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姚明初，混凝土軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及可靠度理論專家。長期致力于混凝土軌枕及新型軌下基礎(chǔ)的研究和開發(fā)，創(chuàng)造巨大的社會、經(jīng)濟(jì)效益，以他為主發(fā)明的“混凝土枕用硫磺錨固栓”新技術(shù)獲國家發(fā)明三等獎。他率先提出了結(jié)構(gòu)物按可靠度理論設(shè)計(jì)的必要性、進(jìn)行了大量卓有成效的試驗(yàn)研究，取得了重要成果，為中國鐵路現(xiàn)代化和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)。

人物簡歷

1937年 畢業(yè)于上海交通大學(xué)土木工程學(xué)院。

1938～1940年 任湘桂鐵路工程局實(shí)習(xí)生、工務(wù)員。

1940～1942年 任天成鐵路工程局工務(wù)員、幫工程師。

1942～1948年 任云南省大成實(shí)業(yè)公司副工程師。

1948～1949年 任南京國民政府交通部材料試驗(yàn)所副工程司。

1949～1950年 任中國交通大學(xué)唐山工學(xué)院（今西南交通大學(xué)）副教授。

1950～1956年 任鐵道部科學(xué)研究所副研究員。

1956年— 任鐵道部科學(xué)研究院研究員。

1979～1982年 受聘為建工部《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》編委會技術(shù)顧問。

1985年 任國家標(biāo)準(zhǔn)《鐵路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》編制組組長。

1987年 退休。

1988年 任中國鐵道學(xué)會鐵道工程委員會委員兼工程結(jié)構(gòu)可靠度學(xué)組組長。

人物生平

姚明初，江蘇武進(jìn)人。自幼聰穎，中學(xué)期間酷愛學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和物理，1933年以優(yōu)異成績考入上海交通大學(xué)。1937年畢業(yè)時正值“七·七”事變發(fā)生，1938年4月輾轉(zhuǎn)抵達(dá)廣西南寧，就職于湘桂鐵路工程局，被派往柳州第五總段隨譚葆憲工程司任實(shí)習(xí)生。1939年任十三分段工務(wù)員，在工程施工中認(rèn)真負(fù)責(zé)，保證了工程質(zhì)量，避免了材料流失。1940年日本侵略軍在廣西登陸，他被迫離開柳州經(jīng)長沙到達(dá)成都，在天成鐵路工程局第一總段，參加鐵路線路定測工作。

姚明初利用休假時間，撰寫論文《彈性點(diǎn)法》，提交1940 年在貴陽召開的中國工程師學(xué)會年會，被評為優(yōu)秀論文第一名。1941年破格提升為幫工程師。

1942年由于鐵路工程進(jìn)展困難，姚明初經(jīng)介紹前往昆明，任云南省大成實(shí)業(yè)公司副工程師，負(fù)責(zé)代水泥的研制與開發(fā)，以期緩和大后方建筑材料的匱乏。1948年回南京交通部材料試驗(yàn)所任副工程師，負(fù)責(zé)建筑材料試驗(yàn)籌備工作。

1949年5月上海解放，姚明初參加了上海高教處舉辦的訓(xùn)練班。同年9月調(diào)任中國交通大學(xué)唐山工學(xué)院（今西南交通大學(xué)）副教授，承擔(dān)建筑材料的教學(xué)工作，并參加鐵道部鐵道研究所的籌備工作。1950年被選為唐山市人民代表會議代表。中華人民共和國建立之初，我國混凝土施工技術(shù)十分落后。姚明初在鐵道部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的支持下首先在鐵路系統(tǒng)推行按混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行配合比選定和施工的新技術(shù)，從而保證了鐵路橋隧工程建設(shè)中的混凝土質(zhì)量，并節(jié)約了大量水泥。

1955年后，姚明初積極從事鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕的開發(fā)研究工作。在混凝土枕的計(jì)算理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝以及混凝土枕螺紋道釘錨固新技術(shù)等方面都有所創(chuàng)新。1978 年在全國科學(xué)大會上獲“作出重大貢獻(xiàn)的先進(jìn)工作者”獎狀。

早在60年代初，姚明初就開始從事工程結(jié)構(gòu)安全度（現(xiàn)稱可靠度）的研究工作。經(jīng)過多年的艱苦奮斗，與有關(guān)同志共同完成了國家計(jì)劃委員會下達(dá)的《鐵路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的編制任務(wù)，1991年通過部級審查，被認(rèn)為具有國際先進(jìn)水平。

姚明初十分重視科技人員的培養(yǎng)工作。1952年以來曾先后主持舉辦混凝土新技術(shù)方面的學(xué)習(xí)班和培訓(xùn)班10次，鐵路各單位委派學(xué)習(xí)人員共500余名。1964年開始招收碩士研究生一名，后因“文化大革命”而中斷。1978年恢復(fù)培養(yǎng)研究生，現(xiàn)已有12人獲得碩士學(xué)位。3人獲得博士學(xué)位，多數(shù)現(xiàn)已成為科研骨干。

