姚明初，混凝土軌下基礎結構及可靠度理論專家。長期致力於混凝土軌枕及新型軌下基礎的研究和開發，創造巨大的社會、經濟效益，以他為主發明的“混凝土枕用硫磺錨固栓”新技術獲國家發明三等獎。他率先提出了結構物按可靠度理論設計的必要性、進行了大量卓有成效的試驗研究，取得了重要成果，為中國鐵路現代化和結構設計理論的發展做出了卓越的貢獻。
基本介紹
- 中文名：姚明初
- 國籍：中國
- 民族：漢
- 出生地：上海
- 出生日期：1916年4月3日
- 性別：男
人物簡歷,人物生平,科技成就,混凝土新技術的倡導者,混凝土軌枕的開拓者,工程結構可靠度理論研究的先驅,主要論著,
人物簡歷
1937年 畢業於上海交通大學土木工程學院。
1938～1940年 任湘桂鐵路工程局實習生、工務員。
1940～1942年 任天成鐵路工程局工務員、幫工程師。
1942～1948年 任雲南省大成實業公司副工程師。
1948～1949年 任南京國民政府交通部材料試驗所副工程司。
1950～1956年 任鐵道部科學研究所副研究員。
1956年— 任鐵道部科學研究院研究員。
1979～1982年 受聘為建工部《建築結構設計統一標準》編委會技術顧問。
1985年 任國家標準《鐵路工程結構可靠度設計統一標準》編制組組長。
1987年 退休。
1988年 任中國鐵道學會鐵道工程委員會委員兼工程結構可靠度學組組長。
人物生平
姚明初，江蘇武進人。自幼聰穎，中學期間酷愛學習數學和物理，1933年以優異成績考入上海交通大學。1937年畢業時正值“七·七”事變發生，1938年4月輾轉抵達廣西南寧，就職於湘桂鐵路工程局，被派往柳州第五總段隨譚葆憲工程司任實習生。1939年任十三分段工務員，在工程施工中認真負責，保證了工程質量，避免了材料流失。1940年日本侵略軍在廣西登入，他被迫離開柳州經長沙到達成都，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《彈性點法》，提交1940 年在貴陽召開的中國工程師學會年會，被評為優秀論文第一名。1941年破格提升為幫工程師。
1942年由於鐵路工程進展困難，姚明初經介紹前往昆明，任雲南省大成實業公司副工程師，負責代水泥的研製與開發，以期緩和大後方建築材料的匱乏。1948年回南京交通部材料試驗所任副工程師，負責建築材料試驗籌備工作。
1949年5月上海解放，姚明初參加了上海高教處舉辦的訓練班。同年9月調任中國交通大學唐山工學院（今西南交通大學）副教授，承擔建築材料的教學工作，並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十分落後。姚明初在鐵道部有關領導的支持下首先在鐵路系統推行按混凝土設計強度進行配合比選定和施工的新技術，從而保證了鐵路橋隧工程建設中的混凝土質量，並節約了大量水泥。
1955年後，姚明初積極從事鐵路預應力混凝土軌枕的開發研究工作。在混凝土枕的計算理論、結構設計和製造工藝以及混凝土枕螺紋道釘錨固新技術等方面都有所創新。1978 年在全國科學大會上獲“作出重大貢獻的先進工作者”獎狀。
早在60年代初，姚明初就開始從事工程結構安全度（現稱可靠度）的研究工作。經過多年的艱苦奮鬥，與有關同志共同完成了國家計畫委員會下達的《鐵路工程結構可靠度設計統一標準》的編制任務，1991年通過部級審查，被認為具有國際先進水平。
姚明初十分重視科技人員的培養工作。1952年以來曾先後主持舉辦混凝土新技術方面的學習班和培訓班10次，鐵路各單位委派學習人員共500餘名。1964年開始招收碩士研究生一名，後因“文化大革命”而中斷。1978年恢復培養研究生，現已有12人獲得碩士學位。3人獲得博士學位，多數現已成為科研骨幹。
姚明初學術思想活躍，50年代以來，在鐵路工程系統中開展多方面的科研和開發工作。由於在混凝土材料工藝、混凝土軌下基礎和結構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
混凝土新技術的倡導者
