技術
李國豪 教授
技術科學獎
1995年
李國豪??? 橋梁結構、土木工程學家。1913年4月13 日生于廣東梅縣。1936年同濟大學土木系畢業。1940年和1942年在德國 Darmstadt 工業大學先后獲工學博士和特許任教博士學位。1955 年和1994年先后被選聘為中國科學院院士(學部委員)和中國工程院院士?，F任同濟大學名譽校長、教授。曾任同濟大學校長等職務。
李國豪是中國著名的橋梁結構力學家、土木工程學家和杰出的教育家。他畢生致力于高校教學和科學研究，為國家培育了幾代高層次的土木工程科技人才。李國豪對結構理論的許多貢獻（包括空間結構、非線性問題、橋梁穩定和振動等）， 都有創造性的建樹。李國豪作為國際橋梁與結構工程協會 (IABSE)的中國組組長，1981年被協會推選為世界十大著名結構工程專家之一（亞洲僅2人，另 1 人為日本學者），1987年又榮獲“國際結構工程功績獎”，這是對他所作貢獻的崇高表彰。李國豪近年來為爭取中國大跨度橋梁的自主設計權進行了不懈的努力，為中國橋梁界贏得了許多實踐的機會，并為中國橋梁的技術進步與國際學術地位的提高都做出了重要的功績。
一、“懸索橋李”----變位理論的實用方法
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1925年，E.Melan 建立起懸索橋變位理論的微分方程。方程中出現的非線性項使基于迭加原理的影響線失效，而且必須反復迭代求解，給當時尚處于手算時代的工程師們帶來十分繁重的計算工作。許多學者都想尋求一種近似方法以克服計算的困難。
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李國豪在他的研究中發現：
- 懸索橋變位引起非線性項相當于將主索的水平拉力直接作用在加勁梁上的效果。根據這一發現所提出的等效模型，不但揭示了懸索橋力學本質，而且使這種復雜的結構分析一下子被簡化了，特別是為振動分析鋪平了道路。
- 雖然非線性項的存在使迭加原理失效，但影響線卻是橋梁計算中確定最不利加載位置的依據?？紤]到大跨度懸索橋中活載相比于恒載較小的特點，李國豪提出了“奇異”影響線的概念，將非線性問題在有限制的范圍內加以線性化。
- 為了減輕反復試算和迭代計算的困難，李國豪找到了通過3次線性理論的計算，然后內插求解的途徑，巧妙地解決了問題。
上述3個基本思想構成了他的實用方法的骨架。這在40年代初是具有重大意義的突破。他的論文至今仍作為經典懸索橋二階理論的文獻被各國教材所引用。特別是在德國，“懸索橋李”的美名一直流傳著，在土木工程界受到一代學者的尊敬。
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二、結構穩定理論
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今天，西德標準 DIN 4114 結構穩定規范是全世界結構工程界所熟知的權威性文獻。當年克雷帕爾教授是主持編寫工作的負責人之一?！±顕雷鳛樗闹饕謪⒓恿嗽S多條文的研究和編寫工作，付出了大量的心血。
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在40年代初，理想中心壓桿的歐拉臨界力，即第一類穩定的分支壓屈荷載已為工程界所掌握，而偏心壓桿的第二類穩定壓潰荷載的研究尚處于探索階段。對于壓彎桿件包括一些壓彎的框架和拱是否存在分支點的問題，當時還缺少明確的認識。
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李國豪在參加DIN 4114 規范的工作中意識到區分兩類不同性質的穩定問題的重要性。他以能量變分的形式于1943年提出的《彈性平衡分支的充足辨別準則》一文，從理論的高度闡明了兩者的本質區別和辨別準則。
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?這一辨別準則具有普遍的指導意義，它對于板的翹曲、梁的側傾、拱和鋼架的屈曲以及桿的彎扭屈曲等都是適用的。
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三、離散桿系結構的連續化分析方法和桁梁彎曲與扭轉理論
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桁架是一種離散的桿系結構。在計算機尚未問世的40年代，用古典的力法分析，即使只有 10余次超靜定桁架結構也是一件十分繁重的工作。1943年，李國豪在分析一座復雜的多腹桿菱形桁架體系時，提出了“桁架和類似體系計算的新方法”，開辟了離散結構分析的新途徑。1973 年，他又建立了“桁梁的彎曲與扭轉理論”，系統地解決了桁梁結構的空間分析、穩定分析和振動分析的整套計算方法。同時，也澄清了武漢長江大橋的晃動現象的本質。
