伊藤学教授在线学术交流文字实录
2010-07-12 来源:
网
主持人:伊藤教授、各位嘉宾、各位网友大家上午好!
我是
网王景云。非常荣幸地担任本次交流会的主持人。首先我代表
网对伊藤学教授不远万里来到中国,做客
网表示诚挚的欢迎和感谢!对各位来宾不畏酷暑炎热,在百忙中抽出时间参加此次交流会表示热烈的欢迎与谢意!
本次交流会将进行全程图文直播,现场图片和文字解答也将在论坛实时发布,网友们可登录论坛查看。
下面请允许我来介绍本次到场的嘉宾,中交集团桥梁技术有限公司副总经理鲍卫刚先生、北京市市政工程研究院副总工程师范良先生、上海颖川加固工程技术有限公司陈励耿先生,还有担任本次学术交流翻译工作的沈赤博士。欢迎你们!
伊藤学教授是东京大学、埼玉大学和同济大学的名誉教授,他的研究包含了桥梁工程的广泛领域。 特别是在悬索桥和斜拉桥动力和抗风设计方面。他曾作为技术顾问参与了日本及国外很多大型桥梁工程。曾经担任国际桥梁与结构工程协会主席,为世界桥梁的建设和发展做出了卓越的贡献。
通知发出后,得到了广大网友的热烈响应,踊跃参与,目前聊天室已经有接近两百多人在线。下面请伊藤教授与我们的网友们打声招呼。
伊藤学:大家好!很高兴来到
网与大家交流
主持人:谢谢伊藤教授。下面我们就开始实时交流问答时间。
首先有一位来自同济大学的网友,想请问伊藤教授:高强混凝土是否是趋势,为何感觉桥梁质量不如以前?在日本,桥梁工程的质量是怎样控制的?
伊藤学:我的主攻方向是钢桥,对于混凝土方面了解不多,希望现场嘉宾对此问题能够有所补充。高强度混凝土还涉及到经济性的问题,在什么范围内使用此种混凝土还需要研究。混凝土的质量主要取决于施工,近些年我每年都到中国来一两次,看到了许多质量非常好的混凝土,但是也看到了一些质量比较差的。对于这些质量比较差的混凝土,我比较担心他们的耐久性问题。
主持人:谢谢伊藤教授。这位网友想请伊藤先生介绍一下日本近年来在桥梁抗风方面有什么新的研究成果和经验。
伊藤学:我现在已很少做这方面的前沿研究,并没有直接参与一线研究工作。但是日本的研究人员依然在做抗风方面的研究工作。现在研究工作与以前相比发生了很多的改变。目前日本并没有很大的桥梁抗风研究项目,研究主要集中在截面状况对抗风的影响,主要通过计算机的模拟计算来进行研究桥梁抗风性能。
主持人:谢谢伊藤教授。一位网友想请伊藤先生介绍一下日本近年来钢桥耐久性问题的解决,以及一些新材料比如耐候钢的使用情况。
伊藤学:这些年来,钢桥确实出现了一些问题,问题主要是腐蚀和疲劳。针对腐蚀问题,在日本最常用的解决方法还是涂装。对于涂装主要用的是氟塑,这种方法的耐久性比较强,用的也越来越多。关于耐候性钢材,在日本也在逐渐地增加,但是还没有达到像美国那样的普遍。耐候性钢材在沿海地区,有风盐影响的情况下是不可以使用的。在其他区域,耐候性钢材也受到气候等其他一些因素的影响。因此在日本耐候性钢材相对于美国而言,受到了很大的制约。另外耐候性钢材在颜色上也受到了一定的限制——这种限制我并不是十分赞同的。不锈钢材料近期在建筑上应用的较多,在桥梁上由于其经济性的影响,使用的相对较少。
主持人:这是一位来自重庆的网友,他的问题是,您对于大跨桥梁采用的材料有些什么看法?预应力钢筋混凝土和钢材哪个更好?
伊藤学:大跨径桥梁的概念有所区别,一种是跨径较大的桥梁,还有一种是单跨径算不上特别大,但是是连续梁的桥梁。在大跨径桥梁方面,预应力混凝土和钢材方面我也做了些研究,虽然预应力混凝土在大跨径桥梁中的应用越来越多,但是总的来说钢材更具有优越性。钢材相对而言重量小、强度高。大跨径桥梁减轻其自身重量是非常重要的,钢材在这一方面就比较具有优势,另外对于地基不太好的桥梁,减轻上部结构的重量也较为有利。另外在抗震方面,钢桥也较有优势。在日本除了大跨径桥梁中有许多钢桥,在城市内也有许多钢桥,日本的国土狭窄,使用空间受到了限制,城市内的桥梁建筑需要缩短工期,在这些方面,钢桥都是比较有优势的。但是材料的造价方面也需要考虑到地区性的因素。
主持人:这位网友还问道,对大跨桥梁的耐久性和抗震性能之间的关系您是怎么认为的?中国规范认为加大保护层厚度是最有效的保证耐久性的方法,抗震主要是以满足构造要求,对此,伊藤教授如何看待?