解放以前，我國混凝土施工技術十分落後，混凝土拌制一般採用固定的體積比，如水泥：砂：石比為1∶2∶4或1∶3∶6，不規定水灰比，沒有混凝土強度指標，更沒有耐久性標準。1950年姚明初吸取國外先進經驗，在鐵路系統創導按混凝土強度進行混凝土配合比設計和施工新技術。這一新施工方法得到鐵道部有關領導的支持和幫助，1952年首次在西北幹線鐵路工程局進行混凝土按配合比施工新技術的培訓和試點工作，其後在鐵路新線工程和營業鐵路工程中全面推廣，使鐵路混凝土工程質量得到保證，並節約了大量水泥。為了做好這一工作，在姚明初的建議下在鐵路工程系統普遍建立混凝土試驗室，把水泥、砂、石等材料的鑑定、混凝土配合比的設計、混凝土施工控制和混凝土強度檢驗等工作作為混凝土試驗室的重要任務。在姚明初的主持下，還在鐵路工程系統多次開辦了混凝土試驗和混凝土新技術的培訓班，為鐵路工程系統培養了大量混凝土試驗技術人員。姚明初還協助鐵道部主管部門制訂了採用新法施工的混凝土施工規程，加強質量管理，不但保證了混凝土的強度和耐久性，並且使水泥的使用更加經濟合理，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採用了松香皂加氣劑，提高了混凝土和易性和耐久性，並節約了水泥約5-10%。這兩種混凝土附加劑已分別列入1956年國家建委頒發的《水泥混凝土及砂漿中摻用塑化劑的暫行規定》和《水泥混凝土摻用加氣劑的暫行規定》，在全國推廣，取得了很大的技術經濟效果。
混凝土軌枕的開拓者
1955年後姚明初積極開展了鐵路混凝土軌枕的開發研究工作。1956年他參加了赴蘇聯和捷克斯洛伐克的預應力混凝土軌枕和橋樑考察團，引進了經蘇聯改進的匈牙利混凝土枕流水機組法新工藝。在鐵道部有關部門的密切配合下於1958年在豐臺橋樑工廠建成了我國第一條預應力鋼弦混凝土枕生產流水線。姚明初在混凝土枕結構和扣件的定型中以及在鋼模型和鋼絲張拉夾具等關鍵設備的研製中發揮了重要作用。由於當時刻痕鋼絲供應困難，姚明初提出以匈牙利採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製品廠共同研製成功，解決了軌枕生產中預應力鋼材供應的困難。從1958年建成的第一條預應力混凝土枕生產線，至今已擴建了包括株洲、平頂山、太原、哈密、房山、都勻、成都、錦州、西安等數十條生產線，年產量達一千萬根軌枕，每年可節約百萬立方米以上優質木材。而且由於線路上採用了混凝土枕提高了線路質量，減少了養護維修工作量，保證了無縫線路在我國鐵路線路上的推廣，其社會效益和經濟效益是極大的。姚明初在這項工作中做出了傑出的貢獻。初期混凝土枕與鋼軌扣件的聯結是採用在混凝土枕中預埋木螺栓來實現的，由於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的新方法，在專題組成員卓有成效的配合下經大量的室內試驗和線上路上的使用，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，得到了有成效的實踐的驗證。在軌枕生產中預留孔的生產工藝也比較簡便，1963年開始大量推廣。1982年混凝土枕用硫磺錨固栓新技術獲國家發明三等獎。截至1991年底，使用硫磺錨固的軌枕已達1.5億根，與木栓比較，節約費用已達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量。減少了養護維修工作量。姚明初在這一新技術的研究開發中作出了重要的貢獻。
為了適應鐵路軌道一些特殊區段的需要，姚明初於1959 年起就領導專題組對鐵路混凝土新型軌下基礎進行研究、試製和現場試鋪工作（包括混凝土寬枕和整體道床）。1966年在京廣線清風店至定縣站間試鋪了混凝土寬枕軌道2.2公里，經過十多年運營觀測與試驗，效果良好，取得了成功。目前這種新型軌下基礎主要使用於鐵路站線，有效地解決了大站站線維修養護工作的困難，大大地改善了站容。
工程結構可靠度理論研究的先驅
