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周福霖
55年从事工程抗震研究的现代“张衡”
敬业奉献
广东省
2019年7月“中国好人榜”
人物故事:

  周福霖,1939年出生,现任广州大学工程抗震研究中心主任、中国工程院院士,是我国著名抗震、隔震与减震控制领域专家。他被誉为中国抗震的权威,现代“张衡”,一生宏愿为抗震。在周福霖55年从事的工程结构与抗震减震的研究与教学工作中,对我国结构隔震减震控制技术体系的建立、应用与发展做出了奠基性、开拓性贡献。在具有标志性战略意义的港珠澳大桥等众多国家级重大工程的背后,都有着他所带领的技术团队的身影,他们所研发的隔震与减震控制领域新技术及新产品为一系列超级工程的建设保驾护航,做出了突出的贡献,相关技术成果在故宫博物院、西安碑林、广州电视塔等重要建筑中都取得了广泛应用,先后荣获14个“中华之最”。周福霖获得广东省科技进步一等奖、建设部科技进步一等奖、国家科技进步二等奖、广东省首届“南粤创新奖”。他是“建设部劳动模范”、广东省五一劳动奖章获得者,广东省有突出贡献专家,广东省优秀教师 ,曾兼任联合国工发组织隔震技术顾问。

  港珠澳大桥的幕后英雄

  一桥连三地,天堑变通途。2018年10月24日,历时9年艰苦建设、全长55公里的港珠澳大桥正式通车。这条跨越伶仃洋,东接香港,西接珠海和澳门的“巨龙”创造了世界奇迹。而这项“超级工程”的背后,有无数幕后英雄,这其中就有毕生致力于“抗震”研究的中国工程院院士周福霖。

  周福霖院士领衔的广州大学工程抗震研究中心港珠澳大桥技术团队担纲了港珠澳大桥全部桥梁部分的抗震、隔震与减震设计港珠澳大桥的抗震设计在全世界都找不到特别好的借鉴对象,团队必须攻克许多难题,大家对10多个厂家,几百个产品开展了实验研究,经常日夜连轴转,甚至就连过年都在实验室过。”港珠澳大桥全长55公里,作为最长的的跨海大桥,要如何抗震?周福霖团队在近10年的探索研究中,形成了一整套海上桥梁抗震减震技术体系。比如,对大桥非通航孔桥,采用基于橡胶隔震支座和摩擦摆隔震支座的隔震技术,有效降低了桥梁的地震响应。

  周福霖团队通过抗震性能优化设计,港珠澳大桥的抗震安全性大幅提高,从抗7级跃升至抗9级,“相当于类似汶川地震级别的地震都完全不怕”,被称为“世界上抗震安全性最高的跨海大桥”。这是首次在世界最长的跨海大桥的建设中应用减隔震技术,为我国大型跨海桥梁采用减隔震技术提供范例。去年9月,港珠澳大桥在经历台风“山竹”阵风16级(实测桥上最大风速55m/s)的洗礼后,依然安然无恙。周福霖为港珠澳大桥的抗震安全性自豪,也为自己的团队自豪。

  助力多项工程防震减灾

  正是有了周福霖这样的幕后英雄,为国家创造了一个又一个工程奇迹。除了参与港珠澳大桥这个有着国家战略意义的重大工程,周福霖还参与设计了广州塔、昆明和北京新机场等建筑,让这些重大工程在面临台风、地震等重大自然灾害时,依然屹立不倒。在设计建造每一个工程时,周福霖都会因地制宜,反复勘测与实验,力求做出最适合、最满意的工程。

  周福霖先容,在承担广州塔隔震设计工作时,由于广州天气变化多端,时常刮起台风,如何保护广州塔不受台风影响是个亟待解决的问题。“广州塔的‘腰’很细,所以它的支撑钢管也无法再加粗,这就促使大家要寻找新的解决方法,不能再固守陈旧的技术。”

  通过不断摸索和实地考察,周福霖决定不再使用传统的地下防震技术,而是在塔顶使用“质量摆”,通过设置两个巨型水箱来提高建筑的抗风能力,从而使减震效果达到50-60%,即使强风来袭,广州塔也依旧能够不受狂风的影响,耸立在珠江边。如今的广州塔,已是广州市地标性建筑,吸引着众多国内外游客来此打卡。