伊藤学:现在从耐久性来说,预应力混凝土在日本也需要加大保护层厚度。关于抗震的话,当然首先要满足其构造需求。但是保护层的加大就等于桥梁重量的加大,对桥梁抗震不是一个有利的因素。
桥梁抗震对于新桥而言主要是进行抗震设计,保证结构性能,保证其耐久性,旧桥需要加固,保障其耐久性,这一做法在日本较为普遍。在日本较为普通的做法是采取免震结构,另外一方面是使用一些新的材料如纤维加固等等。日本在抗震方面主要采用吸收能量的做法,在设计中将一些构件做成能够消能的结构。在大地震来临时,通过这几个构件的作用来吸收地震的能量,从而达到保护桥梁的目的。
主持人:谢谢。这位网友想请问伊藤先生,对中日两国的工程教育有何看法?
伊藤学:日本的大学教育随着年代的变化,它的内容也在不断的变化。在我念书的时代,与专业知识的教育相比,他们更注重个人修养的教育。对于个人素养教育这一方面,美国教育依然有这一趋势。但是需要教授的专业知识和学科越来越多,学校里面所教授的专业知识所占的比例越来越多,个人修养教育越来越少。我的个人意见是,对于一个技术人员来说这不是一个好的趋势。我到过中国的许多学校去,他在日本也接待过许多中国留学生;坦率地说,和日本的学生相比,中国的学生更加热心于学习,对于这一点我感到很敬佩。
主持人:谢谢。一位来自长沙的网友想请问伊藤先生,您怎样看待现在的中国钢桥建设?
伊藤学:中国钢材的生产量已占到了世界第一,这种发展速度的确很令人吃惊。另外我听说在钢材开发方面开发了许多专用于桥梁的钢材。日本现在在钢材方面较注重高性能方面的开发。高性能钢不仅仅指钢材的强度高,还包括良好的焊接性能和耐候性能。中国估计也正在做这方面的开发,但是和日本相比,开始的时间可能相对晚了一点。
关于中国钢桥的发展,在抗震要求较高的地方更多的使用钢桥,在经济方面,钢桥的竞争性可能差一点。刚才所说的造价不仅仅指建设中的桥梁造价,还包括桥梁的后期养护成本、全寿命周期成本。
现场网友:目前中国与国外的技术差距体现在哪些方面?中国在桥梁设计和建设方面需要做哪些方面的工作?
伊藤学:目前世界范围内,大家都认为中国取得的成就最大,我多次到中国来,接触了许多技术人员,这些年轻人很努力,也肯钻研,这一点我很敬佩。但是这十年里,由于工期较紧,大家都在赶工期,需要在短时间内做出项目。那么包括日本和欧美,桥梁前辈们所积累的知识与技术,希望中国年轻的工程师们继续学习和吸收,发展中国的桥梁业。
各国的技术发展成长道路都不同,无法进行简单的比较。关于桥梁设计,大家都是纸上谈兵。到了真正施工的时候就会遇到许多问题。刚才提到中国的许多大项目,都是由年轻人承担,这些年轻人也都很热衷于学习,解决了许多问题。但是今后除了考虑设计方面的问题之外,还需要多考虑施工,在这一方面中国和世界上还有一些差距。
主持人:谢谢伊藤先生,谢谢现场网友。这是一位来自广东的网友,他说,根据我们的了解,出现病害的钢桥数量在增加。在钢桥的保养和维护上应注意哪些问题?
伊藤学:刚才说到钢桥的安全,不能一概而论,不管钢桥还是混凝土桥,都需要在施工中保证安全。由于混凝土桥,大部分都是现场浇筑,现场施工等等,这些需要依靠施工的技术水平和施工中的现场管理,另外还需监理单位的监督把控,从这一点来说,混凝土桥相对于钢桥而言要相对较难一些。
关于钢桥的养护管理,由于钢桥容易腐蚀,需要定期检测,发现问题及时进行修复。但是混凝土桥并不是说就不需要养护和管理了,特别是施工质量不太好的混凝土桥,其后期养护要比钢桥困难的多。
主持人:这位网友想请问伊藤教授,高振型对结构的地震作用有何规律?对结构的内力影响有何特点?
