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李國豪對中國橋梁事業有什麽貢獻?

李國豪(1913 2005年4月13 ~ 2月23日)出生於廣東梅州市梅縣區。橋梁工程和力學專家、教育家、社會活動家。

1936同濟大學土木工程系畢業,1938至1945德國達姆施塔特工業大學橋梁工程與結構力學專業。分別在1940和1942獲得工學博士學位和特許教育博士學位,發表重要論文《懸索橋按二階理論實用計算方法》。從1946回國後,李國豪先後擔任上海市工務局工程師和同濟大學教授。1977-1984任校長,1994當選中國工程院首任院士。[1]

李國豪主要從事土木工程和橋梁工程領域的教學和研究。他倡導並親自組織實施了同濟大學的“兩個轉變”,對同濟大學的發展產生了長遠而深遠的影響。其橋梁工程專業達到國內領先水平,在國際上有重大影響。他是世界十大著名結構工程專家之壹。[2]

1913年4月13日,李國豪出生在廣東梅州市梅縣區李安堂村的壹個貧苦農民家庭。我父親早年參加過辛亥革命,後來到印尼經營壹家小雜貨店。我母親是個農婦。李國豪五歲時在村裏上小學,放學後幫媽媽做家務和農活。13歲時,李國豪進入梅州市中學二年級,在學校呆了三年。李國豪取得了優異的成績,獲得了全校演講比賽的獎項。

在16歲時,李國豪把目光轉向了外面的世界。大壹的時候,我離開了梅州,壹個人去了上海,順利考上了同濟大學。

我在德國預科班學習了兩年,預科班畢業的時候學了英語和德語,為以後的學習、深造和國際學術交流打下了基礎。李國豪升入同濟大學時選擇了工科,三年級分科時從機械工程轉到了土木工程。李國豪1936

16歲的李國豪。

以優異成績畢業於。畢業前夕的實習經歷決定了他未來的職業方向:他在杭州錢塘江大橋工地工作了壹個月,從此橋梁設計在他的生活中占據了重要位置。[4]

李國豪院士與外國專家在壹起。

1938年秋,李國豪獲得德國洪堡獎學金,赴德國達姆市斯塔德理工大學深造。在留學期間,他的表現和潛力引起了新任命的土木工程教授克雷貝爾的註意。渴求人才的克拉布看中了李國豪,並招募他攻讀博士學位。

1939年春天,李國豪結合當時漢堡即將修建的主跨800米的懸索橋項目,開始了他的博士論文研究。他從二階理論的彈性彎曲微分方程中認識到,懸索橋的應力相當於同時承受豎向荷載和軸向拉力的梁。由此引申出博士論文《基於二階理論的懸索橋實用計算方法》,該論文概念新穎,方法新穎,並通過模型試驗驗證,從而以優異的成績獲得了工學博士學位。論文發表在鋼結構雜誌上。這壹年,李國豪剛剛26歲。

1939年第二次世界大戰全面爆發。獲得博士學位後,李國豪不能回國,留在克雷貝爾的教研室進行科學研究。1942年,李國豪以論文《鋼結構分析的幾何方法》成為第壹個在德國獲得“特許教學工程博士”學位的中國留學生。這位雙博士在懸索橋、桁架橋和結構穩定性分析方面取得了創造性的成果。他的論文至今仍是經典懸索橋二階理論的寶貴歷史遺產,被各國教材引用,尤其是在土木工程界流傳“懸索橋李”的德國。[4]

第二次世界大戰結束後,李國豪和他的妻子登上了壹輛美國軍用火車,趕往巴黎。葉金根在回國途中生下了李貴華。幾個月後,他們乘船從法國到越南,於3月1946到達西貢(現改名為胡誌明市)。

不久,李國豪帶著葉金根和李貴華從西貢返回中國。還有劉閑的家人。到上海後,他在救濟處等了三天。工業部主任趙祖康安排他進入工務局結構部。後來同濟大學從四川遷回上海。從65438年到0946年,李國豪回到母校,成為土木工程系的主任。1946任上海市工務局工程師。[4]

李國豪同誌。

1948,同濟大學工程學院院長。

1952,院系調整後,被任命為同濟大學教務長,領導學校的專業建設,建立橋梁工程專業。1953年5月加入中國民主同盟。1955入選中國科學院第壹屆委員(院士),同年任武漢長江大橋技術咨詢委員會委員。1955開始培養橋梁工程研究生。1956起,歷任同濟大學副校長、第壹副校長,國務院科學發展計劃委員會主任。1956年2月加入中國* * *產黨。1958南京長江大橋技術咨詢委員會主任。上海力學學會成立於1959,並擔任首任理事。

