寻找科技创新领域的“毛相林” | 他们，是九龙坡科技创新典型（之七）
当前，九龙坡区正积极融入成渝地区双城经济圈建设，大力推动西部（重庆）科学城九龙坡片区开发建设，朝着建设成渝“双城”“双核”重要的科技创新新高地、打造科技支撑的创新发展引领区奋勇前进。区委、区政府将持续推进创新驱动发展战略，高度重视科技人才队伍建设，团结带领广大科技工作者争做高水平科技自立自强排头兵，加快打造科技创新新高地，协同推进西部（重庆）科学城建设，深化国家自主创新示范区建设，推动九龙坡高质量发展之路越走越宽广，以优异成绩迎接党的二十大胜利召开。
中机中联工程有限公司工程师刘孝辉：
一位执着的桥梁人
推动重庆桥梁科技创新发展之路
重庆作为中国桥都，不断建设各种结构和功能的桥梁，本地人形象地称之为“大河上面扛盖盖”。这既是自豪的夸赞，也是无奈的调侃。原因是重庆主城空间十分有限，“盖盖”“扛”多了，实则空间利用效能不高，且不断加深交通规划复杂性，为“疏”反“堵”；此外，太密集的桥梁会打破城市风貌平衡，破坏山水城市的整体美感。因此，推动建设功能高效整合的复合交通系统，实现一个规划通道位置承载多个通道功能，就成了重庆桥梁科技创新发展的必由之路。中机中联工程有限公司工程师刘孝辉就是这项事业的开拓者之一。
38年来，刘孝辉不断创新，执着进取，以科技创新塑造桥梁功能之美，以桥梁美学成就重庆城市之美，铸就了多个重庆城市名片。设计筑造了一座座成为城市名片的跨江大桥，实现了技术创新与美学创意的完美结合，成为市民们喜爱于心的城市记忆，为打造富含重庆山、水城市地域特征的中国“桥都”文化做出了卓越贡献。
主持设计菜园坝长江大桥
率先实现山地城市复合交通共建模式
2003年，刘孝辉接到任务对菜园坝大桥进行设计，桥型选用哪种？采用哪种结构？实现哪些功能？如何结合重庆山地城市特点……一系列的问题摆在刘孝辉面前。在他看来，当时重庆有鹅公岩大桥为代表的悬索桥，有黄花园大桥和石板坡长江大桥为代表的刚构梁桥，有石门大桥和李家沱大桥为代表的斜拉桥，而从桥型上来看，市民对重庆修一座拱桥表达出了极强的愿望。但若菜园坝长江大桥设计成拱桥，重庆长江段的水位落差很大，而常规拱桥一定会存在水平推力，如果在水位落差很大的场地上修建一个高墩来承受水平推力，既不经济也不合理。
经过与团队反复思考论证，刘孝辉与团队在结构体系上进行改进。在设计上，从有推力拱设计跨越到无推力拱设计，在结构体系上，通过对拱的两端各增加一个水平的约束力，由此将水平推力变成内力，成功地消解掉水平推力对桥墩结构带来的隐患。
水平推力的问题解决了，桥梁的功能性上，该怎么考虑呢？刘孝辉表示，重庆主城两江环绕、山脉阻隔、地形高差起伏大、过江通道资源稀缺、市政建筑密集，给城市交通规划带来极大困难。经过与团队论证，结合重庆山地城市特点，率先实现了公、轨复合交通共建模式的构想，刘孝辉认为由于过江资源的稀缺，加之两岸的交通组织受限，要尽可能地减少线位交叉，并满足交通功能需求，采用了既经济又美观的结构形式——上面走汽车，下面走轨道的创新方式。
同时，刘孝辉与设计团队还原创性地提出了创新的“刚构、钢桁梁、钢箱系杆拱组合结构”体系，建立了具有“安全、经济、美观”特性的适合于公、轨复合交通的钢桁梁典型截面型式，探索出在长江中上游段实现大吨位、大节段钢桁梁整体制作、运输、安装的建桥工法。而公、轨复合交通共建模式和适合于公、轨复合交通的钢桁梁典型截面型式，成为后期跨江桥梁建设的样板，相继建成了相同主梁型式的大跨度公、轨两用桥群，形成了独特的城市建筑风格。