姚明初學(xué)術(shù)思想活躍，50年代以來，在鐵路工程系統(tǒng)中開展多方面的科研和開發(fā)工作。由于在混凝土材料工藝、混凝土軌下基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)可靠度理論等方面取得的卓越成就，1992年榮獲茅以升科技教育基金第一屆鐵道科技獎。

科技成就

混凝土新技術(shù)的倡導(dǎo)者

解放以前，我國混凝土施工技術(shù)十分落后，混凝土拌制一般采用固定的體積比，如水泥：砂：石比為1∶2∶4或1∶3∶6，不規(guī)定水灰比，沒有混凝土強(qiáng)度指標(biāo)，更沒有耐久性標(biāo)準(zhǔn)。1950年姚明初吸取國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，在鐵路系統(tǒng)創(chuàng)導(dǎo)按混凝土強(qiáng)度進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)和施工新技術(shù)。這一新施工方法得到鐵道部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的支持和幫助，1952年首次在西北干線鐵路工程局進(jìn)行混凝土按配合比施工新技術(shù)的培訓(xùn)和試點(diǎn)工作，其后在鐵路新線工程和營業(yè)鐵路工程中全面推廣，使鐵路混凝土工程質(zhì)量得到保證，并節(jié)約了大量水泥。為了做好這一工作，在姚明初的建議下在鐵路工程系統(tǒng)普遍建立混凝土試驗(yàn)室，把水泥、砂、石等材料的鑒定、混凝土配合比的設(shè)計(jì)、混凝土施工控制和混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)等工作作為混凝土試驗(yàn)室的重要任務(wù)。在姚明初的主持下，還在鐵路工程系統(tǒng)多次開辦了混凝土試驗(yàn)和混凝土新技術(shù)的培訓(xùn)班，為鐵路工程系統(tǒng)培養(yǎng)了大量混凝土試驗(yàn)技術(shù)人員。姚明初還協(xié)助鐵道部主管部門制訂了采用新法施工的混凝土施工規(guī)程，加強(qiáng)質(zhì)量管理，不但保證了混凝土的強(qiáng)度和耐久性，并且使水泥的使用更加經(jīng)濟(jì)合理，克服了過去在混凝土施工中的盲目性。1952年起姚明初在鐵路工程系統(tǒng)大力推行混凝土附加劑，其中包括葦漿廢液直接濃縮物塑化劑和松香皂加氣劑等。1955年在武漢長江大橋施工中采用了松香皂加氣劑，提高了混凝土和易性和耐久性，并節(jié)約了水泥約5-10%。這兩種混凝土附加劑已分別列入1956年國家建委頒發(fā)的《水泥混凝土及砂漿中摻用塑化劑的暫行規(guī)定》和《水泥混凝土摻用加氣劑的暫行規(guī)定》，在全國推廣，取得了很大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

混凝土軌枕的開拓者

1955年后姚明初積極開展了鐵路混凝土軌枕的開發(fā)研究工作。1956年他參加了赴蘇聯(lián)和捷克斯洛伐克的預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕和橋梁考察團(tuán)，引進(jìn)了經(jīng)蘇聯(lián)改進(jìn)的匈牙利混凝土枕流水機(jī)組法新工藝。在鐵道部有關(guān)部門的密切配合下于1958年在豐臺橋梁工廠建成了我國第一條預(yù)應(yīng)力鋼弦混凝土枕生產(chǎn)流水線。姚明初在混凝土枕結(jié)構(gòu)和扣件的定型中以及在鋼模型和鋼絲張拉夾具等關(guān)鍵設(shè)備的研制中發(fā)揮了重要作用。由于當(dāng)時刻痕鋼絲供應(yīng)困難，姚明初提出以匈牙利采用的壓波鋼絲代替刻痕鋼絲的建議，在專題組共同工作下與西安紅旗水泥制品廠共同研制成功，解決了軌枕生產(chǎn)中預(yù)應(yīng)力鋼材供應(yīng)的困難。從1958年建成的第一條預(yù)應(yīng)力混凝土枕生產(chǎn)線，至今已擴(kuò)建了包括株洲、平頂山、太原、哈密、房山、都勻、成都、錦州、西安等數(shù)十條生產(chǎn)線，年產(chǎn)量達(dá)一千萬根軌枕，每年可節(jié)約百萬立方米以上優(yōu)質(zhì)木材。而且由于線路上采用了混凝土枕提高了線路質(zhì)量，減少了養(yǎng)護(hù)維修工作量，保證了無縫線路在我國鐵路線路上的推廣，其社會效益和經(jīng)濟(jì)效益是極大的。姚明初在這項(xiàng)工作中做出了杰出的貢獻(xiàn)。初期混凝土枕與鋼軌扣件的聯(lián)結(jié)是采用在混凝土枕中預(yù)埋木螺栓來實(shí)現(xiàn)的，由于木材短缺且木栓易腐、壽命短，更換困難等直接影響了混凝土枕的大量推廣。六十年代初姚明初首先提出以硫磺為主體的融熔物代替木栓以固定螺紋道釘?shù)男路椒?，在專題組成員卓有成效的配合下經(jīng)大量的室內(nèi)試驗(yàn)和在線路上的使用，證明硫磺錨固栓的抗拔力與電阻絕緣性能均能滿足使用要求，得到了有成效的實(shí)踐的驗(yàn)證。在軌枕生產(chǎn)中預(yù)留孔的生產(chǎn)工藝也比較簡便，1963年開始大量推廣。1982年混凝土枕用硫磺錨固栓新技術(shù)獲國家發(fā)明三等獎。截至1991年底，使用硫磺錨固的軌枕已達(dá)1.5億根，與木栓比較，節(jié)約費(fèi)用已達(dá)10億元以上。鐵路混凝土枕在我國的推廣使用，不但緩解了我國木材資源匱乏的困難，而且提高了鐵路線路的質(zhì)量。減少了養(yǎng)護(hù)維修工作量。姚明初在這一新技術(shù)的研究開發(fā)中作出了重要的貢獻(xiàn)。