65438年至0977年任同濟大學校長。他主持制定了同濟大學“嚴謹、求實、團結、創新”的校訓,提出了“兩個轉變”的方針,以恢復德國教學和與德國密切聯系的傳統以及同濟大學的綜合性大學發展定位。65438-0979任上海市科學技術協會第二屆主席,寶鋼顧問委員會首席顧問。

1981年論證提出寶鋼項目不要下馬,讓項目繼續建設。65438-0982,李國豪被任命為中國理論與應用力學學會第二副主席。1983年4月至1988年4月,任第六屆上海CPPCC主席。1984年,不再擔任同濟大學校長,出任名譽校長。1987以來,歷任上海南浦大橋、上海洋浦大橋、汕頭海灣大橋、虎門珠江大橋項目組組長,廣東伶仃洋大橋工程咨詢委員會首席顧問,上海至崇明公路穿越方案比選會專家組組長。

1994當選中國工程院首任院士。1996–2002年擔任上海國際航運中心洋山深水港項目歷次論證預評估會議專家組組長。2000年,他們與14院士聯名上書中央領導,建議加快洋山深水港建設。2002年擔任東海大橋名譽顧問。

2005年2月23日,17: 37,壹代橋牌大師在上海華東醫院去世,享年92歲。[4]

主要成就編輯

教學成果

在同濟大學的歷史上,李國豪扮演的角色最為長久和深遠。李國豪在同濟大學的建設和發展中發揮了重要作用,他所從事的橋梁工程學科達到了國內領先水平,在國際上具有重大影響。

在同濟大學做學術報告。

他倡導並親自組織實施了同濟大學的“兩個轉變”,領導學校恢復與德國的聯系和德國教學傳統的轉變,從以土木工程為主的單科性大學轉變為以理工科為主的多科性大學。“兩個轉變”的戰略構想,為同濟大學全方位、國際化建設格局的確立奠定了堅實基礎。他提出建設教學和科研兩個中心,組織學校大批科技人員帶頭進行經濟建設,促進了教學、科研和經濟建設的緊密結合。他還參與了上海黃浦江大橋的建設規劃和寶鋼的建設論證。為了實現綜合性大學的理念,恢復醫學專業,他遍訪海內外,廣泛接觸校友,推薦優秀人才。這期間學校經歷了很多大事,包括民主選舉校長,“211工程”,“985工程”,兩次合並等等。

理論成果

1,懸索橋位移理論的實用方法

李國豪在研究懸索橋撓度理論的實用方法中發現:

(1)懸索橋位移引起的非線性項相當於主纜水平拉力直接作用在加勁梁上的效應。根據這壹發現,等效模型不僅揭示了懸索橋的力學本質,而且壹下子簡化了這壹復雜的結構分析,特別是為振動分析鋪平了道路。

(2)非線性項的存在雖然使疊加原理失效,但影響線是橋梁計算中確定最不利加載位置的依據。考慮到大跨度懸索橋的活載小於恒載,李國豪提出了“奇異”影響線的概念,將非線性問題在有限的範圍內線性化。

(3)為了減輕反復試算和叠代計算的困難,李國豪找到了用三次線性理論計算然後插值的方法來解決問題。

以上三個基本思想構成了他實踐方法的骨架。這是20世紀40年代初具有重大意義的突破。在計算機普及的今天,人們可以輕而易舉地進行各種復雜的非線性分析,但李國豪的貢獻在方法論上具有永恒的意義,他的論文至今仍被各國引為懸索橋經典二階理論的寶貴歷史遺產。特別是在德國,土木工程界壹直流傳著“懸索橋李”的美譽。[7]

2.結構穩定性理論

在20世紀40年代初,理想中心壓桿的歐拉臨界力,即第壹類穩定分支屈曲載荷已被工程界所掌握,而偏心壓桿的第二類穩定壓潰載荷的研究仍處於探索階段。當時對於壓彎桿件是否存在分支點,包括壹些框架和拱,還缺乏明確的認識。

李國豪參與DIN4114規範的重要性在於區分兩種不同的穩定性問題。在1943中,他以能量變分的形式,提出了《彈性平衡分支的充分判別準則》壹文,從理論高度闡述了二者的本質區別和判別準則。他的研究表明,齊次方程描述的平衡是其他可能的非齊次方程或積分方程描述的平衡問題的特例。平衡點存在分歧點的條件是給定的平衡態不包含系統最低本征函數形式的變形分量。

