港珠澳大桥会“打太极”?广州大学院士团队将隔震技术嵌入桥梁

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“港珠澳大桥通车了!”想起亲身参与的超级工程正式启动,这些天,广州大学工程抗震研究中心哈萨克族总工程师温留汉·黑沙常感到兴奋。他回想过去8年,在中国工程院院士周福霖指导下,整个团队担纲起港珠澳大桥抗震设计,首次把隔震技术嵌入桥梁,定义了桥梁隔震装置技术的世界标准。

多年来,这支世界领先的院士团队专注与地震过招,把隔震技术广泛应用在四川雅安、广州塔、故宫博物院中,他们的目标是要让中国成为最抗震国家。

桥墩放入隔震垫,大桥学会“打太极”

港珠澳大桥全长55公里,是有地震断层穿过的最长跨海大桥,设计使用寿命120年。这些都为大桥的抗震技术提出了高要求。

遇到地震时,桥梁裂缝通常会出现在桥墩底部。桥梁一般应对地震的办法是把基础加大,栋身钢筋配多一些,或者限位等,但都是“硬抗”。

温留汉·黑沙介绍,“硬抗”这种方法港珠澳大桥不仅不能采用,而且还需要在桥梁底部作“减法”。因为一般连接桥桩和桥墩的平台都在水面上,但根据环境保护的要求,港珠澳大桥需要把平台沉到水下。但沉到水下后一旦发生地震出现裂缝,不仅面临海水腐蚀的威胁,修护也十分困难。

不能采用传统办法,于是,该团队创新性地将减隔震技术引入。所谓隔震就是运用隔震垫,阻止地震作用向上传递,从而达到减弱结构地震反映的效果。在桥墩部位加入隔震垫,一层橡胶隔一层钢板,地震来时,隔震垫隔开冲击力,仿佛像太极一样借力打力,以柔克刚,让桥的主体不受损,把损坏控制在柔性部分。

“这一原理就像海上行驶的船,地震冲击的大部分力量被水隔开,保护了船体。”周福霖说,虽然隔震技术运用已经有30多年的成熟经验,但运用在如此长的跨海大桥上国内外都没有先例。这一创新使得港珠澳大桥抗震烈度从7度跃升至9度,在防震方面可称得上是“世界上最安全的跨海大桥”。

为百姓建设地震中的“安全岛”

今年,周福霖团队参与起草的《建筑隔震设计规范》即将出台,未来建筑的安全性将提高2至4倍。他希望,通过推广应用隔震技术,使中国成为地震时最安全的国家。

在四川雅安7.0级强震后,芦山县人民医院门诊综合楼因采用了该团队的隔震技术,成为地震中唯一正常运转的救护中心,被誉为“楼坚强”。这些年来,团队为近海交通工程、超高层建筑、人工岛礁、核电站、高铁、桥梁等各种复杂环境下的隔震减震保驾护航,研究成果还被广泛应用于故宫博物院、西安碑林等历史文物的隔震保护中。还完成了广州塔等多项工程的隔震设计,赢得14项“中华之最”,成功将我国防震技术从“跟跑”加速为“世界领跑”。

周福霖表示,为了给百姓建设地震中的“安全岛”,团队开发了一种适合农村用的简易隔震技术,每平方米只花费50元。“这项技术我们正在海南、云南推广,给工匠一本手册,他就可以建,希望让广大农民也能分享科技创新的成果。”

“团队完成了巴拿马运河三桥的减震设计,今年9月团队刚刚成立中国-意大利文物保护技术中心,把隔震技术这一‘中国创新’带向全世界。”温留汉·黑沙说。

【记者】姚瑶

【通讯员】广大宣

【校对】吴荆子

编辑 许晓冰
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