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專家信息 科學研究 論文專著 媒體報道

專家信息:


張仲卿,男,生于1940年4月,四川省內江市人。1964 年畢業(yè)于成都科技大學水利系,F(xiàn)任廣西大學土木建筑工程學院教授。

榮譽獎勵:

1.享受國務院政府特殊津貼。

2.1997年獲廣西先進工作者榮譽稱號。

3.獲省部級科技進步二等獎3項(第1)。

4.2004年4月獲得全國“五一”勞動獎章。

培養(yǎng)研究生情況:

指導碩士研究生20余名,培養(yǎng)博士研究生6名。

科學研究:


研究方向:

從事水工建筑專業(yè)教學和科研工作。

承擔科研項目情況:

1.龍灘碾壓混凝土承載能力研究,國家“八五”重點科技攻關項目。

2.碾壓混凝土高拱壩承載能力研究,國家“八五”重點科技攻關項目。

3.碾壓混凝土性能研究,國家“八五”重點科技攻關項目。

4.三峽水電站鋼襯鋼筋混凝土壓力管道研究,三峽工程開發(fā)總公司。

5.三峽水電站壓力引水管道結構模型試驗研究,三峽工程開發(fā)總公司。

6.碾壓混凝土拱圍堰研究,三峽工程開發(fā)總公司。

7.三峽水電站壓力引水管道大比尺仿真結構模型試驗研究,三峽工程開發(fā)總公司。

8.三峽廠房振動分析研究,三峽工程開發(fā)總公司。

目前主要研究課題:

1.100m以上碾壓混凝土高拱壩設計理論研究(屬‘九·五’國家重 點科技攻關項目)。

2.200m級碾壓混凝土重力壩碾壓混凝土特性研究(屬‘九·五’國家重 點科技攻關項目)。

3.水電站壓力引水管道研究(屬三峽工程研究項目)。

科研成果:

在碾壓混凝土拱壩筑壩技術和仿真結構模型試驗方面處于國際先進水平。主要成就和貢獻有:

1.提出碾壓混凝土拱壩理論,率先研究碾壓砼拱壩筑壩技術,在國內外已獲廣泛推廣應用。

2.在國內外首先將仿真結構模型試驗用于高碾壓混凝土拱壩及重力壩。

3.揭示了碾壓混凝土重力壩沿層面呈臺階式破壞兩種模式,對設計有啟迪和指導作用。經電力工業(yè)部鑒定達到國際先進水平。

論文專著:


發(fā)表論文:

1 基于非概率可靠度理論的拱壩安全度評價 夏雨; 張仲卿; 趙小蓮; 周滿元; 黃福來; 王大偉 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學材料科學與工程學院; 廣西交通規(guī)劃勘察設計研究院 【期刊】水利水運工程學報 2010-09-15

2 超高建筑安全施工狀態(tài)智能監(jiān)控系統(tǒng)設計 田湛君; 李勁; 畢衛(wèi)紅; 張仲卿 鞍山師范學院高等職業(yè)技術學院; 鞍山泰施科技開發(fā)有限公司; 燕山大學; 廣西大學土木學院 【期刊】四川建筑科學研究 2010-02-25

3 分期澆筑混凝土結合面上初始溫度的取值方法 李東陽; 劉波; 夏雨; 張仲卿 中國礦業(yè)大學力學與建筑工程學院; 廣西大學土木建筑工程學院 【期刊】中國礦業(yè)大學學報 2010-07-15

4 大體積混凝土施工期最高溫度計算方法研究 夏雨; 王大偉; 周月娥; 張仲卿; 張永祥 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西水利電力職業(yè)技術學院 【期刊】人民黃河 2009-01-20

5 水平層縫結合強度對高拱壩承載能力的研究 趙小蓮; 張仲卿; 夏雨 廣西大學資源與環(huán)境學院; 廣西大學土木建筑工程學院 【期刊】紅水河 2009-06-25

6 水電站框格重力壩應力及穩(wěn)定分析 張益智; 李金友; 唐若晗 ; 張仲卿; 趙小蓮 廣西大學土木建筑工程學院 【期刊】廣西大學學報(自然科學版) 2010-02-20