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李國豪還將有限元法的思想引入了桁梁橋的分析。他把連續化了的桁梁結構再分段離散 , 建立了特殊的“桁梁有限元”，其中包括了反映桁梁橫截面翹曲和畸變的必要的位移參數。分段離散后的單元又便于處理變截面和多跨連續等的實際情況以及考慮桁梁、拱和懸索等其他體系的相互組合，特別是對于穩定和振動分析，可以大大節省計算時間。
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四、結構振動理論
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30年代，鐵路橋梁在蒸汽機車牽引的列車通過時的強迫振動問題是一個熱門的課題，當時主要的研究對象是簡支梁橋。漢堡公路二用懸索橋的設計提出了懸索橋的強迫振動問題，李國豪提出“等代梁”的概念順利地解決了這一難題。50年代。他又將懸索橋的振動理論推廣應用于拱橋振動問題。
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60年代，他承擔了結構抗爆的研究任務。1976年唐山地震以后，李國豪又開始從事抗震研究。他帶領大批教師投身到房屋和橋梁的抗震研究，使同濟大學成為中國地震和防護工程學科的研究中心之一。70年代末，面臨中國大跨度斜拉橋發展的新形勢，他又帶領助手開辟了橋梁抗風研究的新領域，培養了一批人才，確立了同濟大學在中國抗風工程研究中的領先地位。
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五、橋梁空間分析
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1958年，李國豪發表了《斜交各向異性板彎曲理論及其對于斜橋的應用》一文，他通過斜交坐標將正交各向異性板理論延伸為斜交各向異性板的理論。這一開拓性工作引起了國外力學界的重視，并以“李氏理論”為名被廣泛引用。
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橋梁是一個空間結構，一般都通過荷載橫向分布的計算使空間分析平面化，世界各國學者在研究中為簡化力學模型形成了許多學派。70年代初，李國豪提出了一種能概括所有各種算法的新的梁系模型，并編制了許多實用的圖表，新的梁系模型與實際橋梁最為接近，計算簡便，考慮了橫隔梁的重要作用。1977 年，他的《公路橋梁荷載橫向分布計算》一書的出版是這一延續30年的傳統課題的最后總結。
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1978年，李國豪又發表了《拱橋荷載橫向分布理論》一文，大大改進了當時普遍采用的粗略算法。1989年，他進一步推廣這種分析方法，完成了曲線橋荷載橫向分布計算的研究。
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六、促進中國大跨度橋梁建設的發展
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李國豪晚年的最大貢獻是在他任上海市政協主席期間，多次向當時任上海市市長的江澤民呼吁自主設計南浦大橋，他所建議的結合梁斜拉橋方案經專家評審后被選為最后的實施方案，南浦大橋的成功興建鼓舞了中國橋梁工程界的信心，促進了中國大跨度橋梁建設的發展，使中國橋梁技術在實踐中取得了巨大的進步，提高了中國橋梁界的國際地位。
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繼上海南浦大橋之后，他又致函當時的廣東省省長葉選平，力陳廣州虎門珠江大橋應當由中國人自己設計的主張，從而迎來了中國自主設計建造現代懸索橋的新時期。這體現了李國豪教授的強烈的愛國精神以及他作為中國土木工程學會理事長的責任心。他后來作為這兩座大橋的顧問組組長對解決關鍵技術難題作出了重要貢獻。
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七、為解決上海寶鋼工程樁基水平位移問題作出了貢獻
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80年代初，李國豪作為上海寶山鋼鐵總廠工程的技術顧問委員會的首席顧問，在避免一期工程下馬和解決工程中的樁基水平位移問題中，以其遠見卓識和出色的理論分析作出了重要貢獻。
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李國豪教授的主要學術論文、著作目錄
- Praktische Berechnung von Haengebruecken nach der Theorie?? Ordnung. Der Stahlbau,14(1941),H.14/15,S.65-69 und H.16/18,S.78-84;[15],1-12.