伊藤学:那么一般来说对抗震的影响一般取决于低震型,特别是对于那些柔性比较大的,如大跨径桥梁结构来说,高振型的影响还是比较小的,除非是受到比较特殊的外力的影响。一般来说高振型不会对结构产生太大的影响。
主持人:这位网友想请问伊藤教授,伊藤先生最满意的学术著作有哪些?推荐一下,供大家学习?
伊藤学:这主要取决于你本人所注重的领域,是大跨径桥梁还是钢结构,不同的领域方向所需要的书籍也不一样。所以我不好指出具体的书目。
主持人:有一位网友请问伊藤老师,现在对桥梁设计时间要求比较紧。在这种情况下,如何来保障结构的质量和耐久性。
伊藤学:这个问题我很难回答,我一直在做大学教育。从一个教育者的角度来看,我认为搞设计需要充分的时间,如果时间过紧,就会潜伏着许多的危险。
主持人:有一位来自北京网友问,近年来的桥梁抗风设计上,风嘴应用得越来越广,您对此有什么看法?
伊藤学:对于比较容易产生震动的结构,在抗风研究中,首先需要选择一个有利于抗风的形状,从形状上来说就比较稳定。这一点主要是从气动力学方面来讲,如果能够通过结构设计的形状来解决抗风的问题是最好的,在不能完全满足的情况下,也需要使用一些阻尼器。
总而言之,结构抗风性能首先要保证结构的形状比较好。在结构本身选择了良好的形状的前提下,在提高结构抗风性的时候还需要增加一些附加构造,如封嘴、导流板等。我认为,从美观学的角度出发,风嘴还是比较好的选择。
主持人:一位网友想请您比较一下,日本桥梁建设和
有何不同和相同之处。
伊藤学:首先从相同的地方,中日都是从其他先进的国家学习技术,通过自己的开发研究,转化为自己的,在很短的时间内都将其发展起来了。中日虽然存在接近三十年的时差,但是从这一点的做法上是相同的。
那么不同的地方,中国是以一大批年轻人为主,他们思维大胆,将工期做的较短,速度上比日本快得多。
现场网友:非常荣幸来到现场,也很敬佩您在桥梁行业的成就。我想问您一些混凝土桥梁在加固维修养护方面的一些问题。首先想问您碳纤维在桥梁加固维修中是否存在一定的局限性?日本方面是都有一些好的新材料应用在混凝土桥梁的加固维修中?
伊藤学:对不起,我对混凝土加固方面不是很专业,日本除了纤维加固之外,还没有听到其他的材料。
现场网友:无论是钢桥还是混凝土桥,都涉及到水下混凝土的保护与加固维修,日本在这方面是怎么做的?
伊藤学:对不起,这方面的问题我不是很清楚,但是在水中的话,比浪尖区要稳定的多。日本实际上,在应急保护上也有,但用的不多,从材料上来讲,日本的主要做法是包一些钛合金的钢板。
现场网友:日本在桥梁检测方面一直处于世界领先,是如何做到的?
伊藤学:日本的东京大学有位藤野教授,做了许多健康检测的研究,但是通过机器自动检测,日本也处于发展过程中。在桥梁这方面,最终的还是通过人的目测,通过人的目测能够实实在在的把握这些东西。其中有一点就是日本在很早之前就开始了两个资格的申请,一个是桥梁检测诊断师,另外一个是混凝土诊断师。这两个资格在日本很重要。
沈赤博士补充:日本主要通过人来目测,并根据检查设备的记录,进行分析和评价,这是一套系统的程序,并不完全依靠机器。
现场网友:谢谢伊藤老师。
主持人:一位网友提问,全焊接钢桥是否是将来的发展方向?
伊藤学:对于全焊桥梁,之前日本的态度较为保守,他们希望避免现场焊接,只有在一些特殊地区和对景观有特殊要求的桥梁上才会采用全焊接方式。主要是因为,全焊接桥梁如果做的不是很精细,日后会有较大的问题出现。特别是担心强制性的全焊接,最后会造成焊接缺陷,今后容易出现损伤。总的来说,全焊接桥梁在施工建设中需要特别小心。
主持人:最后一个问题,这位网友想请伊藤老师谈谈对自锚式悬索桥的看法。
伊藤学:自锚式最大的优点在于不需要锚锭,但是通过锚在箱梁上,使箱梁产生了受力,对桥梁跨径产生了一定的限制。
主持人:由于时间关系,今天的交流会到此结束。网友们提出的问题,我们会在交流会结束后进行统计,对没有回答到的问题,我们会设法以别的方式解答。
谢谢伊藤教授!谢谢沈赤博士的翻译!谢谢各位嘉宾各位网友!最后我代表
网和广大网友祝伊藤教授身体健康,常来中国,常来
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