7 水電站廠房樓板振動分析 沈可; 張仲卿 廣州市建設委員會; 廣西大學土木建筑工程學院 廣東廣州; 廣西南寧 【期刊】人民長江 2003-01-30

8 兩岸巖體對重力壩承載能力的影響 張偉; 張仲卿 廣西大學土木工程學院; 廣西大學土木工程學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】水利水電技術 2003-03-20

9 碾壓混凝土層面抗剪(斷)特性尺寸效應研究 張仲卿 廣西大學 廣西南寧 【期刊】水力發(fā)電 2003-06-21

10 碾壓混凝土拱壩沿層面破壞機理研究 張仲卿 廣西大學土木建筑工程學院 廣西南寧 【期刊】水利學報 2003-02-28

11 超高水頭雙鋼襯鋼筋混凝土引水壓力管道的優(yōu)化設計 馬少坤; 張仲卿; 陳昌祥; 胡純; 陳慶發(fā) 同濟大學地下建筑與工程系; 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學資源與環(huán)境學院; 廣西大學資源與環(huán)境學院 上海; 廣西南寧 【期刊】廣西大學學報(自然科學版) 2005-09-30

12 水電站廠房動力分析模型的選取比較 沈可; 張仲卿 廣州市房屋鑒定事務所; 廣西大學土木建筑工程學院 廣東廣州; 廣西南寧 【期刊】紅水河 2003-03-30

13 三維抗滑穩(wěn)定分析中的點安全系數(shù)法 沈可; 張仲卿 廣州市房屋鑒定事務所; 廣西大學土木建筑工程學院 廣東廣州; 廣西南寧 【期刊】人民珠江 2003-04-25

14 巖灘水電站廠房水力振動計算 沈可; 張仲卿; 梁政 廣州市中心區(qū)交通建設公司; 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學土木建筑工程學院 廣東廣州; 廣西南寧 【期刊】水電能源科學 2003-03-30

15 沙牌碾壓混凝土拱壩仿真結構模型試驗研究 張仲卿 廣西大學土木建筑工程學院 廣西南寧 【期刊】水電站設計 2003- 12-30

16 增設孔口牛腿對雙曲拱壩應力的影響 趙小蓮; 張仲卿 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學土木建筑工程學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】廣西大學學報(自然科學版) 2003-12-30

17 100m級薄碾壓混凝土雙曲拱壩施工及運行期溫度場研究 趙小蓮; 張仲卿; 楊仕升; 朱衛(wèi)國 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學土木建筑工程學院 廣西 南寧; 廣西 南寧 【期刊】紅水河 2004-09-25

18 招徠河碾壓混凝土拱壩施工期的溫度應力分析 趙小蓮; 張仲卿 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學土木建筑工程學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】中國農村水利水電 2004-11-20

19 壩頂開孔的雙曲拱壩設置水平梁和閘墩的應力分析 趙小蓮; 張仲卿 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學土木建筑工程學院 廣西 南寧; 廣西 南寧 【期刊】水利水運工程學報 2004-10-20

20 100m級薄碾壓混凝土雙曲拱壩施工期的溫度應力分析 趙小蓮; 張仲卿 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學土木建筑工程學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】云南水力發(fā)電 2004-08-15

21 真空輔助壓漿在后張法預應力結構中的應用 石寶山; 楊東海; 張仲卿 廣西公路橋梁工程總公司; 廣西大學土木工程學院 【期刊】西南公路 2005-02-15

22 大型水電站發(fā)電進水口水流流態(tài)研究 張仲卿; 梁軍賢; 魏有健 廣西大學; 廣西大學 【期刊】水力發(fā)電 1999-04-21

23 試件尺寸對碾壓混凝土層面抗剪斷強度的影響 韓曉鳳; 張仲卿 廣西大學土木工程學院; 廣西大學土木工程學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】人民長江 2002-07-30

24 大型引水壓力管道軸向應力分析計算研究 張仲卿 廣西大學 廣西南寧 【期刊】水力發(fā)電 2002-12-21

25 振型分解反應譜法計算拱壩地震動應力 沈可; 張仲卿 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學土木建筑工程學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】廣東水利水電 2002- 02-28

26 高碾壓混凝土拱壩橫縫開度對拱壩安全的影響 韓曉鳳; 張仲卿 廣西大學土木工程學院; 廣西大學土木工程學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】紅水河 2002-03-30