該準則雖然沒有提供具體的穩定性驗算方法,但具有普遍的指導意義。它適用於具有初始彎曲或扭轉的實際結構,如板的翹曲、梁的傾斜、拱和剛架的屈曲、桿的彎扭屈曲和桁架橋的側向穩定性。[8]

3.離散桿系結構的連續性分析方法和桁架梁的彎扭理論。

桁架是壹種離散的桿系結構。在計算機出現之前的20世紀40年代,用經典力法分析超靜定桁架結構,即使只有十幾次,也是壹件非常繁重的工作。1943年,李國豪在分析壹個具有多個腹桿的復雜菱形桁架體系時,想到了當時處理懸索橋吊桿的“膜理論”,將離散的桁架體系變成連續體系,用微分方程處理。他精心推導了剛度換算的等效關系,並用模型試驗反復驗證。經過多次改進,他終於達成了理論與試驗的壹致,寫出了題為《桁架及類似體系的新計算方法》的論文,為桁架結構分析開辟了壹條新的途徑,在離散結構和連續結構之間架起了壹座橋梁。30年後,李國豪又拿起了這個武器,將桁架橋這種空間桿系結構與閉口薄壁構件的彎扭理論聯系起來,建立了“桁架梁的彎扭理論”,系統地解決了桁架結構空間分析、穩定分析、振動分析的整套計算方法。同時也闡明了武漢長江大橋搖晃現象的實質。

李國豪還將有限元法這壹新的概念引入桁架橋的分析中。他將連續桁架結構分成段,建立了專門的“桁架有限元”,其中包含了必要的位移參數,以反映桁架截面的翹曲和畸變。分段離散單元便於處理變截面、多跨連續的實際情況,並考慮桁架梁、拱和懸索的相互組合,達到了靈活多變的境界。特別是對於穩定性和振動分析,不僅可以大大節省計算時間,而且可以得到準確的結果。[9]

4.橋梁振動理論

在20世紀30年代,蒸汽機拉動火車通過時鐵路橋梁的強迫振動和沖擊系數問題是壹個非常熱門的前沿課題,沒有人想到研究懸索橋這樣復雜結構的振動。他很快找出了懸索橋的自振特性,並成功地將英格利斯移植到梁式橋的振動理論中,得到了滿意的答案。

50年代,他將懸索橋的振動理論推廣到“拱橋的振動問題”。

20世紀60年代,他承擔了結構抗爆的研究任務。結構抗爆問題的實質涉及鋼筋混凝土地下防護結構的彈塑性振動力學、土動力學和爆炸波力學,是壹門前沿的非線性振動學科。李國豪使同濟大學逐漸成為中國防護工程和地震工程的研究中心之壹。

從1978開始,面對我國日益增多的大跨度斜拉橋,李國豪從斜拉橋動力分析的有限元方法研究入手,開辟了橋梁抗風研究的新領域。經過多年的努力,培養了壹批人才;在橋梁風振理論領域,創造性地提出了“多模態耦合顫振”的新概念,澄清了國際上懸索橋顫振理論直接應用於斜拉橋所帶來的壹些模糊問題。改進了顫振分析的實驗方法和數值計算方法,不僅在國內占據領先地位,而且引起了國際工程界的關註。

在1988中,李國豪探索了斜拉橋的顫振後性能,這是壹個以前從未研究過的領域。目的是使斜拉橋這種經濟合理的橋型向更大跨度發展,最大限度地發揮其抗風潛力。他的理論研究取得了重大成果,闡明了斜拉橋顫振後振動不迅速發散的原因是由於拉索“有效彈性模量”的非線性,而不是實際中不存在的所謂“系統阻尼”。

在結構振動領域,他的貢獻涵蓋了車輛抗沖擊、抗爆、抗震、抗風等各個方面。從基於變分原理的近似解析方法到有限元的數值解,他經歷了計算機之前和計算機之後兩個不同的時代。他不僅是駕駛經典技術的大師,也是運用新技術的專家。[10]

