11月7日上午,我院邀请傅公康教授(Gongkang Fu,PE,PhD)在建工楼C429会议室举行题为“农用车辆管理规范与桥梁安全-兼侃美国桥梁工程实践”的讲座报告。讲座由庄一舟教授主持,校外公司代表、土木工程学科教师代表以及各博士、研究生代表参与了此次讲座。
傅公康教授结合自己在美国的科研、教学与实践经历,为师生带来了一场学术盛宴。讲座中,傅公康教授依次介绍了美国各级政府部门间的行政管理模式、农用车辆管理规范出台的必要性、现有桥梁面对农用车辆时所存在的问题以及农用车辆管理规范的部分要求与原因四大部分。
首先,傅公康教授结合自己多年在美国从事科研项目的经验,向师生们介绍了美国交通各部门间的行政关系,以及在美国如何申请科研项目,科研项目主要由哪一部门牵头主导。傅教授讲述道:美国绝大部分桥梁是由各州交通厅以及各县、市、镇交通主管单位负责管辖,联邦高速公路署管辖的桥梁只有1%左右。各州交通厅是负责桥梁设计建造的主导单位,负责提供资金与技术支持,联邦政府并不直接参与管控。此外,在美国,一部规范的产生往往存在以下技术指导关系:联邦高速公路署与AASHTO负责向各州交通厅提供指导意见,由私人机构TRB NCHRP负责编制规范并向AASHTO负责,AASHTO负责颁布规范并需全联邦2/3及以上的州同意,随州各州政府、交通厅可依照此规范进行各设计、建造项目,也可根据州自身需要更改一部分规范条例;由州交通厅负责提供资金和指导意见后,再有各市、县、镇负责项目的落实并管辖。因此,各州交通厅是美国科研项目申请与落实所要接触的第一单位。
随后,傅教授针对于农用车辆与普通车辆的构造不同,对桥梁产生的荷载也不同这一方面入手,提出了制定农用车辆管理规范这一科研项目,此项目目前在全世界还尚未有其他国家在进行或者已经颁布,美国的农业车辆管理规范是目前世界范围内第一部相关指导意见书。傅教授向美国科学院所提请的项目为Proposed New AASHTO Load Rating provisions for Implements of Husbandry。傅教授指出,农用车辆相对于普通车辆而言,对桥梁最大的影响在于农用车辆的轴距、轮距以及车身自重不同,对桥梁所产生的荷载分布也有所不同。一般来说,农用车辆对于桥梁设计而言,其动荷载系数选取时应低于普通车辆的动荷载系数。但是目前由于缺乏单独的规范,再加之农用车辆的自重普遍高于普通车辆,这使得许多桥梁本可以安全通过一些农用车辆,却因为重量限制不让农用车辆上桥,而是让这些农用车辆绕路,去上另一座大桥,限制了车辆行走的路径,这对使用大型机械的农户非常不便,因此,需要一部针对于农用车辆的管理规范来解决这些问题,这也是此科研项目的意义所在。
为了编制农用车辆管理规范,傅教授调研了美国大部分州,甚至调研了南美洲以及欧洲一些国家,去工地现场收集数据,最后通过有限元数值模拟,整合了大量桥梁与农用车辆间的耦合数据,为了使此规范更容易被各州接受,还在原有非农用车辆管理规范的基础上根据对农用车辆的特定条件,增加了对农用车辆以及相关工程的管理设计规范。傅教授团队根据农用车辆的结构不同,以及结合农用车辆车重大,但车速较慢,车身较宽等因素,秉持承载能力大于等于需求的技术指标,在规范中将农用车辆分成了三大类,每大类的允许超重量不同:第一类,允许超重15%;第二类,允许超重20%;第三类:允许超重20%以上,且此三类车辆都没有路径限制,可以上任何桥梁。对于这个超重额的限定,傅教授团队使用了动态因子分析技术以及动态称重系统,这使得数值上更趋于安全、稳定。此规范综合考虑了农用车辆动荷载系数、重量、车轮距等因素,对工程设计具有较高的指导意义。目前,该规范已经通过AASHTO审核并已经被各州试用,这对全世界来说都具有一定的指导意义。
讲座最后,傅公康教授与各教师、学生进行了亲切友好的互动,同学们积极踊跃的提问,傅教授都一一耐心解答。本次讲座内容十分丰富,涵盖了桥梁结构分析、车辆动荷载分析以及科研项目申请的基本要求等问题,对同学们提升创新性思考能力有较大帮助。与会师生们纷纷表示,傅教授的学术观点与科研成果,对今后科研工作的推进具有一定的指导意义。
傅公康博士是美国伊利诺伊理工学院(ILTech)土木与建筑工程学院教授、美国注册工程师。他曾担任ILTech土木、建筑和环境工程系主任,上海同济大学讲座教授,密歇根州底特律韦恩州立大学高级桥梁工程中心创始主任,纽约州奥尔巴尼市纽约州交通部结构研究负责人。他的专业领域涵盖桥梁工程、土木工程材料、桥梁基础设施系统、不确定性建模和分析、工程管理和工程教育等方面。傅博士曾参与由美国联邦公路管理局和亚利桑那州、加利福尼亚州、佐治亚州、伊利诺伊州、纽约州、密歇根州、俄亥俄州等州交通部和其他赞助商资助的设计和研究项目。他的研究成果已通过AASHTO和州规范在美国境内外的日常工程实践中实施。傅公康博士是近期美国国家研究奖的获得者。2020年获美国土木工程师协会(ASCE)土木基础设施风险分析和管理Alfredo Ang奖,表彰他在桥梁基础设施风险分析和管理方面的杰出贡献;2021年获ASCE Ernest E. Howard奖,表彰他对推进结构工程的国家和州实践规范做出的创新和重大贡献;2022年获美国国家科学、工程和医学院交通研究委员会Roy W. Crum杰出服务奖,表彰他对桥梁工程研究的重大、创新、富有远见和实际的贡献。