27 高碾壓混凝土拱壩超載的有限元分析 韓曉鳳; 張仲卿; 張偉 廣西大學土木工程學院; 廣西大學土木工程學院; 廣西大學土木工程學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】紅水河 2002-09-30

28 取消高水頭電站壓力鋼管近廠房段伸縮節(jié)研究 張仲卿 廣西大學土木工程學院 【期刊】廣西大學學報(自然科學版) 2000-03-15

29 肋形樓蓋有限元動力分析中的幾個問題 沈可; 張仲卿 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學土木建筑工程學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】廣西工學院學報 2001-12-30

30 大跨徑拱橋靜動載測試及其仿真技術的分析研究 韓曉鳳; 張仲卿 ; 周鑫 廣西大學土木工程學院; 廣西大學土木工程學院; 廣西大學土木工程學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】廣西交通科技 2001-12-30

31 大直徑壩內壓力管道破壞機理研究 張仲卿 廣西大學土木系 【期刊】水利學報 1994-05-10

32 龍灘碾壓混凝土重力壩試驗研究 張仲卿; 梁政; 魏有健; 容造慶; 梁軍賢 廣西大學土木系 【期刊】廣西水利水電 1996-09-15

33 三峽水電站壓力管道下彎段非線性分析 程綱為; 張仲卿 廣西大學土木系 【期刊】人民長江 1998-09-20

34 碾壓混凝土重力壩破壞機理研究 張仲卿 廣西大學 【期刊】水力發(fā)電 1998-11-21

35 三峽水電站鋼襯鋼筋砼壓力管道承載能力研究 張仲卿; 梁政; 魏有健 廣西大學土木建筑工程學院 【期刊】廣西大學學報(自然科學版) 1998-12-15

36 巖灘水電站壩內埋管大比尺仿真模型結構試驗研究 張仲卿; 梁政; 魏有健; 陳華業(yè); 廖禮招 廣西大學; 廣西大學; 廣西水電科研所 【期刊】水力發(fā)電 1992-05-15

37 壩內埋管仿真模型試驗研究 魏有健; 黃建鳳; 張仲卿 ; 梁政; 蘭色文 廣西大學上木工程系; 廣西大學上木工程系 【期刊】廣西大學學報(自然科學版) 1992-09-30

38 拱壩考慮扭轉作用拱冠梁法的改進 張仲卿 廣西大學土木系 【期刊】廣西水利水電科技 1981-06-30

39 箱形空心拱壩的空間框架法 張仲卿 廣西大學土木系 【期刊】廣西水利水電科技 1981-08-29

40 用空間桿件有限單元法計算鋼筋混凝土渡槽桁架拱和肋拱內力 張仲卿; 沈舜鶯; 蘇德富 廣西大學; 廣西大學 【期刊】廣西水利水電科技 1982-03-02

41 非對稱拋物線雙曲拱壩的應力分析研究 張仲卿; 梁政; 魏有健; 黃健鳳 廣西大學; 廣西大學 【期刊】水利學報 1990-05-31

42 碾壓混凝土拱壩設計和應力分析研究 張仲卿 廣西大學 【期刊】水利學報 1992-07-29

43 龍灘碾壓混凝土重力壩層面抗剪與穩(wěn)定分析 張仲卿 慶?涌谀雺夯炷翂谓ǔ20周年暨龍灘 200m級碾壓混凝土壩技術交流會論文匯編 【會議】慶?涌谀雺夯炷翂谓ǔ20周年暨龍灘200m級碾壓混凝土壩技術交流會論文匯編 2006-05-01

44 廣西下橋碾壓混凝土拱壩施工仿真分析 夏雨; 李東陽; 張仲卿; 余穎燁 廣西大學土木建筑學院; 廣西大學土木建筑學院; 廣西大學土木建筑學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】東北水利水電 2007-04-15

45 招徠河薄碾壓混凝土雙曲拱壩溫控防裂措施分析 趙小蓮 ; 張仲卿 廣西大學資源與環(huán)境學院; 廣西大學土木建筑工程學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】云南水力發(fā)電 2007-10-15

46 浩坤水電站拱壩應力穩(wěn)定分析 廖勇剛; 張仲卿; 田凱 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學土木建筑工程學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】小水電 2007-12-15

47 水平層縫和橫縫對錦屏高拱壩破壞機理研究 趙小蓮; 張仲卿 ; 夏雨 廣西大學資源與環(huán)境學院; 廣西大學土木建筑工程學院 【期刊】中國農村水利水電 2008-12-15