该项目由此获得第九届中国土木工程詹天佑奖、2008年度全国优秀工程勘察设计铜奖、重庆市优秀工程设计一等奖、重庆市科技进步二等奖等诸多奖项，并被中国勘察设计协会推举为全国勘察设计行业庆祝新中国成立七十周年优秀勘察设计项目。
走技术创新之路
推动桥梁美学与城市风貌有机结合
继菜园坝大桥之后，刘孝辉更加坚定地推动以桥梁美学铸就城市之美，实践山水景观城市桥梁美学和城市风貌的有机融合。
在主持东水门大桥、千厮门大桥设计工作时，为使庞大的桥隧结构物有机融入周边环境，刘孝辉与项目技术团队确立了斜拉桥基本结构体系和空间曲面外轮廓天梭造型的桥塔构造外形，以透空轻盈的敞开式三角形桁架主梁断面和单索面稀索体系布置来满足车辆桥面行驶中的开阔视野要求，形成了山-水-城景色浑然一体、尽览无余的格局。但支撑这一理念的必要构造和设计模式，不符合当时技术规范的理论假定，设计上无经验借鉴，技术评审出现很多争议。
此时，是放弃创新构想、循规蹈矩，还是大胆突破标准的严重制约、填补技术空白？这个难题摆在了刘孝辉面前，有着多年桥梁设计经验的刘孝辉以精准的科学预判，选择了技术创新之路。承受着学术分歧、同行质疑、工期紧迫、成败未知的多重压力，他带领团队和时间赛跑，推进理论模型分析、开展实体模型实验，熬过难以计数的不眠之夜，最终科学、严谨地验证了设计方案各个指标的合理性、可靠性。
为了减少对环境的破坏，刘孝辉和设计团队在斜拉桥本身设计上实现了很大突破，他举例说：“别的拉索桥拉索一般每8米一对，是很密集的，而东水门长江大桥的拉索是每16米一根，对视线的遮挡相对较少，游客从桥上坐车经过时，能够清楚地看到窗外的风景。”为此，他和团队也做了无数次的结构验证实验，确保减少拉索但不影响桥的结构安全。此外，东水门长江大桥和千厮门嘉陵江大桥设计了轨道列车救援工况，也就是说，如果一列轨道列车坏在了桥上，另一列车可以来连挂，另一个方向的轨道列车通行还不受影响，这是比菜园坝大桥更优化的设计。
每一项技术的创新，都离不开科学的论证和试验的检验；每一座桥梁外在的美观、内在的生命力以及完善的承载功能，都离不开各行业的优势互补和技术融合。在刘孝辉负责实施的众多工程项目中，立足科技创新，依靠团队协作，突破技术瓶颈，实践了桥梁结构融入美学设计的艺术理念，促进了行业中设计、科研、试验检测、施工、制造、管理的跨界融通发展。他还结合自身积累几十年对桥梁的畅想和理解，多次走进课堂，向中小学生们传播桥梁主题文化和创新思想。如今，他主持设计的重庆郭家沱长江大桥，也已实现主梁施工合龙，即将为重庆主城、为生态新区再添新桥。
中煤科工集团有限公司研究员王清峰：
深耕煤矿安全领域 提升煤矿井下智能化水平
2016年以前，国内煤矿井下使用的钻机都只能在施工现场操作，人员距离孔口最远不会超过10米，在这种状态下，一旦发生煤与瓦斯突出、岩石弹射或者涌水，操作人员基本上不能幸免。而选用可远程控制的智能化钻井装备是实现减人增效及安全生产的有效措施。2008年—2016年，中煤科工集团重庆研究院有限公司研究员王清峰作为自动钻机研制项目负责人，用8年的时间，实现了钻井智能化。
