2020-08-05 09:00:00

一块油毡布引发的隔震技术创新

汕头防震减灾



                       




奇迹：2018，港珠澳大桥





      2018年10月23日，历时15年，港珠澳大桥正式开通。作为我国第一例集桥、双人工岛、隧道为一体的跨海通道“超级工程”，被公认为“新世界七大奇迹之一”。
     对于地震人而言，最为之振奋和自豪的是，这是首次在世界最长的跨海大桥的建设中成功应用减隔震技术，是我国大型跨海桥梁采用减隔震技术的里程碑范例。大桥总长约55公里，全程使用减隔震措施，抗震性能从抗震烈度从7度跃升至9度，相当于抵抗7-8级浅源地震的震中烈度不倒塌，也就是说，就防震而来，这是“世界上最安全的跨海大桥”。
     那么，何为隔震技术?它又是如何被引入大桥的呢?所谓隔震，就是在房屋和地面之间，加一层橡胶和钢板隔层叠加的隔震支座柔软层，通过延长结构自振周期，避开地面共振区，从而减弱地震反应，能使隔震结构地震反应衰减至非隔震结构的1/4至1/8，成倍提高建筑的耐震安全性。这种可以减弱地震伤害的工程技术，早在二三十年前就被应用到房屋建设了。而如今担纲港珠澳大桥全部桥梁部分的抗震、隔震与减震设计的广州大学工程抗震研究中心港珠澳大桥技术团队将隔震技术引入到大桥,经过精密计算，在桥墩上部即大桥桥墩与桥梁连接之间，安装了隔震装置。当地震来临时，桥墩和桥梁之间是柔软的，产生的地震的惯性力大概只有原来的1/3—1/4，从而使这条跨海大桥具有良好的抗震能力。


                     





初心：1976，一块油毡布





     作为港珠澳大桥技术团队领衔，周福霖院士在谈到何为隔震技术时，很简洁地回答，就是以柔克刚。
    这个回答源于，1976年，唐山大地震之后，周福霖院士的隔震技术创新之路始于1976，那块油毡布。
     1976年，唐山大地震。当时在机械工业部工作的周福霖,被派到当地调查，为所有倒塌房屋做记录。



     


     震后第三天, 周福霖发现, 在一片倒塌的废墟中,有两栋四层的房屋没有倒。走近一看, 墙底下有一道油毛毡的防潮层,整个房屋沿着油毛毡滑动了40多厘米,房屋本身基本完好。这启发了周福霖院士，如果能建造这样在地面上可以滑动的房子，就能在地震时免受灾难性的破坏了。
     2018年，周福霖院士团队成功将这一设想在港珠澳大桥上应用，形成整套海上桥梁隔震技术体系。当地震来临时，仿佛柔软的水托着海上行驶的船，地震中，船体与震动的海面之间隔着柔软的水层，船体只会慢慢摇摆，加在船体的地震冲击力被卸去，起到“以柔克刚”的效果。



                     




未来：推广隔震减震技术





    周福霖院士指出，隔震技术是提升建筑抗震能力最有效的手段。未来，我国必将从救灾强国逐渐转变为防灾强国。
    我国建筑隔震技术应用已超过20年。我国最早的隔震建筑是1993 年由周福霖院士设计建造的汕头陵海路八层框架结构商住楼以及唐家祥教授设计的安阳市粮油综合楼。
    2001 年，建筑隔震与消能减震技术写入国标《建筑抗震设计规范》，标志着隔震消能技术在我国的成熟发展。
    2006 年以后相继颁布国标《橡胶支座第一部分：隔震橡胶支座试验方法》等，上述标准的颁布规范了建筑隔震技术的设计、生产和检验。
    2013年四川芦山7.0级地震中，芦山县人民医院综合楼因采用隔震技术保证了建筑本身和医疗设施均完好无损，在抗震救灾中发挥重要作用。
    2019年10月，司法部完成《建设工程抗震管理条例》的意见征集工作，其中明确规定“位于高烈度设防地区、地震重点监视防御区的新建学校、幼儿园、医院、养老机构、应急指挥中心、应急避难场所等公共建筑应当采用隔震减震技术”。未来随条例立法的落地和行业标准的趋严，建筑减隔震技术有望在全国实现大范围推广应用。


 (全球最大单体隔震航站楼---北京大兴国际机场)


来源四川省地震局