48 混凝土碾壓薄層對壩體溫度場的影響 夏雨; 張仲卿; 李東陽; 趙小蓮; 宋玉峰 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學土木建筑工程學院; 廣西大學資源與環(huán)境學院; 廣西建設職業(yè)技術學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】人民黃河 2008-03-20

49 水平層縫和橫縫對錦屏高拱壩結構響應的研究 趙小蓮; 張仲卿 廣西大學資源與環(huán)境學院; 廣西大學土木建筑工程學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】人民長江 2008-03-05

50 大體積混凝土施工期溫度場的隨機有限元分析 夏雨; 張仲卿; 趙小蓮; 宋玉峰 廣西大學土木建筑學院; 廣西大學土木建筑學院; 廣西大學資源與環(huán)境學院; 廣西建設職業(yè)技術學院 廣西南寧; 廣西南寧 【期刊】人民黃河 2008-05-20

媒體報道:


RCC拱壩研究的開拓者

記廣西大學土木建筑工程學院教授張仲卿

碾壓混凝土(Rolled Compacted Concrete,簡稱RCC)筑壩技術,自問世以來至20世紀80年代初,世界各國都是用在重力壩建設上。近十幾年來,這種狀況有了突破,已被逐漸推廣應用到拱壩施工。實現(xiàn)這一突破的主要貢獻者,就是廣西大學土木建筑工程學院博士生導師張仲卿教授。

張仲卿1964 年畢業(yè)于成都科技大學水利系,從事水工建筑專業(yè)教學和科研工作38年,曾先后主持設計大龍洞等5個大中型水庫電站;主持完成了巖灘、三峽、長洲、百色和龍灘等大型水電站的15項科研項目,以及“八五”、“九五”國家重點科技攻關項目子題3項;發(fā)表學術論文32篇,出版了《碾壓混凝土拱壩》、《三峽水電站壓力管道結構分析》兩本專著;獲得省部級科技進步獎4項,廣西優(yōu)秀論文獎2項。他努力把科研與生產緊密結合起來,為國家和地方的重點工程建設服務,提供了許多有意義的數(shù)據,作出了積極的貢獻,被譽為“科研與生產結合的范例”。

RCC拱壩研究的第一人

RCC筑壩技術自20世紀70年代問世以來,已在世界各國普遍應用,在我國尤為迅速,因為與常規(guī)混凝土相比,RCC具有可節(jié)約單位水泥用量、水化熱溫升低、施工工藝簡單、工期短等優(yōu)點,更適應我國大規(guī)模工程建設的要求。

以往RCC主要用在重力壩上,用于拱壩很少。其原因是,拱壩的結構作用與重力壩有本質區(qū)別,拱壩采用的是超靜定結構,主要通過拱的作用,將上游水壓力荷載傳達到兩岸壩基。常規(guī)拱壩施工,是用橫縫將壩體分割為許多獨立的壩塊進行澆筑,在壩塊冷卻到適當溫度后再對橫縫灌漿,形成整體,以發(fā)揮拱的作用。這與RCC不設或少設橫縫、大倉面薄層澆筑、連續(xù)上升、簡化溫控的施工原則不相符。

RCC拱壩的優(yōu)點,吸引了許多中國學者和工程師,也吸引了張仲卿。1984年 月,原國家水電部部長錢正英到廣西檢查工作,對正在建設的巖灘水電站提出,要把巖灘圍堰作為三峽三期圍堰的試圍堰。張仲卿聽后,頭腦中閃現(xiàn)了一個能否把RCC用于拱壩施工的念頭。巖灘圍堰混凝土量高達M3,按常規(guī)方法施工,需要 天。采用RCC重力圍堰也要 天。要是采用RCC壩圍堰,不僅工期可大大縮短,而且比RCC重力圍堰可節(jié)約混凝土約9萬M3。他的想法得到廣西水電設計院的支持,很快一項RCC拱圍堰試驗項目得以立項,由此拉開了他RCC拱壩研究的序幕。他結合54. 5m高巖灘上游圍堰工程,通過模型試驗和理論分析,對采用RCC拱圍堰的可行性進行研究后,在1986年第3期《紅水河》雜志上,發(fā)表了《RCC拱圍堰的設計計算和試驗研究》論文,提出了RCC拱壩新概念,闡述了RCC拱圍堰的布置特點、穩(wěn)定計算和應力分析方法,分縫方法、圍堰的運行狀態(tài)及施工方法,解決了修建RCC拱壩的關鍵技術難題,為發(fā)展RCC拱壩奠定了基礎。