自参加工作30年来，王清峰专注于煤矿安全领域，先后承担国家科技重大专项课题、国家重点研发计划项目、重庆市重点项目及重庆研究院项目等100余项，其研发成果被大量推广应用，创造直接经济效益20多亿元。
8年时间首创自动钻机
实现井下钻进施工智能化
“煤矿井下钻机钻孔是瓦斯、水害、冲击地压等煤矿常见灾害的主要防治手段，为煤矿安全生产提供了较好的保障。”王清峰表示，在钻孔过程中，煤与瓦斯突出、突发性岩石弹射与涌水等事故仍然难以避免。特别是在重庆、四川、贵州、河南、安徽等高瓦斯地区，瓦斯抽采孔施工过程中，突出事故频繁发生；在山东等冲击地压影响严重地区，防冲卸压孔施工过程中，时有事故发生，安全隐患极大；在神东等以水害防治为主的矿区，人员长期处于孔口下方，职业健康状况极差，且存在较大安全隐患。加之煤炭生产的劳动力优势日渐式微，招工难、用工难、留工难等问题日渐凸显，智能化程度更高的生产装备研制就显得尤为重要。
2008年，国家发改委列专项研制煤矿井下远距离控制钻机，后经国家科技重大专项、国家重点研发计划等国家级项目的持续支持研制自动钻机，王清峰作为项目负责人全程参与研制工作。2009年，项目取得了阶段性成果，实现井下钻机的远距离控制，远程距离大于150米，人员安全得到一定程度保障，填补了当时国内煤矿井下远距离控制钻探技术及装备的空白；2011年，实现地面控制井下钻机，控制距离大于20千米；2015年，实现地面控制井下自动钻机，包括自动打钻、移机及锚固等功能；2016年，煤矿井下用自动钻机研发成功，形成多个自动钻机系列化产品。该系列钻机在淮南、平煤、郑煤、神东、兖煤、淄矿、中煤新集、新疆焦煤等国内大型煤企推广应用，对煤矿减人增效和安全高效生产起到了巨大的促进作用。
记者了解到，作为首创的煤矿井下远距离自动控制钻机，首次实现了井下钻进施工智能化，该成果获2017年中国专利奖优秀奖，重庆市科技进步二等奖。
中国煤科首席科学家
推动煤矿安全领域科技进步
1990年，王清峰从山东科技大学矿山机械专业毕业，随后进入煤炭科学研究总院重庆分院工作，从事煤矿安全装备的研究工作。现为中国煤炭科工集团首席科学家、国家科技奖评审专家、入选重庆市科技创新领军人才。王清峰团队通过30年持续研究，开发了适应不同煤岩层条件的钻探装备及成孔工艺技术；研制了松软煤层高转速、全程护孔钻进技术及装备，大大提高了钻孔深度和成孔率；开发了钻孔轨迹控制及成套装备，使钻孔轨迹可控；开发了“一键”控制全自动钻机，提升了煤矿井下钻机的智能化水平，为“机械化换人，自动化减人”作出了重要贡献，对于解决瓦斯隐患、保障煤矿的安全生产起到积极作用。
申报的国家重点研发计划项目“煤矿井下瓦斯防治无人化关键技术与装备”，项目核心成果获2021年度中国煤炭工业科学技术奖一等奖，并在2021年的“十三五国家科技创新成就展”中展出，获得国家科技部的肯定。多年来，其研究成果获中国专利优秀奖1项，省部级一等奖3项、二等奖7项、三等奖4项。公开发表学术论文40余篇，授权发明专利35项；其研发成果被大量推广应用，创造直接经济效益30多亿元；先后培养博士研究生2名，硕士研究生6名，团队现有在读博士研究生3人，硕士研究生2名；培养集团公司及重庆院首席专家5人，团队晋升高级职称9人，中级职称25人。
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