劉航：建筑科研的產業化探路人

凌紀偉

劉航，北京市建筑工程研究院有限責任公司副總工程師、研究中心主任。從業近二十年來，他在科研開發及產業應用方面成就斐然，也因此榮獲諸多榮譽。其中，入選“科技北京百名領軍人才培養工程”對他來說具有特殊意義。

該工程由北京市科委發起，旨在加快全國科技創新中心建設，能夠入選該工程的科技人員不僅要在本領域內做出技術創新突破，還要在科研成果產業應用方面取得一定成績。而劉航所從事工作的一大特點，就是將科研技術在大量工程中推廣應用，并且在創新性評價上得到業界認可。正因如此，年紀輕輕的劉航榮膺“領軍人才”。

骨子里愛科研，迎難而上尋突破

讀中學時，劉航的夢想是成為一名天文學家，但在讀大學選專業時，在設計院做工程師的父母卻希望劉航能選一門工科。最終，劉航聽從父母的建議，進入東南大學土木工程系。

要么就不學，要學就一竿子插到底，劉航相信工科一樣可以做出與眾不同的創新成果。為了深入下去把專業研究透，他用了9年時間一口氣從本科讀到了博士。能夠堅持下來，劉航靠的是興趣，他喜歡科研，享受研究工作中獲得突破、取得創新所帶來的喜悅。博士畢業后，劉航完全可以像父母那樣，到設計院找份工作，也可以選擇做高校教師，但他覺得這些工作離實際工程稍微遠了點，科研的本質還是要做產業應用，最終他選擇來到北京市建筑工程研究院，并一直工作到現在。

要有所創新，就要敢于實踐，敢為人先。參加工作第一年，劉航就迎來了職業生涯中的首次挑戰和鍛煉。

1998年，劉航參與了“八一大樓工程”項目。該工程西配樓頂層一根框架中柱需要拆除，使原來跨度8米的雙跨框架成為跨度16米的單跨框架。拆除框架中柱，意味著由該中柱所支撐的屋蓋結構失去了豎向支點，如處理不好，結構將出現很大隱患。劉航經過與技術人員緊密配合，提出了“托梁截柱”的改造方案，即在原有框架梁的上方增加一根跨度16米的有粘結預應力大梁，從而實現對原框架梁的加固。中柱截斷之后，作用在原中柱上的荷載傳遞給了由新、舊梁組合而成的結構上，成功實現了三柱承載到二柱承載的受力轉換。該工程已成為結構托換改造技術的一次經典實踐。

在后來的工作中，劉航又完成了多項基于預應力技術的“托梁拔柱”工程。其中最好的紀錄是在基本不增加梁高的情況下，一次性拔除兩根框架柱，把8米的柱網改造為16m×24m的大空間。

前瞻科研落地生根，應用碩果累累

一次偶然機會，劉航在國外文獻上看到一張張弦結構圖片，發現這是一種具有“自適應性”的、受力性能非常合理的空間結構形式，可以輕松實現100米以上的跨度。經過深思熟慮，劉航決定將研究方向從讀書期間研究的結構抗震轉向大跨度張弦結構。

通過申請課題，他完成了國內第一個雙向張弦結構的縮尺模型試驗，揭示了雙向張弦結構使用和施工過程中的受力機理和影響規律等。經專家鑒定，該成果達到國際先進水平，并獲北京市科學技術獎三等獎。2008年北京奧運場館建設中，國家體育館采用了雙向張弦結構，劉航及其課題組憑借已有的成果儲備和研發實力，負責該項目的模型試驗、深化設計以及專項技術服務工作。目前，張弦結構在國內各類大型標志性場站建筑中廣泛應用。

2004年前后，正值北京奧運場館的籌建期，大量空間鋼結構逐步立項建設，針對大型復雜鋼結構的施工難題，2005年，在北京市科委支持下，劉航以課題的形式對大型復雜鋼結構施工中四個方面的通用性關鍵技術進行了深入研究，相關成果一舉拿下了全部9個奧運場館的預應力專項施工，成功應用于多個奧運工程中。

看似一項前瞻性技術，但其實很快就能落地生根、廣泛應用，劉航說這就是產業化的重要性所在。“剛工作那會兒，在單位主要以研發為主，怎么和實際工程相結合呢，就是通過解決施工難題找方向。”他說。