1988年1月,由張仲卿主持的巖灘RCC拱型圍堰正式動工,只用了5個月工程順利竣工。這是世界上第一個碾壓混凝土拱圍堰,比南非Knellpoort拱壩還早,其技術具有開創(chuàng)性。大壩建成當年就經受了多次洪水沖擊,安然無恙。

RCC在巖灘拱型圍堰的成功,極大地鼓舞了張仲卿,在此基礎上,他又開始了新的研究,對RCC拱壩的壩肩穩(wěn)定、應力分析、裂縫影響、施工工藝、反饋分析和承載力等方面開展了孜孜不倦地探索。他負責完成的國家“八.五”重點科技攻關項目子題《龍灘RCC重力壩承載能力研究》,揭示了RCC重力壩沿層面呈臺階式破壞和基礎破壞兩種模式。經電力工業(yè)部鑒定,該研究成果達到國際先進水平。他主持研究的“九.五”國家重點科技攻關子題《高RCC拱壩承載能力研究》,發(fā)現(xiàn)了RCC拱壩沿層面破壞的機理,采用仿真結構模型研究RCC承載能力及溫度應力,其研究水平居國內國際前列。

1991年,他在《紅水河》雜志第3期上發(fā)表論文《碾壓混凝土拱壩設計》,同年10月他應邀出席了在北京舉行的國際RCC大壩學術會議,論文被收入大會論文集,并在大會上宣讀;1992年其論文《RCC拱壩設計和應力分析研究》在《水利學報》上發(fā)表,進一步論述了RCC拱壩的體形、裂縫、應力、穩(wěn)定等問題,論文被俄羅斯《動力》雜志摘錄。這些研究成果都是具有開創(chuàng)性的。

1997年張仲卿對RCC拱壩研究,進入了一個新的階段,他有幸參與高132米四川沙牌RCC拱壩的研究,并第一次在研究中采用了大規(guī)模仿真結構模型。此前,也有人用過此類模型,但規(guī)模都比較小。正是這一研究方法的創(chuàng)新,使他在分縫、應力、溫度等方面的研究取得了較好的成果。

十幾年來,張仲卿為巖灘、沙牌等重大工程建設提供了許多有意義的數(shù)據和建議。特別是經過一系列深入研究,他提出的“采用不分縫通倉薄層連續(xù)上升施工方法,產生的溫度裂縫不會危及低拱壩安全”的新觀點,引起了我國水電工程著名專家的高度重視。我國水力資源豐富,有大量的中、小型拱壩要建設,如這一創(chuàng)新理論成立,將對我國水電事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。在正常條件下,建一座60-80m高的拱壩,采用常規(guī)混凝土拱壩技術,需要2-3年時間,而采用RCC拱壩技術卻只要一個冬春。同時,RCC拱壩,還可降低工程建設成本,以溫泉堡、普定RCC拱壩為例,節(jié)省資金都在1000萬元以上,約占整個工程投資的5%。

RCC在拱壩的應用與創(chuàng)新,推動了我國RCC拱壩的建設。1994年,高75米的普定RCC拱壩和高48米的溫泉堡RCC拱壩相繼建成。目前,世界上已建成和正在建的RCC拱壩有16座,除南非建成3座小型RCC拱壩外,其余都建在我國。特別是正在興建中高132米的四川沙牌RCC拱壩,是目前世界上最高的RCC拱壩,標志著我國RCC拱壩建設達到了一個新的高度。在推進我國RCC拱壩發(fā)展中,張仲卿功不可沒,潘家錚院士稱贊他,“是中國從事RCC拱壩研究的開拓者之一”。“他的研究緊密結合工程實際進行,是貫徹中央科研面向生產、生產依靠科研方針的良好范例”。

造世界最大的引水壓力管

走進寬敞的廣西大學結構實驗室,只見靜力臺上安放著兩個直徑1米多、外面襯著鋼筋的鋼彎管,科研人員正忙著將上千條檢測線往儀器上接。張教授告訴記者,這是按1:9建立的三峽水電站鋼襯鋼筋引水壓力管上、下彎段模型。

