列深度报道，展示院士专家下沉一线服务企事业单位动人风采，宣传企事业单位参与武汉经济社会高质量建设生动实践。
高铁通过大桥保持350公里时速不减速，这个院士工作站让高铁跑起来更顺滑
4月28日，中铁第四勘察设计院集团有限公司(以下简称“铁四院”)轨道所监控大屏上，一列高铁以每小时350公里的速度通过了赣江特大桥。在此之前，高铁经过桥梁，时速无法超过每小时250公里。这一百公里的速度提升，是铁四院邀请中国科学院翟婉明院士一起，联合进行技术攻关，一举攻克了这个高速铁路建设上的难题。当天，翟婉明院士通过视频接受了记者采访，讲述院士工作站的成立始末和正在进行、将要进行的一系列技术攻关。
大跨度桥铺设有砟轨道
火车过桥不减速
中国的高铁速度早就享誉全球，大家在享受列车超高速度的时候，有没有发现：高速奔跑中的它会在特定的地段减速。这种减速一般出现在通过大跨度桥梁之前。
为什么过桥要减速？这就涉及到高铁建设卡脖子的难题了。由于大跨度桥梁变形复杂，在2018年以前，跨度在200米以上的高铁桥梁均只能铺设有砟轨道。
什么是有砟轨道？它是指轨下基础为石质散粒道床的轨道，传统的铁路都是有砟轨道。这种轨道的通过时速低于250km/h。而高速铁路大多路段采取的是无砟轨道，它是当时世界先进的轨道技术，采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构。
铁路相关轨道模型。曲竞 摄
全国工程勘察设计大师、铁四院总工程师肖明清拿出模型解释。铁路桥梁，首先是铺设桥梁，桥面上铺设轨道，轨道上运行火车。随着温度和列车荷载变化，桥梁会有一定变形，轨道的设计就要适应桥梁的变形，让两者变形保持一致，才能保证高铁通过的安全。
翟婉明院士通过视频接受采访。曲竞 摄
翟婉明院士表示：“我们在实验室里，做成千上万次的模拟实验，得到了一系列的技术参数，探明了大跨度桥梁复杂变形对车-轨-桥动力学性能的影响机制。我们把这些数据反馈给铁四院。他们通过相关的工程设计来验证我们的实验结论。”
2018年，铁四院成立了翟婉明院士工作站，第一个攻克的难题就是昌赣铁路上的赣江特大桥。这座桥全长2.156公里，主跨长300米，主跨塔底以上索塔全高120.6米，是国内首座设计时速350公里大跨度高速铁路斜拉桥，是世界上首座主跨300米铺设无砟轨道的大跨度高速铁路斜拉桥。
铁四院院士工作站轨道服役状态监控中心。曲竞 摄
在监控视频上记者看到，列车过桥，速度不减，平顺且轻盈。赣江特大桥之后是商合杭铁路裕溪河特大桥等一系列大跨度铁路桥的工程。“通过这些工程的顺利验收和使用，我们和院士一起，为以后大跨度铁路桥梁轨道设计提供了技术支撑。”肖明清说。
挑战400公里高速
中国速度有了更高追求
2018年翟婉明院士工作站在铁四院建立以来，明确了双方的合作机制，针对高速铁路和城市轨道交通的痛点难点问题，双方团队各自发挥优势，以实验室成果为托底，以工程设计为契机，以具体施工为落地实施，一系列高速铁路和城市交通难点问题得到突破。
我国目前的高铁设计时速为350公里，能不能让高铁跑得更快？翟婉明院士的回答是非常肯定的。目前时速更快的成渝中线高铁建设已经启动，这条高铁的设计时速达到400公里。速度提升，那么既有的时速350公里的轨道结构设计荷载、线路平纵断面参数等关键技术能否适应时速400公里尚不清楚。
铁四院院士工作站一角。曲竞 摄
铁四院再次和翟婉明院士及其团队合作完成了“时速400公里高速铁路轨道结构适应性研究”，提出的时速400公里无砟轨道结构关键设计参数等相关成果，被纳入《成渝中线高速铁路设计暂行规范》，有力支撑成渝中线高铁的设计和建造，项目建成后，中国速度又会被刷新。
轨道交通不仅仅是铁路，轨道交通也在大型城市的各个角落里。随着城市地铁的迅速发展，地铁上盖建筑越来越多，那么如何降低地铁运行噪声，关系到老百姓的切身利益。翟婉明院士提出地铁和轨道的减震降噪技术设计，也将被铁四院应用于地铁的设计和施工中，让未来的地铁噪声小，更环保。
维护出百年高铁为现有高铁增寿命
目前，我国高速铁路运营总里程数已经超过4.5万公里，继续领跑全世界。高铁建造时，规定的使用年限是60年。在高铁长期运行中，轨道结构动态变化不可避免，保证庞大的高铁运营安全性，是现阶段的难题。
高速、重载铁路轨道结构耐久性提升关键技术由翟婉明院士主持，是国家重点研发计划项目。院士团队联合铁四院在内的多家高校和企业，形成“产学研用”联合攻关团队，用五个月的时间，完成项目申报和审批。这个项目，也是院士工作站第三期的主要攻关内容。
铁四院线站院轨道所所长张世杰。曲竞 摄
这个项目体量庞大，翟婉明院士也给铁四院指出了攻关方向：发挥铁四院多年在铁路检测和监测上的优势，把铁路的智能运维作为突破重点。“我们的监控设备，检测技术支撑着这项工作，智能感知系统反馈数据，然后诊断、评估，给运维开‘处方’。希望在院士的带领下，我们的高铁能在60年的使用期内运行良好，甚至能增加寿命，变成‘百年高铁’。”铁四院线站院轨道所所长张世杰说。
全国工程勘察设计大师、铁四院总工程师肖明清（右）。曲竞 摄
肖明清表示，在武汉市科协的助力下，铁四院邀请中国科学院翟婉明院士、中国工程院院士陈政清建立院士工作站，携手院士及团队联合攻关科技“短板”，突破关键核心技术。工作站相关研究成果获国家科技进步奖二等奖、湖北省科技进步奖一等奖等重要奖项10余项，并推广运用到福厦高铁、沿江高铁等国家重点工程项目中。“下一步我们将继续和院士一起联合攻关，让中国高铁跑得更快、更稳。”
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