周福霖团队在进行一项设计时长为50年的隔震材料老化实验，对一块橡胶进行施压，测试其老化情况，目前这个测试已进行了15年。

周福霖院士


隔震结构模型（左）与不隔震结构模型，在同一震级中不同抗震效果的对比。

  港珠澳大桥桥墩模型

  TA们是谁

  周福霖院士团队

  ●周福霖院士带领下的广州大学工程抗震研究中心技术团队，成立于1994年，团队成员有国家“千人计划”特聘教授一人，海外留学归国人员多名，团队以具有博士学位的中青年为主。

  ●抗震中心主持完成国家自然科学基金和省、部级科研项目多项，为我国工程隔震技术的发展和步入世界前列作出了重大贡献，也使广州大学工程抗震研究中心地位在国内外同行中产生重大影响。

  ●广州大学工程抗震研究中心先后成为广东省、广州市地震工程与应用技术重点实验室，工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室，隔震减震控制与结构安全国家重点实验室（培育），广东省高校隔震减震控制与抗震工程技术研究中心的依托单位，并获得中国计量认证（CM A）资质。

  15米高的实验室里，深圳地铁前海段隔振装置实验轰隆作响，快到屋顶的“小蛮腰”缩微钢架、粗大的港珠澳大桥桥墩以及各种超高建筑模型摆得满满当当，7 6岁的中国工程院院士周福霖健步其中，准备去查看一项设计时长为5 0年、已经进行了15年的隔震材料老化实验……隔震减震控制与结构安全国家重点实验室藏身广州广园中路248号，世界闻名的新型隔减震体系就在这里不断创新发展。

  周福霖团队与相关单位为港珠澳大桥完成了隔震减震设计研究，在桥墩上部安装了隔震减震装置，使这条跨海大桥再也不怕大地震的突然袭击。

  处事低调的国际隔震消能减震控制学会主席周福霖，说起投身工程抗震减隔震领域的40多年时光，语气平和得仿佛在谈论外头略显炎热的天气。

  日本“3·11”地震中完好的建筑

  广州大学已经搬离广园中路248号足足10年，但周福霖带领的广州大学工程抗震研究中心仍“蜗居”在这里。头发花白的周福霖院士坐在办公室里，语音轻柔，讲起日本朋友薛教授在日本“3·11”大地震中的经历：

  2011年3月11日下午两点多，薛教授在一栋隔震的医院大楼牙科诊所修牙，修好牙已经3点多。下楼才发现满街的人都在跑，这才知道发生了大地震。他赶紧冲回位于28楼的家里，一眼就看见新买的一瓶葡萄酒完好无损，家里的东西也都没有滑落。

  牙科诊所和薛教授家所在的大楼，都安装了隔减震装置；日本仙台近50栋隔减震建筑，包括高于100米的超高层，在这次强震中均完好无损，表现惊人。

  隔震技术是40多年来世界各国（包括中国）地震工程的重大创新成果之一，其科学技术体系的创立、理论研究、试验研究、示范工程和今天的迅猛应用发展，倾注了各国科学家的毕生心血。其中就包括我国工程院院士、广州大学工程抗震研究中心主任周福霖教授。

  对周福霖来说，隔减震技术是他在1976年唐山大地震现场调查中受到启发成形的。唐山大地震后第3天，周福霖来到95%建筑被毁的唐山，一片废墟中有两栋4层砖楼屹立未倒，仅沿着地面滑动了约40多厘米，墙体下面一层柔软的防水油毛毡救了两栋楼里400多人。

  周福霖从滑动的房屋中找到了灵感。“如果只给建筑做抗震，很多时候扛不住，必须有新的思路”。随后出国留学的周福霖，在1982年与导师一起做了一个隔震房屋地震震动台模拟试验，把四层楼的房屋模型放在震动台上，下面做一层隔震层。输入地震波，发现不隔震的房屋剧烈摇晃，遇强震就被破坏，隔震的房屋却能承受9级或更大的地震。

  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，避开地面振动共震区，从而隔离地震，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。

  通俗点说，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。

  周福霖带着隔减震新技术回国，来访的联合国工业发展组织有关专家知道后，1989年联合国工发组织正式拨款立项，要求周福霖在中国为世界各国建造隔震住宅示范工程。1993年，在广东汕头市建成我国第一栋橡胶支座的8层隔震住宅，这是当年世界最高、面积最大的隔震住宅楼，还建了同样的8层对照抗震楼。

  次年台湾发生地震，地震中，隔震楼在橡胶隔震层上缓慢摇摆，将地震反应降至很低，房屋结构在地震中保持弹性，没有任何损坏，只是轻微摆动，居住者几乎没有感觉；而抗震房屋激烈晃动，有人还跳楼逃生，导致伤亡。联合国工发组织在汕头召开国际会议，向世界各国推广了这种技术，称之为“世界隔震技术发展的第三个里程碑”。