三峽工程是舉世矚目的我國第一大水電工程,電站總裝機容量達18200MW ,電站共有26臺機組,單機容量700MW,設計水頭(含水擊壓力)7141米。要保證如此巨大容量的發(fā)電機正常發(fā)電,需要建造能輸送1000m3/s流量引水壓力管道。根據設計,管道的直徑為12. 4米,比四層樓房還要高,為世界水電站引水壓力管之最,比目前美國大苦力水電站管徑12. 2米管道還大0. 2米。

引水壓力管道,是電站的大動脈,稍有閃失,就會危及電站安全。因此,建造技術要求極高,美國大苦力水電站壓力管所用的鋼板厚度達54mm。這給三峽工程建設出了一道很大的難題,目前我國能生產的最厚鋼板只有36mm。如采用進口鋼板,不僅要花費大量外匯,增加工程造價,而且一旦輸出國中止鋼板供應,整個三峽工程將陷入癱瘓。三峽總公司經過再三斟酌,決定采用國產鋼板。用36mm鋼板建造直徑為12. 4m壓力管道,這在國內外都沒有經驗可以借鑒。況且,國外修建壓力管道多數(shù)采用明管,即,管道露出壩面;而三峽水電站采用的是半埋管,將鋼襯鋼筋混凝土,壓力管道一半包在大壩內,這在國內外也是首次。為了解決建造大型壓力管道技術難題,保證三峽工程安全和順利進行,三峽開發(fā)總公司1994年1月在北京召開專家組會議,就此進行了專題研討。張作為專家組成員參加會議,并在會上介紹巖灘電站建造10. 8m壓力管技術和實驗研究情況,引起了專家們的極大興趣。經過討論,決定把引水壓力管道下彎段研究工作交廣西大學承擔。

全國有如此眾多從事水工研究的名牌大學、國家科研大院大所,作為“小弟弟”的廣西大學,為何能爭得事關三峽電站安全的重要項目?這主要因為6年前張仲卿就已經對大型壓力管進行過研究。

1985年,巖灘水電站剛進入設計,就遇到電站引水大壓力管難題,設計部門經過招標,選定廣西大學承擔此項研究任務。張仲卿此前雖然對壓力管有過研究,但面對要建造10. 8m、當時世界最大直徑的引水壓力管,心里還是沒有底?上氲綆r灘電站是國家“七五”重點工程,對加快廣西經濟發(fā)展具有十分重大的意義,他還是勇敢地挑起了重任。

在他的帶領下,課題組以敢于“第一個吃螃蟹”的精神,大膽創(chuàng)新,采用模擬自重、用伸縮節(jié)消除兩端水壓力引起的助向力等新技術,經過4年的努力,于1992年7月完成了研究任務,保證了巖灘水電站按期投入運營。

科學是老老實實的學問,來不得半點虛偽,需要付出艱苦的勞動。作為舉世矚目的我國第一大工程,每一項施工技術都不能有半點馬虎。用36mm鋼板建造12. 4m壓力管道,究竟是否可行,需要通過科學計算、試驗加以驗證。張仲卿身感自己責任的重大。沒有經驗,就不斷通過試驗、總結、提高;再試驗,再總結,再提高,直到找到最科學、最經濟、最可靠的技術、方法;任務重,他一年到頭很少休息,把精力都用到科研中。正是這種對工程高度責任感和科學態(tài)度,8年來,他帶領課題組先后承擔了三峽鋼襯鋼筋混凝土引水壓力管道大比尺結構模式試驗研究、引水壓力管道上彎段結構模式試驗研究、引水壓力管道大比尺結構模式試驗研究等三個研究項目,前兩項研究,經專家組審定,已用于1-14#機組段設計;第三項研究,正在順利進行之中,今年年底各項檢測數(shù)據便可出來。

對引水壓力管相關項目的研究,過去也有不少人做過,但僅限于平面或小三維仿真模型,而張仲卿所做的研究有四個顯著的特點:一是采用了大比例尺三維仿真結構模型;二是將管芯用于三維模型,解決了檢測壓力管水壓難題;三是對壓力管應用大規(guī)模非線性有限元計算,計算節(jié)點達到幾萬個;四是用試驗解決溫度應力,改變了過去僅靠計算的做法。因此,得出的實驗數(shù)據更能反映客觀實際。