  地震考察立下一生宏愿

  在港珠澳大桥、广州塔等这些重大工程正式面世之前,广州大学工程抗震研究中心早已有了它们的雏形。该中心位于广州市广园中路248号,楼梯道间"宁可备而无震,不可震而无备"的标识牌赫然醒目。就是在这里,周福霖默默为中国的抗震隔震事业奋斗了几十年。办公室里,堆的是各种关于抗震研究的资料,室外时不时发出轰隆隆的作业声,周福霖却能心静如水,埋头在自己的研究中。即便已到了耄耋之年,他的身上仍有着一种锐意进取的精神气。

  "去唐山大地震考察,是我人生的转折点。"说起做抗震研究的缘起,周福霖讲述了其在1976年的经历。那年的7月28日凌晨,唐山发生毁灭性地震,整个城市几乎被夷为平地。周福霖作为机械工业部设计院的代表,接到命令赶赴灾区考察。在灾区的三个月时间里,他目睹空前惨烈的地震灾害,在废墟和尸体间穿行,为所有倒塌房屋做记录。

  周福霖回忆,有一次他爬到一栋残缺的楼房上面,突然发生余震。危急中周福霖紧抱着根柱子,才得以避险。废墟、失去亲人的幸存者、面对天灾的无力感,这一切都让周福霖深感震撼。让周福霖铭记一生的是,当一位无助的幸存老人看到前来考察的专家,留着眼泪质问道,“为什么地震来了,房子都倒了?”这让周福霖觉得无地自容,他暗下决心,一定要解决地震中房屋倒塌的问题,让每一栋房屋都是“不倒屋”。周福霖说,根据世界上几十次大地震的统计,地震中死亡的人90%是由于房屋倒塌造成的,如果能够让房屋不在地震时倒下来,那么救的将不是一个人或几个人,而是千百万人。

  在考察中,他注意到在震后的一片废墟中有两幢4层高的砖结构房屋没有倒塌,而是沿着房屋底部的油毡防潮层滑动了40多厘米,挽救了数百人的生命。这启发了周福霖,“如果能建造这样在地面上可以滑动的房子,就能确保在地震时免受灾难性的破坏了。” 从唐山回来后,使命感让周福霖决心改变自己的研究方向,全力研究房屋隔震减震技术。

  提出“以柔克刚”归来报国

  1977年,在全国抗震工作会议上,周福霖根据唐山大地震的考察体会和自己的研究,结合国外的研究趋势,提出了"结构消能减震"的理论和技术,这在我国是比较早的。他始终记得在唐山时对灾民的承诺,“我一定要做一个中国的工程,要解决中国地震中的房屋倒塌问题。”自此之后的四十余年,给老百姓筑起“安全岛”成为周福霖一生为之奋斗的目标。

  “传统抗震技术是房屋越强越好,柱子越粗越好,以硬抗硬,而隔震减震技术恰恰相反,它把建筑物的底下做成柔性的橡胶支座,主张越柔越好,以柔克刚。地震发生时,建筑物在橡胶上处于弹性状态,通过滑动来减少震动。”周福霖先容道。这个抗震新理念受到了技术和传统思想观念的挑战。因为使用隔震技术的房屋每平方米成本会上升200元左右,设计施工难度也会增高,隔震装置生产也需要跟上理念推广步伐。

  周福霖并没有气馁,他查阅了很多资料,做公式演算,拾起英文的学习,了解国外的相关研究。1979年,周福霖决定参加机械部人员出国留学选拔考试,以优异成绩考取了国家公派出国留学。经过一年的培训学习,1981年,他选择到加拿大不列颠哥伦比亚大学学习, 利用该校的模拟地震振动台等先进的实验设备,进行工程结构抗震和隔震减震研究,深得老师的喜爱和器重。

  研究生学习结束后,周福霖面临新的抉择——回国还是留在加拿大。那时国内的一些设备仪器尚不完善,实验所需的振动台等仪器还比较缺乏,而国外的生活条件比国内的要好许多,国内最缺乏的东西往往是国外最便宜的。与此同时,周福霖的导师和身边的朋友也都纷纷劝他留在国外。但是,面对国外优越的生活条件,周福霖并没有过多的留恋,他要回国将自己曾经的想法付诸实践。"如果留在国外无非就是获得一份稳定的工作,拿一份高的薪水,其他有什么?我当时老是想起我在唐山地震的经历,想起自己许下的诺言。我问自己,我要对谁做贡献?我必须要对中国人做贡献!"就这样,在国家最需要人才的时候,周福霖带着整整13箱书本和资料,毅然回到祖国,将自己所学毫无保留地洒在了他所热爱的这片土地上。