  近年来，周福霖发表的300多篇学术论文和三本创新性专著，改变着我国的结构设计方法：从单纯采用抗震，改为抗震与隔震减震双管齐下，使我国在隔震领域处于世界前列。

  防震方面“世界上最安全的跨海大桥”

  5年前，即将开始设计的港珠澳大桥工程组和设计团队，与广州大学周福霖团队一起，对这座世界上最长的有地震断层穿过的跨海大桥，采用隔减震技术，解决抗震设计难题。

  在拥挤的实验室里，港珠澳大桥桥墩模型的底部布满细小裂纹，这是桥墩模型被放在地震振动台上进行地震波冲击试验时留下的。真正建设中的港珠澳大桥桥墩位于海底，一旦出现这些裂纹将极难修复，也威胁大桥的安全。

  周福霖带着团队，经过详细计算分析，将隔震层设置在桥墩顶部。地震来临时，桥墩和桥梁之间是柔软的，产生的地震力大概只有原来的1/3。

  “8级地震不怕，9级地震也不怕，这种设计将抗震级别提高了好几倍，实验中甚至将抗震级别提高到4倍”，周福霖称，经过隔震保护的港珠澳大桥，在防震上可以称得上是“世界上最安全的跨海大桥”。

  如今，桥墩上都已经安装了隔震支座。每个桥墩顶分开两个挑梁，挑梁上安装着不同类型的隔震装置，包括橡胶隔震支座、盆式摩擦滑板隔震支座等。

  除了港珠澳大桥，周福霖团队针对我国将要大量建设的近海桥梁地震破坏机理，都提出有效的解决方案。如论证中“一带一路”通过的川滇疆藏地区跨河大桥、琼州海峡跨海通道、渤海湾海峡跨海通道等。

  目前，隔减震技术已在我国5000多栋房屋和350座桥梁上应用。

  给北京故宫和西安碑林加“活动地毯”

  周福霖院士的电脑中，保存着许多张尼泊尔古建筑倒在地震中的照片。被称为“千寺之城”的加德满都，12座世界文化遗产在今年的地震中被毁，诸多古迹被夷为废墟。他很感慨，如果这些珍贵的文物事先加过隔震装置，应该能在世上留存更久，至少能扛过这次8.1级地震。

  一生与地震过招的周福霖更从中看到教训：“对于已有的建筑，尤其是学校和医院，还有古文物建筑，一定要有较强的保护意识，要进行防震加固。”

  周福霖团队从故宫博物院、西安碑林博物馆的珍贵文物进行加固保护，在珍贵文物下加装一层隔震层，这是现代隔震技术在国内文物地震保护中的首次应用。

  周福霖团队在故宫摆放的珍贵瓷器等文物底部，设计了特别高效的隔震装置。西安碑林以前没有防震装置，有些在地震中倒了，有的甚至摔坏，周福霖也选了一些珍贵的碑和雕像加装特别高效的隔震层，“要使我国珍贵文物在特大地震下不倒不坏、完好无损。”

  负责监测广州地震数据的广州市地震监测指挥中心，2000年就加了隔震层。而新建成的广东科学馆本身抗震能力很强，但里面的模型、设备和仪器也将采用隔震技术。

  2008年汶川地震时，四川和贵州的酒厂也受了很大破坏，地震一来，堆积存放的酒酿大坛“哗”一声，全部都倒了。周福霖的团队最近为知名酒厂的珍贵酒酿罐也做了隔震，在大坛下安置橡胶隔震垫，无论多大地震，都能保护这些酒厂的“酒种子”不被破坏。

  去年2月，住建部发通知在全国推广隔震技术，云南等省市要求医院、学校、指挥中心和交通枢纽强制使用隔减震技术。

  地震时室内比室外还安全的小学

  在各种公共建筑中，隔震对医院和学校尤为重要。2013年芦山地震后，四川雅安芦山县人民医院院长曾对周福霖说：“全县所有医院都瘫痪了，就剩这栋隔震楼成了急救中心。如果没有这栋隔震楼，灾后没有地方急救，后果真是不堪设想。”

  他所说的这栋在芦山地震中屹立不倒的芦山人民医院门诊楼，由澳门援建，兴建之初由广州大学做了隔震分析设计。但因为时间来不及，只有一栋门诊楼做了隔震，另外两栋做了抗震设计。

  2013年7级地震后，隔震的门诊楼里从天花板、仪器设备到人员都完好无损，没进行隔震的住院楼却房体开裂，仪器设备都倒了。83个隔震橡胶支座，使芦山县人民医院门诊部成为震后全县的急救中心。

  芦山地震考验的另一座隔震建筑，是汶川第二小学。2008年汶川地震后，新建的汶川第一小学没进行隔震设计，第二小学则做了隔震防护。7级芦山地震前，第二小学的老师告诉学生：“地震来时你们不要往外跑，房间里面比外面还安全，因为我们的楼房是隔震的。”