不落窠臼突破傳統，開拓技術創新路

作為首都科技工作者，劉航一直利用專長優勢履行社會責任。2008年汶川地震后，他深入災區參與危房安全鑒定。有一次踏勘后回到賓館，他趕上了強余震，雖然沒有受傷，但這次經歷讓他開始反思國內既有房屋的安全性問題。他心想，“如果中國的房子經不起這么一搖晃的話，那大家的安全怎么保障。”

圈梁構造柱、夾板墻等傳統房屋加固技術往往成本較高，而且存在施工擾民和不環保等問題。回到北京后，劉航開始考慮能不能用新技術對老舊房屋做加固。在北京市科委支持下，他開始了相關重大課題研究，針對既有磚混建筑保有量大但抗震性能差的問題，在國內首創后張預應力加固砌體結構新技術。

在河北燕郊的實驗室里，劉航帶領團隊做了1：1的房屋實驗，用這種新技術做加固后，房屋的抗震設防能力由沒加固前的8度弱提升到了10—11度。換句話說，加固后的房屋能夠經受住汶川地震震中的破壞烈度。更為重要的是，這種加固技術適用范圍廣，成本只有常規加固的一半。目前，劉航首創的加固技術已經編成規范并寫入北京市地方標準。

隨著建筑工業化、住宅產業化的發展，以預制裝配建造技術為代表的建筑新技術在一定程度上實現了“像造機器一樣造房子”的理念。但在裝配式建筑領域，中國仍落后于世界發達國家，這其中既有成本的問題也有理念上的認知差異，劉航決心在這一領域展開突破。

目前，國內對裝配式建筑的要求是等同現澆，也就是裝配式建筑完工后的受力性能怎么樣要和現澆的結構做比較。但劉航認為，這種比較方法存在局限性，等同現澆不應成為唯一衡量標準，在國際上其實也存在其他衡量標準，可以非等同現澆。2016年，劉航新立項的一個課題就是針對裝配式建筑進行一些突破現有規范的研究。他希望先從基礎研究做起，通過大量的試驗研究和理論分析，讓業內專家先信服，然后寫到規范里面，實現規范的更新。

“很多東西要敢想，特別是我們結構工程師，不要越做越膽小。”劉航常說這樣一句話，建筑師無論作出什么前衛的設計，結構工程師都應無條件地想辦法滿足這種需求。

科研經營實現社會效益、經濟效益雙贏

幾年前，劉航所在的建研院由事業單位轉變為企業，一方面留給自己的施展空間更大了，但另一方面劉航和他的團隊也要更多地考慮科研成果的應用轉化，以實現更高的經濟效益。

“我們團隊做的事，我稱之為接地氣的事。”劉航說，科技的本真就是應用于實踐和產業化，一定要為大眾服務，產生價值。作為一家企業性質的建研院，劉航既要圍繞專業領域做研發、申請課題，同時也特別關注市場上需要什么技術創新，有哪些難點需要突破，針對這些需求開展研發。

為了促進產學研用形成良性循環，劉航提出“科研經營”的理念，即以科研成果作為敲門磚，先從解決工程難題入手，給甲方提供服務，在這個過程中發現新問題，再反饋到研發，進一步提升技術水平，讓科研做到有的放矢，這好比拿工程反哺科研。劉航常跟手下的工程師說，不要怕干得多，甲方如果有新需求，不管在不在合同范圍內，不妨先接過來，哪怕沒有因為多干而得到更多報酬，但通過你的服務，讓他們更加信賴你，下次就有新的合作機會。

劉航堅信一個理念，那就是研發思路不是憑空想出來的，不是看國際上在做什么就跟進做什么，而是要看是不是自己擅長的，能不能產業化，國內有沒有市場。作為企業里的研發人員，要有這種責任感，既要考慮到研發，也要考慮到研發所能帶來的社會效益和經濟效益。

建筑工程行業和社會及百姓生活息息相關，無論是奧運場館的施工技術突破，還是老舊房屋的抗震加固技術探索，都是為了讓社會生產和百姓生活水平進一步得到提高。劉航說，作為一名結構工程師，自己的價值就在于為團隊和企業帶來經濟效益的同時，為大眾帶來社會效益，服務于美好城市建設，讓人們享受幸福生活。

（本文轉自新華網）