早在1960年姚明初就結合鐵路混凝土枕結構設計進行了混凝土枕按使用壽命設計理論的研究。1962年在中國土木工程學會年會上發表題為《結構物在隨機過程荷載下的安全度和結構物按使用期限設計》的論文。這次年會是以“工程結構安全度問題”為學術活動的中心。會上對工程結構安全度提出了兩種意見。一種意見認為安全度可以用“結構物在一定使用期限以內達到極限狀態的機率”來表達。另一種意見認為：“安全度是結構物用來抵抗各種影響結構的不利因素，以保證結構物的正常使用所必須的安全儲備能力。”持後一種意見者認為“如果要按結構在一定使用期限內達到極限狀態的機率來確定安全度，則必需大量統計資料，這實際上是很難辦到的。”因此，對前一種意見即用機率來確定安全度持否定態度。姚明初在大會上宣讀了以前一種意見為主導的論文，在討論中進一步作了闡述。但由於認識方面的局限，對以機率來度量安全度（現稱為可靠度）的概念並未被多數與會者所接受，在這種情況下姚明初堅持方向，繼續不斷地進行以結構可靠度理論為基礎的工程結構設計原則和設計方法的研究。1966年“文化大革命”開始，姚明初利用一切可能的時間結合鐵路混凝土枕進行了結構可靠度的研究。1974年在全國預應力混凝土會議上發表了《預應力鋼筋混凝土受彎構件在不穩定重複荷載下的承載能力》一文，並於1977年在建築科學研究院主持召開的“建築結構安全度”綜合研究組擴大會議上發表了題為《機率論和安全度理論在結構設計中的套用》的論文，得到了與會者的贊同。1979年國家建委委任中國建築科學研究院主持編制以結構可靠性理論為基礎的《建築結構設計統一標準》，聘請姚明初為技術顧問。1980年鑑於國內外在工程結構可靠度理論及其套用方面已有較大發展；姚明初與程慶國、徐蘊賢、李本安等人提出了在鐵路系統開展結構可靠度設計理論研究及其套用的建議，得到了鐵道部有關領導的支持與重視。1981年鐵道部下達“鐵道建築安全度（現稱可靠度）及設計原理”的科研項目。姚明初積極主持該項科研工作，取得了順利的進展。1981-1985年姚明初與其他參加科研課題的研究人員共發表論文四十餘篇，大大推動了結構可靠度理論在鐵路工程中的套用和發展。
1985年國家計委下達了國家標準：《鐵路工程結構可靠度設計統一標準》的編制任務，姚明初任編制組組長。這一標準牽涉面廣，編制難度大，姚明初在主持編制工作的同時進行了有關科研工作，提出了結構可靠度指標計算的分位值法和結構極限狀態設計式中分項係數選定的驗算點法，並提出了混凝土結構疲勞可靠度設計的原則和實用方法，適應了鐵路工程結構物可靠度設計的特點。通過多年來編制組的共同努力，在有關方面的協作下，於1990年10月完成該統一標準送審稿的編寫工作。1991年5月通過鐵道部審查，認為該標準的編制為統一鐵路工程結構設計的基本理論、設計原則和方法奠定了基礎，在鐵路工程結構可靠度設計方面做出了開拓性工作，總體上達到了國際先進水平。姚明初在這一標準的編制中，根據鐵路工程結構物的特點，理論聯繫實際，注意吸取國內外在這一領域的新成果，不畏高齡（當年75 歲），迎困難而上，這種為祖國科研事業繼續奮進的精神與責任感，令人欽敬，值得學習。
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，鋼筋混凝土製品的結構型式、製造工藝及其使用.鐵道科學技術，1959.
3 姚明初.鋼筋混凝土軌枕的研究.中國土木工程學會年會會刊，1962.
4 姚明初.結構在隨機過程荷載下的安全度和結構物按使用限期設計.中國土木工程學會年會會刊，1962.
5 姚明初.鋼筋混凝土受彎構件考慮不穩定重複荷載進行設計的探討.建築技術通訊（建築結構），1976（6）
6 姚明初.我國混凝土技術的發展.建築技術，1979（9）
7 姚明初主編.混凝土軌枕設計和製造（上冊）.北京：人民鐵道出版社，1979.
8 姚明初等.隧道內新型軌下基礎.中國鐵道科學，1980，2（2）
9 珧明初等.軌枕板新型軌道的研究.鐵道學報，1981（1）
10 姚明初.對發展我國混凝土軌下基礎的意見.鐵道科技動態，1984 （4）
11 姚明初主編.混凝土軌枕設計和製造（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.北京：中國鐵道出版社，1986.
13 姚明初.鐵路混凝土橋樑可靠性設計.橋樑建設，1987（4）
11 姚明初主編.混凝土軌枕設計和製造（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.北京：中國鐵道出版社，1986.
13 姚明初.鐵路混凝土橋樑可靠性設計.橋樑建設，1987（4）