5.梁橋荷載橫向分布理論及橋梁空間分析。

橋梁是壹種空間結構。為了使空間分析扁平化,荷載橫向分布的計算必不可少。各國學者在處理這個問題的過程中形成了許多派別。他們的力學模型大多是近似處理,都有各自的缺點。20世紀70年代初,李國豪被派到鎮北黃河大橋工作時,結合工程實際,分析比較了現有方法的優缺點,提出了壹種新的梁系模型,該模型原理簡單,也可以概括所有其他計算方法。這種力學模型的特點是將橋面縱向切開形成各個主梁單元,將幾個橫隔梁的剛度分配到橋面上。切割板縫中忽略法向力和縱向剪力,只保留兩個對荷載分配起主要作用的豎向剪力和彎矩。最後,利用計算荷載橫向分布的基本假設:用正弦荷載代替實際列車荷載,計算是實用的。通過模型試驗,驗證了該方法的合理性和足夠的精度,並進壹步編制了方便的圖表。新的梁系模型最接近實際橋梁,其精度高於梁網格系統模型。克服了各向異性板模型需要來回轉換的缺點,也體現了少數橫隔梁在計算中的重要作用。對於常用的鉸接板和鉸接T梁橋,只要進壹步略去板縫中的彎矩。於是,1977年,李國豪的著作《公路橋梁荷載橫向分布計算》的出版,成為了這個持續了30年的傳統課題的最後總結。

1978年,李國豪還發表了《拱橋荷載橫向分布的理論分析》壹文,大大改進了當時拱橋設計中普遍采用的荷載橫向分布非常粗糙的計算方法,如平均分布法或剛性分布法。拱橋作為壹種既受軸力又受彎矩作用的結構,其荷載分布規律與梁橋不同。在理論分析中,必須考慮相鄰拱單元之間的所有內力。李國豪將梁式橋的分析方法推廣到拱橋,建立了這壹理論,並用現場試驗結果驗證了這壹理論。1989年,他進壹步推廣了這種分析方法,完成了曲線橋荷載橫向分布計算的研究。

在李國豪對橋梁空間分析的貢獻中,除了他在《桁架梁的彎曲和扭轉理論》中所說的以外,特別應該提到他在1958中發表的文章《斜交各向異性板的彎曲理論及其在斜橋中的應用》。針對斜橋的實際結構,他通過斜坐標將正交異性板理論推廣到斜各向異性板的彎曲理論,使各向同性斜板理論和斜梁格構系統理論成為兩個特例。李國豪的開創性工作很快引起了國外力學工作者的註意,並被學術界以“李氏理論”的名義引用。[11]

論文作品

主要論文

1939基於二階理論的懸索橋實用計算方法

1942鋼結構分析的幾何方法

1943“桁架和類似系統結構分析的新方法”

主要作品

1952年,中國人在該領域編寫的第壹本中文教材《鋼結構設計》和《鋼橋設計》相繼出版。

1973桁架梁的扭轉理論-桁架梁的扭轉、穩定和振動,

李國豪的主要作品(5)

1977公路橋梁橫向荷載分布計算,

1980工程結構的地震動力學

1983橋梁結構的穩定性和振動

1987英文版箱形梁桁架橋專論分析。

1989工程結構抗爆動力學。[6]

獲獎記錄

1977上海市重大科技成果獎

1978全國科學大會獎

1981被協會選為世界十大著名結構工程專家。

1982上海市重大科技成果壹等獎

1982國家自然科學三等獎

1982年,李國豪獲得了德意誌聯邦共和國的歌德獎章。

1985年,達姆施塔特工業大學授予他工程學榮譽博士學位。

1985國家教委科技進步壹等獎

1986上海市科技進步壹等獎

1987國家科技進步二等獎

1987年,聯邦德國授予他大十字功勛獎章。

1987被協會授予“國際結構工程優秀獎”。

1988上海市科技進步壹等獎

1993中國教育委員會科技進步三等獎

1995獲“賀亮合力基金科技進步獎”。

1996獲“陳嘉庚技術科學獎”。

2003年當選首屆“上海教育英雄”[5]。

外部評估編輯器

吳:李國豪崇尚真知、嚴謹求實的學風,孜孜不倦教書育人、立校為公的高尚品德,為同濟大學留下了寶貴的精神財富。[3]

周祖翼和裴鋼:“在同濟大學的百年歷史中,李國豪發揮的作用和影響最長久、最深遠,堪稱‘同濟之魂’。”[3]

中國民主同盟網站評論:李國豪院士的壹生幾乎可以用兩個字來形容:科學和愛情。為愛獻身科學;他壹生從事科學,至今仍保持著壹個普通人對人民、對人類社會、對祖國的深深熱愛。正所謂“科學孕育真實,偉大在於平凡”。[12]

人民網:用終身人才搭建橋梁[13]

中國民間科技網:在科研工作中,李國豪倡導實事求是的作風和嚴謹科學的態度,以艱苦奮鬥、鍥而不舍的精神解決了許多結構理論中的難題。李國豪的思維方法是開創性的,他的成就閃耀著智慧的光芒,從而在世界和中國贏得了威望。[14]

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