- Nebeneinfluesse bei der Berechnung von Haengebruecken nach der Theorie??. Ordnung; Modellversuche. Forschungshefte aus dem Gebiet des Stahlbaues,1942,H. 5; 關于大跨懸索橋的分析。第11屆全國橋梁學術年會論文集 ,1994,13-17.
- Lotrechte Schwingungen von Haengebruecken. Ingenieur Archiv,?? 1942,S.211-266;[15],13-22.
- Das hinreichende kriterium fuer den Verzweigungspunkt des elastischen? Gleichgewichts. Der Stahlbau,1943,H 6/7,S.17-21;[15],79-91.
- Ermittlung der Einfluesslinien von Stabwerken auf geometrischem Wege. Der Stahlbau, 1943,H.12/13.
- Berechnung der Fachwerke und verwandter Systeme auf neuem Wege.Der Stahlbau, 17 1944,H.8/9,S.35;H.10/11,S..41;Analysis of Lattice Trusses.Science Record Sinica,2 1949,4:393-401; 關于復式桁梁鋼橋的特點和設計計算,同濟大學學報 ,1958.5:1-15.
- 鋼結構設計 ,1952; 鋼橋設計 ,1954, 上海龍門聯合書局 .
- 斜交各向異性板彎曲理論及其對于斜橋的應用 .力學學報 ,2 1958,1:78-88;[15],103-112.
- 橋梁結構穩定與振動 .人民鐵道出版社 ,1965; 第 2 版 1992.
- 桁梁扭轉理論--桁梁橋的扭轉 , 穩定和振動 .人民交通出版社 ,1975.
- 桁梁橋空間內力, 穩定,振動分析 .中國科學 ,1978,6:687;Analysis of stress ,stabil- ity ,and vibration of truss bridges ,Scientia Sinica,XXI 1978,6:757 --766;[15],139-189.
- 公路橋梁荷載橫向分布計算 .人民交通出版社 ,1977; 第 2 版 1987;[15],43-76.
- 工程結構抗震動力學,1980; 工程結構抗爆動力學 .上?？茖W技術出版社 ,1989.
- 關于樁的水平位移,內力和承載力 .上海力學 ,1981,1:1-10;[15],236-244.
- 橋梁與結構理論研究 .上?？茖W技術文獻出版社 ,1983.
- Analysis of Box Girder and Truss Bridges ,China Academic Publishers/Springer Verlag,1987.
- 斜拉橋顫振后狀態的理論分析.土木工程學報 ,21(1988),4:1-18;On the post-flutter state of cable-stayed bridges. Proc. of a ?Session in ASCE Natl. Conv. ?Nashville,Tennessee,1988.
- 曲線橋梁荷載橫向分布理論分析 .土木工程學報 ,1990,1:1?-- 11.
- 正交結構的斜梁橋的荷載橫向分布分析 .同濟大學學報 ,1993,1:1--7; Selected ?Papers of Tongji University ,1993,1-8; 上海力學 ,1993,2:1?-- 7.
- 斜交結構的斜梁橋的荷載橫向分布分析 .同濟大學學報 ,1994,4:395-400;Selected Papers of Tongji University ,1994,1-8.