高宗余

荆淮侨

對普通人来说，在高铁穿山越岭时饱览大好河山是一种放松方式。对中铁大桥勘测设计院集团有限公司（以下简称中铁大桥勘测设计院）首席专家高宗余而言，每当列车通过桥梁，仔细听听车轮撞击铁轨的声音，是专属于桥梁工程师的放松方式。

高宗余长期从事桥梁工程设计和研究工作，在高速铁路大跨度桥梁、多塔缆索承重桥梁、跨海大桥设计方面取得突出成绩。2021年11月，他当选为中国工程院院士。

作为一个在长江边长大的孩子，桥是最熟悉的玩伴。

“小时候每次去舅舅家，都要经过南京长江大桥。看着呼啸而过的火车，感觉很神气。”高宗余说。对于当时的他来说，桥只是通往舅舅家的必经之路。1981年，高宗余考入西南交通大学铁道桥梁专业，从此以后，桥成了他人生的一部分。

大学课余生活的丰富多彩，并不影响高宗余在学业的稳定输出。“那时我每月有17.5元的助学金，后来还拿过60元奖学金，一次奖学金可管3个月生活不愁。”他说。

在高宗余看来，在校期间最重要的一门课，就是学习编程。“以前的计算机编程，就是在卡片或纸带上‘打孔’，然后计算机识别运算。从我们那届开始，学校开设了计算机高级语言课程，学习FORTRAN语言。”高宗余回忆，尽管还是个新鲜事物，但大家知道这绝对是件好工具。

“前辈们做桥梁设计需要用计算尺手算，在设计南京长江大桥时，进行3次超静定结构求解，每算一遍都需要两三个月时间。我们国家的国土面积大，地理环境差别也很大，想要造出跨度更大、结构越来越复杂的桥，仅靠手算是不行的。”

20世纪80年代，计算机技术的蓬勃发展为桥梁的高次超静定结构求解带来了革命性变化。通过桥梁设计软件，过去手算的过程改由电脑运算，效率获得极大提升。

“在学校时，主要是了解编程的原理、如何用计算机求解。”高宗余说，学编程时，谁也不清楚什么时候才能派上用场，但“只有打好基础，才能在机会来时把握住”。

大学毕业时，高宗余放弃了保研的机会，被分配到中铁大桥局技术处工作。两年后，又被调入中铁大桥勘测设计院，开始桥梁设计工作。在这里，经过一年的设计工作锻炼，他迎来第一项主要任务——参与研制国产桥梁设计软件。

在中铁大桥勘测设计院工作没多久，1990年，高宗余参与武汉长江二桥的设计工作，负责力学计算。这是他人生中设计的第一座桥，这一年他26岁。

“当时桥梁设计软件在全球都是刚刚起步，我们在院里老前辈编程的基础上，对其进行功能提升，做进一步开发工作。”高宗余介绍，上世纪60年代起，中铁大桥勘测设计院就与中科院计算技术研究所合作，研究如何用计算机做桥梁设计。从最早“打孔”运算到高级编程语言，几十年的探索为他们的工作奠定了坚实基础。

“桥梁设计是一个小众专业，中国修建的公铁两用桥设计规范标准较多，结构也更复杂，商业公司不会为这一点需求专门开发一款工业软件，但从国家需求的角度，没有软件就修不好桥。既然‘买不来’，那就要靠自主研发。”高宗余说。

由于没有成熟的软件，高宗余只能在摸索中前进。好在这份看似枯燥的工作让他乐在其中。“编程很有意思，逻辑关系非常强。一个符号都不能错，分号不能打成冒号，逗号不能打成点号，要不然就有bug。有时算不通，找原因一天两天都找不到，后来突然发现，原来是一个符号、一个字母打错了。”提起当年的工作，许多场景仍是历历在目。

那时，软件开发任务艰巨，需要经常进行测试，但平时计算机是个稀罕物件，高宗余的测试只能放在周末大家休息时进行。很多时候，他和女朋友约会的地点只能选在机房，“说是约会，其实就是在机房陪着一起加班，一整天就那么过去了”。

“大桥的设计跨度有400米，所有指标都能通过编程求解，现在听起来很简单，当时绝对是巨大的飞跃。”经过一段时间摸索，他终于顺利完成了计算任务。在武汉长江二桥动工兴建的那一年，陪高宗余在机房加班的女生，也顺理成章成为他的妻子。

时隔20多年，高宗余编写的“斜拉结构软件系统”仍在国际上处于领先地位。1998年，为了设计当时全球跨度第一的结合梁斜拉桥——福州市青州闽江大桥，高宗余又带领团队用一年时间设计出一款新的计算软件，为桥梁节省钢材20%，节省资金3000多万元。

高宗余。 图片|中国工程院官网

20多年的时间，仅在武汉的江面上，就有10座新桥建成通车。“这背后是中国国力的提升，也是中国桥梁技术不断突破的体现。”高宗余说。现在乘高铁回南京老家时，都要经过由他主持设计的武汉天兴洲长江大桥和南京大胜关长江大桥。当年望桥惊叹的少年，也实现了与大桥的双向奔赴。

2001年，高宗余设计中国第一座跨海大桥——东海大桥，开创了“预制化、整体化、工厂化”的新型建桥法，大大提高了建桥效率。此后，在泰州大桥、马鞍山大桥、武汉鹦鹉洲大桥3座大跨度三塔悬索桥的设计中，他又解决了桥梁刚度和主缆抗滑安全的技术难题，使我国成为世界上率先修建大跨度多塔悬索桥的国家。

凭借高速铁路大跨度桥梁、多塔缆索承重桥梁、跨海大桥设计方面取得的成就，高宗余先后斩获国家科技进步奖6项。

“今天的成绩，只是明天事业的一个起点，要走的路还很长。”对于工作，高宗余仍有许多目标：跨江、越海、上高原。长江、钱塘江、珠江等宽阔江河，连接沿海岛屿、跨越三大海峡的通道，川藏铁路等西部高原铁路的建设，都需要桥梁技术的支撑。高宗余和同事们，仍然在不断探索着。

如今，高宗余最大的业余爱好，就是和妻子一起到长江边的江滩公园散步。“一眼望去，左边是长江大桥、长江二桥，右边是鹦鹉洲大桥、杨泗港大桥，看着这一系列形式多样的大桥，感觉很亲切。”他说。

◎ 来源|中国科学报