創(chuàng)新是使事物不斷完善的過程。對壓力管每一次試驗方法、結果的審查,與會專家會提出幾十個、上百個問題,促使張仲卿與課題組的同志不斷思考、深入研究、反復論證,為回答專家們的質詢,撰寫的稿子就幾十頁。而創(chuàng)新成功往往又在堅持之中。對把芯管用于三維模型這一新方法,有人曾認為不行,與原型不相似。雙方就此進行了長達兩年的爭論。在激烈的辯論中,課題組不少人失去了信心,張仲卿仍堅信這一新方法可行,沒有放棄,經過反復論證、計算,在得出的計算結果與設計部門的基本一致后,2002年元月在北京召開的研討會上,最終得到專家組的認可,同意了有芯管方案。這一創(chuàng)新,又得到了潘家錚院士的高度評價,認為“這是廣西大學一大貢獻”。

消除龍灘水電站發(fā)電進水口旋渦

位于廣西壯族自治區(qū)天峨縣境內的龍灘水電站,是“西部大開發(fā)”十大標志工程之一,電站總裝機容量為630萬KW,年發(fā)電量185億度,僅次于三峽水電站,是世界第七大電站。

龍灘水電站發(fā)電廠房全部設在左岸地下,水流流近大壩后則轉回左岸,形成了一個大回流,水流旋渦呈漏斗狀,是一種吸氣旋渦,對水電站運行極為有害,它會將空氣帶入進水口、引水道和水輪機室,使壓力引水管和機組產生振動和噪音,形成摻水氣流,影響過水流量,減少機組出力。同時,污物通過旋渦過多的吸附到攔污柵上,會造成水頭損失。因此,消除進水口前的回流及回流引起的旋渦,是龍灘水電站建成成后能否正常運行的關鍵環(huán)節(jié)。為了解決這一難題,設計單位國家電力公司中南勘測設計院面向全國進行招標,選中廣西大學為研究單位。從1993年開始,張仲卿帶領課題組又擔負起消除龍灘電站發(fā)電進水口旋渦的科研重任。

他們經過研究分析,認為要避免產生旋渦,水電站進水口的高程應在最低水位以下,并有一定淹沒深度。根據著名的J•Lgordon公式計算,得出的高程為341. 89m,但通過整體模式試驗得到的結果,要求高程在350米,進水口才不會產生旋渦,按此算出公式中的應系數(shù)C=1. 13。于是,他們對該公式進行了修改,從而增加了這一公式的適用范圍。

修正后的公式,雖解決了進水口的旋渦問題,卻又增加了淹沒水深,這僅是治標,而沒達到治本的的目的。于是,張仲卿與課題組同中南院一道,先后制訂了11方案,最后發(fā)現(xiàn),產生旋渦的主要原因是進水口的體形問題。是由于水流受凸型物體影響而形成旋渦。

找到產生旋渦的基本原因后,他們提出將9臺機組進水口前緣由階梯形改為直線。這樣一改,回流雖然還存在,但已遠離進水口,進水口前的旋渦也就沒有了。

科學就是使復雜的問題簡單化。“一條直線”解決了水電站發(fā)電進水口的旋渦難題,這看起來似乎非常簡單,然而,找到這條直線,張仲卿與他的同事們卻為此付出了8年的時間。至今他們已完滿地從理論與實踐上解決了消除電站發(fā)電進水口旋渦這一難題,其研究方案已被設計院采用。按常規(guī),碾壓混凝土壩電站發(fā)電廠都是建在地下,都會遇到進水中旋渦的問題,這一研究成果不僅可用于龍灘水電站,而且也適用其它混凝土壩電站的建設。

30多年來,張仲卿為培養(yǎng)水電科技人才、水電建設和科研事業(yè)作出了貢獻,黨和人民也給了他榮譽,1996年,他獲得了國務院政府特殊津貼,榮獲廣西先進工作者稱號。年過“花甲”的他不滿足已有成績,他說,趁著自己身體還好,要為國家建設再作些貢獻,多培養(yǎng)些人才。老驥伏櫪,志在千里。張仲卿像一匹不知疲倦的老馬,為了水利事業(yè),仍馳騁在祖國的大江南北。

來源:《科學時報》2002年9月25日

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