為了適應(yīng)鐵路軌道一些特殊區(qū)段的需要，姚明初于1959 年起就領(lǐng)導(dǎo)專題組對鐵路混凝土新型軌下基礎(chǔ)進(jìn)行研究、試制和現(xiàn)場試鋪工作（包括混凝土寬枕和整體道床）。1966年在京廣線清風(fēng)店至定縣站間試鋪了混凝土寬枕軌道2.2公里，經(jīng)過十多年運(yùn)營觀測與試驗(yàn)，效果良好，取得了成功。目前這種新型軌下基礎(chǔ)主要使用于鐵路站線，有效地解決了大站站線維修養(yǎng)護(hù)工作的困難，大大地改善了站容。

工程結(jié)構(gòu)可靠度理論研究的先驅(qū)

早在1960年姚明初就結(jié)合鐵路混凝土枕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了混凝土枕按使用壽命設(shè)計(jì)理論的研究。1962年在中國土木工程學(xué)會年會上發(fā)表題為《結(jié)構(gòu)物在隨機(jī)過程荷載下的安全度和結(jié)構(gòu)物按使用期限設(shè)計(jì)》的論文。這次年會是以“工程結(jié)構(gòu)安全度問題”為學(xué)術(shù)活動的中心。會上對工程結(jié)構(gòu)安全度提出了兩種意見。一種意見認(rèn)為安全度可以用“結(jié)構(gòu)物在一定使用期限以內(nèi)達(dá)到極限狀態(tài)的概率”來表達(dá)。另一種意見認(rèn)為：“安全度是結(jié)構(gòu)物用來抵抗各種影響結(jié)構(gòu)的不利因素，以保證結(jié)構(gòu)物的正常使用所必須的安全儲備能力?！背趾笠环N意見者認(rèn)為“如果要按結(jié)構(gòu)在一定使用期限內(nèi)達(dá)到極限狀態(tài)的概率來確定安全度，則必需大量統(tǒng)計(jì)資料，這實(shí)際上是很難辦到的。”因此，對前一種意見即用概率來確定安全度持否定態(tài)度。姚明初在大會上宣讀了以前一種意見為主導(dǎo)的論文，在討論中進(jìn)一步作了闡述。但由于認(rèn)識方面的局限，對以概率來度量安全度（現(xiàn)稱為可靠度）的概念并未被多數(shù)與會者所接受，在這種情況下姚明初堅(jiān)持方向，繼續(xù)不斷地進(jìn)行以結(jié)構(gòu)可靠度理論為基礎(chǔ)的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方法的研究。1966年“文化大革命”開始，姚明初利用一切可能的時間結(jié)合鐵路混凝土枕進(jìn)行了結(jié)構(gòu)可靠度的研究。1974年在全國預(yù)應(yīng)力混凝土?xí)h上發(fā)表了《預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在不穩(wěn)定重復(fù)荷載下的承載能力》一文，并于1977年在建筑科學(xué)研究院主持召開的“建筑結(jié)構(gòu)安全度”綜合研究組擴(kuò)大會議上發(fā)表了題為《概率論和安全度理論在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》的論文，得到了與會者的贊同。1979年國家建委委任中國建筑科學(xué)研究院主持編制以結(jié)構(gòu)可靠性理論為基礎(chǔ)的《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，聘請姚明初為技術(shù)顧問。1980年鑒于國內(nèi)外在工程結(jié)構(gòu)可靠度理論及其應(yīng)用方面已有較大發(fā)展；姚明初與程慶國、徐蘊(yùn)賢、李本安等人提出了在鐵路系統(tǒng)開展結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)理論研究及其應(yīng)用的建議，得到了鐵道部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的支持與重視。1981年鐵道部下達(dá)“鐵道建筑安全度（現(xiàn)稱可靠度）及設(shè)計(jì)原理”的科研項(xiàng)目。姚明初積極主持該項(xiàng)科研工作，取得了順利的進(jìn)展。1981-1985年姚明初與其他參加科研課題的研究人員共發(fā)表論文四十余篇，大大推動了結(jié)構(gòu)可靠度理論在鐵路工程中的應(yīng)用和發(fā)展。

