杜彦良

杜彦良,男,1956年10月生,1993年毕业于北京航空航天大学,获工学博士学位。现任石家庄铁道大学教授、博士生导师、副校长;河北省大型结构健康诊断与控制重点实验室主任,教育部与河北省共建道路与铁道工程安全保障重点实验室主任,国家土木工程实验教学示范中心主任,全国轨道运输与工程委员会副主任委员。

杜彦良是我国道路与铁道工程领域安全监测与可靠性评价方向的学术带头人,国家863项目、国家科技支撑计划主持人,河北省土木工程特聘岗位“燕赵学者”。多年来,他紧密结合铁路重大发展战略,针对既有线提速铁路、高原高寒铁路、重载铁路和高速铁路等重大工程,在长期自动监测、安全评估、预警预报、快速修复等方面进行了开创性研究,创建了铁路桥梁、路基、隧道等关键基础设施安全保障技术体系,为保障我国铁路基础设施的建设质量与运营安全做出了突出贡献,其研究成果达到国际先进水平,部分达到领先水平。先后获得省部级以上科技进步奖15项,其中作为第一完成人获国家科技进步二等奖2项、省部级科技进步一等奖6项、二等奖2项;作为主研人,参加青藏铁路工程和我国第一条采用TBM施工的秦岭特长隧道工程科技攻关,分别荣获国家科技进步特等奖和国家科技进步重大工程一等奖。此外,还获国家发明专利和实用新型专利9项;发表高水平学术论文多篇;出版专著/教材8部。

一、率先提出以我国铁道交通基础设施为重点的安全保障技术研究方向,创建了以长期监测、安全评估和快速修复为核心的铁路桥梁安全保障技术。

既有铁路提速、重载铁路增加轴重扩能,受列车载荷增加、冲击振动加剧和结构性能退化等影响,如何判识桥梁潜在病害,确保桥梁的运行安全,成为亟待解决的重大问题。

(1) 他提出以光纤传感为主体的铁路桥梁长期监测技术与方法,研发出适应铁路运行环境的监测、传感装置和智能监测平台,突破了监测设备自标定、自校准和长期稳定可靠等技术难题,实现了桥梁长期、远程、实时监测。

(2) 他提出了[基于准静力识别的统计对比诊断理论和基于多层束界法的]安全评估与分级预警预报方法,解决了桥梁安全状态的实时分析、自动诊断等技术难题,推动了桥梁安全评价技术的实用化进程。

(3) 研发了桥梁加固技术和适用的施工装备,解决了不中断行车条件下铁路桥梁横向振幅超限、承载力不足、墩台沉降等快速加固技术难题。

创新成果2003年应用于我国首座公铁两用大跨矮塔斜拉桥——芜湖长江大桥,起到了示范作用,2007年获铁道部重大科技创新一等奖。2004年以来,京广铁路及郑州黄河大桥提速工程、大秦重载铁路提高轴重扩能、秦沈客专、京沪高铁等多座桥梁的安全监测与病害整治中应用此成果,取得显著经济社会效益。先后获国家科技进步二等奖1项,省部级一等奖5项,均排名第一。

二、首次攻克野外恶劣环境下长期监测系统的稳定性、健康诊断的实时性与结构康复的快速性等关键技术难题,自主研发了极端恶劣环境下冻土区铁路路基远程自动监测与稳定性评价系统。

青藏铁路穿越550km的高原高寒多年冻土区,存在着冻胀、融沉、坍塌等潜在路基病害,如何及时发现病害,确保客车时速100km行车安全,是必须解决的关键问题。

(1) 率先提出了“利用长期自动监测替代人工观测实现冻土路基稳定性预测预报”的技术路线,并承担了此部分的研究和建造任务。研制出高精度冻土测温传感链和低功耗远程自动监测设备,建立了具有抗恶劣环境的现场监测基站,实现了冻土路基温度场和沉降变形的自动监测,解决了在生命禁区人工观测无法实施的技术难题。

(2) 建立了冻土地温分布与路基变形关系模型,提出了冻土路基稳定性评价和病害预测方法,实现了对冻土路基病害演化规律的预测预报。

上述成果实现了550km冻土路基86个断面12384个测点的自动采集、远程传输以及稳定性评价功能。系统自2005年运行以来,多次预测预报出可能出现病害的点,为青藏铁路的养护加固和行车安全提供了重要支撑。包含该成果核心技术(总体第六部分)的“青藏铁路工程”获2008年度国家科技进步特等奖。成果拓展应用于高寒高铁---哈大、哈齐高铁,以及嫩林、柴木铁路等多项冻土路基工程,为保障我国高寒地区冻土铁路行车安全发挥了重要作用。

三、最早开展大直径开敞式TBM掘进技术与故障诊断研究,创建了开敞式全断面岩石隧道掘进机集状态监测、故障诊断与高效掘进于一体的安全保障技术。

1995年在极硬岩秦岭特长铁路隧道首次采用TBM自主施工。TBM系统庞大、当时面临故障率高、刀具磨耗大等严重制约掘进效率等技术难题。

(1) 率先开展了TBM安全高效掘进技术研究,发现了刀具的损坏形式与磨损规律及制约机时利用率的关键因素,开发了故障诊断系统,制定了故障判别标准和维修保养规程;

(2) 提出了围岩与掘进参数耦合匹配的掘进方法,建立了开敞式TBM安全保障技术,为隧道安全高效掘进发挥了重要作用。

2003年该工程获国家重大工程一等奖。成果成功应用于大多数国内TBM施工工程,如云南那邦引水隧洞、西安南京铁路桃花铺和磨沟岭隧道,世界最长85km辽宁大伙房引水隧洞,取得好效益。成果于2005年获国家科技进步二等奖,排名1。

近两年来,他还针对高速铁路运输安全的迫切需求,提出了适用于高速铁路桥梁、路基、无砟轨道、无缝线路等基础设施的监测指标和方法,构建了京沪高速铁路基础设施监测技术体系和系统架构,并自主开发了分布式光纤传感钢轨裂纹在线监测与预警技术。目前,重点主持国家科技支撑计划《严寒地区高速铁路建造关键技术与装备研究》和铁道部重大课题《高速铁路线下工程病害检测与识别技术》等项目研究。2012年“基于光纤传感的工程结构长期监测技术”和“重载铁路桥梁和路基监测与强化技术”分获河北省技术发明一等奖和教育部科技进步一等奖。

杜彦良教授心系祖国铁路事业的发展,更重视对人才的培养。多年来,他严谨治学,精心育人,受到学生们的爱戴,更得到学校领导和同事的一致认可。主讲的《工程机械》被评为国家级精品课;主持的“构建适应新形势的复合型人才培养模式”教学改革荣获国家教学成果一等奖;作为国家级特色专业、创新团队、实验中心负责人,培养了30余名博士、硕士和逾百名企业技术骨干。先后获得了国家级杰出专业技术人才,国家级教学名师、铁道部先进科技工作者、铁道部火车头奖章、河北省优秀省管专家、河北省师德标兵等荣誉称号。

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