逢山开路，遇水架桥，一条条高速铁路跨越南北西东，跑出中国速度。

如何保障高速铁路在面对地震、强风、冰灾等灾害时的结构安全和行车安全？多年来，位于中南大学铁道校区的高速铁路建造技术国家工程研究中心持续开展科技攻关，为我国高铁的安全行驶保驾护航。

高速铁路建造技术国家工程研究中心（以下简称“工程中心”）的前身是2007年国家发展改革委首批批准建设的“高速铁路建造技术国家工程实验室”，主管单位为中国国家铁路集团有限公司，依托中国铁路工程集团有限公司和中南大学牵头建设与运营。目前，工程中心有聚焦高速铁路材料、轨道桥梁、路基隧道、工程结构抗震、工程结构抗风、智能建造与运维等6家研究所及其实验室。

作为风工程研究中心主任，省政协委员、中南大学本科生院院长何旭辉介绍：“工程中心以铁路行业发展为导向，以应用基础理论和试验研究为基础，重点解决高速铁路建造与运维关键技术，建成了高速铁路风洞试验系统等13个国际一流试验系统，是高速铁路建造技术领域自主创新研发的科技研发高地和高层次人才培养基地。”

高速铁路建造技术国家工程研究中心抗震实验室的四台阵六自由度试验台，可以复现各种震动，正在测试桥墩和输电塔模型。

风工程研究中心里，已完成风洞实验的部分桥梁模型。

世界级的科研设备

政协融媒记者随何旭辉走进风工程研究中心，只见全钢结构的1号闭口回流风洞里，风轰隆隆地吹。6台风机产生风，风稳定压缩整流后，进入低速试验段，然后进入高速试验段。在风洞的高速试验段，最高风速可达94米/秒，相当于每小时300多公里的车速。何旭辉告诉记者：“这是全世界民用风洞里的最高风速，是针对高速铁路、列车的特点而建造。”

走进宽12米、高3.5米的低速试验段，两座精细的桥梁模型立于正中央，这是正在建设的渝万高铁石沱长江大桥模型，一座铁路桥和一座公路桥并排而立的双幅桥。

“双幅桥会产生互相气动干扰，并且两座桥梁皆为斜拉桥，对风比较敏感，需按照比例缩小后，模拟实桥的质量、刚度和外形进行实验测试，研究桥梁的抗风性能，并向设计院提出优化建议。”何旭辉介绍，风洞实验室自2012年建成以来，开展了许多大跨度桥梁、高层和大跨建筑、风环境以及列车气动力学问题的研究，研发的横风-静止/移动列车-桥梁风洞试验系统具有国际领先水平。

除大型的1号闭口回流风洞外，风工程研究中心还研建了小型闭口回流风洞、两个直流风洞，以及测试直径12米的世界上最大的龙卷风风洞等不同尺度、不同类别的风洞群，以便更好地开展科学研究。

在风洞实验室对面的抗震实验室，可以模拟地震的四台阵六自由度试验台上摆放着正在测试抗震性能的桥墩和输电塔。

四台阵六自由度试验台，每个台面重14.1吨，它可以复现六个自由度各种各样的振动，复现强度最高可达到2.0g，相当于地球重力加速度的2倍。这里承担过全国众多的高铁桥梁、高速列车、房屋结构、路基边坡、隧道管片甚至是核电管线等方面的抗震实验。

因地震突发性、破坏性和不可预见性，世界范围内高铁震害记录缺乏，没有震致列车脱轨室内试验方法和科学试验实证。高速铁路工程结构抗震研究所所长国巍介绍，这套系统是国际首创复现地震下桥上行车性能和列车脱轨极端状态的试验装备，完成了500余次地震下桥上行车试验，为揭示灾变机理、提出控制指标、研发减隔震产品以及修订国家与行业标准提供了关键试验平台。“四台阵六自由度试验台和地震下桥上行车试验系统总投资6000多万元，是目前中南大学里最贵的单台套设备。”

除此之外，工程中心正在研发地震断裂带动力灾变效应模拟试验系统，设备投资4000万元，以实现从震源机制、地表地震动、桥梁震损、轨道变形到列车脱轨的地震灾变全过程物理试验模拟。