1985年國家計(jì)委下達(dá)了國家標(biāo)準(zhǔn)：《鐵路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的編制任務(wù)，姚明初任編制組組長。這一標(biāo)準(zhǔn)牽涉面廣，編制難度大，姚明初在主持編制工作的同時進(jìn)行了有關(guān)科研工作，提出了結(jié)構(gòu)可靠度指標(biāo)計(jì)算的分位值法和結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)式中分項(xiàng)系數(shù)選定的驗(yàn)算點(diǎn)法，并提出了混凝土結(jié)構(gòu)疲勞可靠度設(shè)計(jì)的原則和實(shí)用方法，適應(yīng)了鐵路工程結(jié)構(gòu)物可靠度設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。通過多年來編制組的共同努力，在有關(guān)方面的協(xié)作下，于1990年10月完成該統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)送審稿的編寫工作。1991年5月通過鐵道部審查，認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)的編制為統(tǒng)一鐵路工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本理論、設(shè)計(jì)原則和方法奠定了基礎(chǔ)，在鐵路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)方面做出了開拓性工作，總體上達(dá)到了國際先進(jìn)水平。姚明初在這一標(biāo)準(zhǔn)的編制中，根據(jù)鐵路工程結(jié)構(gòu)物的特點(diǎn)，理論聯(lián)系實(shí)際，注意吸取國內(nèi)外在這一領(lǐng)域的新成果，不畏高齡（當(dāng)年75 歲），迎困難而上，這種為祖國科研事業(yè)繼續(xù)奮進(jìn)的精神與責(zé)任感，令人欽敬，值得學(xué)習(xí)。

主要論著

1 姚明初主編.混凝土配合比及其材料選擇.北京：人民鐵道出版社，1954.

2 姚明初，莫紐什科，程慶國，鋼筋混凝土制品的結(jié)構(gòu)型式、制造工藝及其使用.鐵道科學(xué)技術(shù)，1959.

3 姚明初.鋼筋混凝土軌枕的研究.中國土木工程學(xué)會年會會刊，1962.

4 姚明初.結(jié)構(gòu)在隨機(jī)過程荷載下的安全度和結(jié)構(gòu)物按使用限期設(shè)計(jì).中國土木工程學(xué)會年會會刊，1962.

5 姚明初.鋼筋混凝土受彎構(gòu)件考慮不穩(wěn)定重復(fù)荷載進(jìn)行設(shè)計(jì)的探討.建筑技術(shù)通訊（建筑結(jié)構(gòu)），1976（6）

6 姚明初.我國混凝土技術(shù)的發(fā)展.建筑技術(shù)，1979（9）

7 姚明初主編.混凝土軌枕設(shè)計(jì)和制造（上冊）.北京：人民鐵道出版社，1979.

8 姚明初等.隧道內(nèi)新型軌下基礎(chǔ).中國鐵道科學(xué)，1980，2（2）

9 珧明初等.軌枕板新型軌道的研究.鐵道學(xué)報(bào)，1981（1）

10 姚明初.對發(fā)展我國混凝土軌下基礎(chǔ)的意見.鐵道科技動態(tài)，1984 （4）

11 姚明初主編.混凝土軌枕設(shè)計(jì)和制造（下冊）.北京：中國鐵道出版社，1984.

12 姚明初，邵力新主編.鐵路新型軌下基礎(chǔ).北京：中國鐵道出版社，1986.

13 姚明初.鐵路混凝土橋梁可靠性設(shè)計(jì).橋梁建設(shè)，1987（4）

11 姚明初主編.混凝土軌枕設(shè)計(jì)和制造（下冊）.北京：中國鐵道出版社，1984.

12 姚明初，邵力新主編.鐵路新型軌下基礎(chǔ).北京：中國鐵道出版社，1986.

13 姚明初.鐵路混凝土橋梁可靠性設(shè)計(jì).橋梁建設(shè)，1987（4）