  心系灾民建首栋隔震住宅  

  1984年,周福霖回到阔别多年的祖国,在中国机械工业部第四设计研究院担任设计院副总工程师,主管全院土建设计与研究工作。两年后,他的人生再次遇到选择题。“我想集中精力做研究,去一个能把之前的研究落地实践的地方。”因此,高校是周福霖的首选。周福霖最终选择到广州参加广州城市建设学院的筹建工作,担任土木系主任、学院副院长。他一面承担教学任务,一面坚持做学术研究,探索创立适合中国国情的工程结构抗震新技术。

  1993年,周福霖在汕头建成我国首栋“橡胶支座多层隔震住宅”,对比传统房屋,将地震反应降低至1/4~1/8,大幅提高房屋安全性,被联合国工发组织评价为“世界隔震技术发展的第三个里程碑”。“这栋住宅建成的第二年,台湾海峡就发生地震,汕头受到影响,但大家考察发现,这栋隔震住宅的人在地震发生时几乎没有感觉,而其他未采用隔震技术的住宅,则晃动得很强烈。”周福霖的隔震理念首次在中国的大地上经受住了实践的检验。

  为进一步研究和推广隔震技术,1994年,周福霖倡导在华南建设学院(西院)建立以隔震消能与减震控制为主要研究方向的工程抗震研究中心,2000年合并组建广州大学后,该中心改名为广州大学工程抗震研究中心。10多年来他亲自担任中心主任,为抗震中心的发展倾注了大量心血,带领抗震中心从无到有,从小到大,逐步发展成为国家重点实验室培育基地。

  2008年汶川发生地震,69岁的周福霖心系灾民,仍亲赴灾区进行考察和援建,看到眼前房屋倒塌,仿佛唐山的那一幕在汶川重现了。“地震中90%的死亡是因为房屋倒塌造成的,大家保护的不只是一个人,而是千千万万的人。”周福霖一直希翼能够达到一个目标,那就是让中国成为在地震时最安全的国家,为千万人构建安全屋。

  在援建过程中,周福霖将隔震技术应用到了芦山县人民医院的门诊大楼中。当芦山地震来临时,这座采用了隔震技术的大楼经受住了考验没有倒塌,后来被称为“楼坚强”,而另外两栋因为条件有限没能采用隔震技术的大楼则受损严重。“院长曾激动地说,当时全县医院都瘫痪了,如果没有这座隔震楼,后果不堪设想。”周福霖回忆起当时的情景。这一强烈的对比让周福霖甚是欣慰,他感觉自己当初的愿望正逐渐在实现,同时也渴望将这个技术得到进一步推广和应用。

  让中国成为地震时最安全的国家

  "隔震工作不是大家这一代人就能够完成的,但我一定会尽自己最大的努力去做。"周福霖深感任务的艰巨,带领着团队开展了系列的工作。在他的推广下,现在国内采用隔震技术的房屋已接近12000栋。去年,周福霖团队起草了《建筑隔震设计规范》推广应用隔震技术,希翼中国成为地震时最安全的国家。目前该规范已经报批,预计于今年出台。

  现在周福霖的团队里有不少年轻人,在他的影响下,也慢慢变成了发展隔震减震技术的主力军。今年,周福霖已经整整80岁,诚如他所言,“一个人一辈子只要做好一件事就足够了。十三亿人,如果每个人都做好一件事,就可以做好十三亿件事。”而他,把一生都奉献给了抗震事业,只为实现当初立下的宏愿,给千万人筑起“不倒屋”,要让中国成为地震时最安全的国家。

  即使如今到了耄耋之年,周福霖依然奋斗不止,他正在忙着筹建广州大学抗震研究中心新实验室,预计今年下半年实验室将在大学城落成启用。周福霖透露,届时将建成一个三连台的巨型震动试验台,通过实验室进一步研究相关抗震难题,将带动中国的抗震技术走在世界前沿。

来源:广东文明办

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