记者了解到，工程中心以余志武为首席专家，围绕高速铁路工程结构领域，组建了面向重大工程需求、聚焦关键科学问题的创新研究团队。工程中心的余志武教授领衔的高速铁路经时行为与性能提升团队、蒋丽忠教授领衔的高铁工程结构抗震团队、何旭辉教授领衔的抗风团队、王卫东教授领衔的重载铁路团队、冷伍明教授领衔的岩土工程团队、朱志辉教授领衔的结构工程静力实验室团队、龙广成教授领衔的土木工程材料团队以及蒲浩教授领衔的高铁数字化设计团队等以工程中心为依托，对各专业的前沿发展方向开展攻关，工程中心已经成为我国高速铁路建造与运维的科技创新研究高地。

在高速铁路建造技术国家工程研究中心抗风研究所，省政协委员何旭辉正在指导学生对渝万高铁石沱长江大桥模型进行测试。

科研成果亮出硬实力

说起工程中心的成绩，不得不提及一次颁奖大会。

在2019年度国家科学技术奖励大会上，工程中心的3名核心成员余志武、谢友均、何旭辉同时获奖，获奖项目均与高速铁路有关，而他们是中南大学土木工程学院前后三任院长。

如何提高地震区高速铁路桥上行车安全性？第十届省政协委员、高速铁路建造技术国家工程研究中心主任余志武与中南大学副校长蒋丽忠主持的“高速列车-轨道-桥梁系统随机动力模拟技术及应用”解决了这一技术难题，荣获2019年国家技术发明二等奖。这一发明是全球唯一的地震下铁路桥上行车安全试验系统，创建了车-轨-桥系统随机振动分析的概率密度演化方法，研发了基于行车安全性能的高速铁路桥梁地震灾变防控技术，成果获日内瓦国际发明展金奖，纳入我国《高速铁路设计规范》，在贵广、沪昆等31条铁路的1600余座桥梁中应用。

曾任高速铁路建造技术国家工程研究中心副主任的中南大学土木工程学院教授谢友均，参与的“高速铁路高性能混凝土成套技术与工程应用”荣获了国家科学技术进步二等奖。谢友均团队研发的高性能混凝土，使用在高寒、高原、大风、大旱、大温差等地域时，能够让混凝土结构工程少维护免维修，已经过10余年的实践检验，应用于20余条近万公里高铁、约2亿方高性能混凝土，是我国引领世界高铁技术的重要组成部分。

强风作用下，如何保障高速铁路桥上桥梁结构安全以及行车安全？何旭辉主持的“强风作用下高速铁路桥上行车安全保障关键技术及应用”攻克难关，荣获2019年国家科学技术进步二等奖，其研究成果纳入《高速铁路设计规范》，推动我国高速铁路桥梁动力设计技术进步，应用于京沪高铁等线路中40余座重大高速铁路桥梁工程。

国巍说，工程中心这些标志性科研奖励的集中获得，是中南大学服务“交通强国”等国家重大战略，科研人员持续创新、长期积累的成果。此外，对接“交通强国”等国家重大战略，工程中心还持续开展高速铁路工程设计、施工、材料、高速磁浮、先进试验技术与智能化控制等基础理论和关键共性技术研究，多项成果不仅填补了国内的相关领域技术研究空白，也打破了国外的垄断。下转5版

比如，余志武主持的“新型自密实混凝土设计与制备技术及应用”荣获2013年国家技术发明二等奖。该项发明满足了我国自主研发Ⅲ型板式轨道结构功能要求的新型自密实混凝土设计、施工与应用技术，提出了质量控制与检测评定方法及指标，其研究成果在350公里/小时的郑徐、昌赣等高铁工程中规模化应用，实现了桥上轨道结构毫米级高品质建造目标。

工程中心的铁路数字智能选线技术体系，解决了艰险山区、高寒、高原、大风等复杂地区高效智能选线的世界性难题，研发了面向全设计阶段、全类型、全时态、全环境的铁路数字选线系列软件，处于世界领先水平，在国内80%以上大型铁路设计单位推广应用。智能选线软件完成了包括兰新、西成等重大铁路工程，以及沙特、尼日利亚、埃塞俄比亚等国际铁路工程，累计5万公里以上的线路设计。

一项项与高速铁路、桥梁相关的科研成果得到应用并带动产业发展，为支撑国家战略任务和重点工程实施提供了强有力的技术支撑。

中南大学杰出校友孙永福院士曾说，“一辈子学铁路、爱铁路、干铁路和荣铁路”，这就是高速铁路建造技术国家工程研究中心科研精神的传承。何旭辉说，工程中心科研人员将一如既往地为我国高铁建设和运营安全献智出力。

文/政协融媒记者 肖君臻

图/政协融媒记者 闫利鹏