  安装了隔震装置的汶川第二小学教学楼在地震中慢慢摆，直至度过地震波的冲击。震后，安装在两个小学内的监测设备显示，两所学校的地震中房屋水平加速度反应大概相差6倍。

  目前，日本正规的建筑结构几乎都要采用隔减震技术。我国已经建好但防震能力不足的大量医院、学校等建筑，面临后期加固的难题，周福霖团队提出采用隔震技术进行加固，例如可在首层或采取挖地下室的办法加装隔震垫。

  地下室本身对抗震没有作用，但地下施工既不影响学生上课，也不妨碍患者看病。在地下室顶上、临近首层的地方加装隔震层，给老建筑加了一道防震安全锁。

  周福霖团队还关注到农民的简易住房。这些简易农民房在地震中不堪一击，历史记载，我国死亡超20万人的大地震，分别在山西洪洞、陕西华县、宁夏海原、河北唐山发生过，每次房倒屋塌死伤惨重。“房子对农民的意义很重要，震倒了，他们找不起设计院，也找不到施工单位，更没办法将吊车开过去盖房，他们的房子怎么做抗震？”

  于是，他们专为农民开发研制了便宜简单的弹性隔震块。隔震块20厘米长、15厘米高。农民买回家，平好地后在所有承重墙下拼一层，然后垒砖，自己建房都可以实现隔震。周福霖团队帮农民算了一笔账，弹性隔震块每平方米50元，200平方米的新建住房，政府补贴有一万元，足够支付做隔震的成本。

  为世界面积最大候机楼铺隔震设施

  近几年，周福霖团队致力“层间隔震”和“三维隔震”新技术体系的理论研究和工程应用，成果被用在国内多项工程。其中，世界上面积最大的“层间隔震”住宅群———28栋9层的北京通惠家园，房屋抗震安全性提高4倍，这项创新成果获2010年国家科技进步二等奖。

  新建成的全国第四大飞机场———昆明新机场，意识到了防震的重要性。周福霖团队为整个昆明新机场航站楼铺设了隔震垫，达50万平方米。这种大跨复杂结构的应用，使昆明新机场航站楼成为目前世界上最大的单体隔震建筑。

  整个机场落在橡胶隔层之上，就像一条河流上的船只，橡胶隔层承托着机场在震动中轻轻摇摆或滑动，不会受到倒塌或损坏的威胁。

  周福霖团队在我国开发的隔震新技术，还将迎接新的挑战，北京正在筹建中的新国际机场，已经决定在世界面积最大的候机楼下面全部铺设隔震设施。

  “他们要在大地震时做到四重保护，确保结构安全，确保候机楼里天花板等非结构装修安全，确保里边人的安全，确保内部设备仪器不掉落，航运功能不中断。”周福霖介绍，北京新建机场的隔震面积将达到70万平方米，为世界面积最大。

  刚从加拿大进修回来的陈洋洋博士，正忙着为某城地铁做隔减震实验，给一块隔震垫加9.5吨的力，隔震垫缓缓地轻微移动。这段地铁上面都是商场，他们希望隔震同时减轻地铁对商场的振动影响。这种技术将应用于地铁甚至高铁，它能有效降低列车的振动和噪声，也减少列车传到周围的环境振动。

  如今，周福霖团队正与有关单位合作，忙于核电站、高铁，地铁等的隔减震试点准备工作，准备开始试点工程，并对已建工程加装隔震装置。

  周福霖的书桌上，放着他正在主持编写的我国第一本《建筑隔震设计规范》（2014- 2015）国家标准。十年前曾写过的规范条文，已经无法满足现在的隔震设计需要，添加了加固建筑、村镇建筑、核电站隔震等内容，填补着国内的空白。

  他期待两年后在广州大学城，一个27米高的新实验室将落成，新的地震震动台和各种先进隔减震试验研究设备，将会成为国内外人才聚集、创新技术合作交流的新平台。

  轰隆作响的实验室里，周福霖安静地注视着高高的橡胶老化实验装置。15年来，被加压的橡胶变形不到3毫米，“这种实验急不来，2050年我已经不在了，不过后面接力的研究人员会看到实验的结果”。

  最新成果

  ●主持973项目“近海重大交通工程地震破坏机理及全寿命性能设计与控制”，针对我国将要大量建设的近海桥梁地震破坏机理，提出有效的解决方案。

  ●主持“国家自然科学基金资助项目———《强震作用下高速铁路桥梁损伤破坏及全寿命性能设计与控制》”，保证高铁在特大地震中的安全，确保高铁正常运行。

  ●主持“国家自然科学基金重大研究计划-集成项目-大型结构非线性灾变过程控制理论”项目，解决我国重大工程结构在地震作用下的破坏机理，提出解决方案。

  ●主持“《港珠澳大桥桥梁隔震设计工程项目》应用型研究”项目，使大桥的地震响应降低至1/3。