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院士、标准大师周福霖:拳拳赤子报国心 切切抗震惠民志

发表于:2021-03-03 浏览量: 125 次

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  工程结构与工程抗震、隔震与减震控制领域的专家、中国工程院院士周福霖堪称享誉海内外工程科技领域的超级“网红”。2020年底,周福霖院士又获得“标准科技创新奖”人才奖,荣膺标准大师称号。闻此喜讯的中国工程院院士徐建对本刊表示:“周福霖院士是减震控制的创始人。他长期从事工程结构与抗震减震的研究与教学工作,对我国工程结构隔震减震控制技术体系的建立、应用与发展作出了奠基性、开拓性的贡献。他的研究成果创造了多项国内国际第一。他获得标准大师可谓实至名归。”

  周福霖50余年在工程隔震、减震控制领域创造了许多奇迹。1993年,周福霖在广东省汕头市设计建成我国首幢“采用叠层橡胶支座”的隔震住宅楼,被联合国工发组织顾问评价为“世界隔震技术发展第三个里程碑”;他主持把隔震技术首次应用公路桥(石家庄石津渠中桥),使桥墩地震剪力降低30%~50%;1998年,他主持研究建成我国第一座铁路隔震桥(新疆布谷孜铁路桥)。该桥梁在2003年新疆伽师地震中完好无损,救灾物资顺利的通过南疆铁路和布谷孜铁路桥梁源源运抵灾区。周福霖先后主持设计建造成了3个世界面积最大的隔震建筑群,使我国隔震技术水平步入世界先进前列。

  周福霖曾兼任联合国工发组织隔震技术顾问,现担任国际隔震减震控制学会(ASSISI)副理事长,曾主持联合国、中国国家科学基金、美国国家科学基金等科技研发项目。《国际隔震技术标准》和《世界抗震房屋百科全书》周福霖是主要参编人。他撰写的《工程结构减震控制》,是我国第一部把隔震、消能减震、被动控制、主动控制和混合控制等组成一个完整体系,并建立一套新概念、新理论、新技术方法的经典著作。

  周福霖先后获得国家科技进步奖、建设部科技进步奖、教育部科技进步奖、广东省科技进步奖等多项奖励。他先后荣获“全国五一劳动奖章”、“建设部劳动模范” “广东省优秀教师”“广州市十大优秀留学人员”等多项荣誉称号。

  2020年初冬,借来京参加标准科技创新奖颁奖大会的间隙,本刊见缝插针地与周福霖院士有了几次交流和深谈。让我们得以“博览”这位一生专注抗震减震的工程建设标准化大师。

  学者周福霖:立志祖国建设专攻建筑抗震

  《礼记·中庸》有一句:“得一善,则拳拳服膺而弗失之矣。”周福霖就是这样一位倾其一生,矢志不渝献身祖国工程建设的莘莘学子。现任中国工程院院士、广州大学工程抗震研究中心主任、教授、博士生导师的周福霖,1939年6月出生于广东潮阳,1958~1963年就读于湖南大学土木系工民建专业。周福霖出生于一个华侨知识分子家庭,父母和他的几位兄弟姐妹均在国外,唯独他在国内。1959年,已经在湖南大学读二年级的他,获准到香港与父母亲会见。当时,国内正值经济困难时期,父母有意让他去国外读书。心系桑梓的周福霖最终还是回到了内地。直到后来在加拿大留学时,他依然没能满足父母的意愿。面对本刊疑惑,周院士回答:“我也是戴着红领巾成长起来的,学来的本事当然首选建设自己的国家!”正是这份拳拳之心,才有了周福霖一生现身祖国抗震建筑事业的切切之情。

  在与本刊访谈中,周福霖院士多次提到读书的重要:“不读书,中国怎么强大?知识就是力量是亘古不变的真理!”正是靠着不停地读书学习撑过了那个特殊动荡岁月。他介绍,为了不耽误学习,那时候经常桌子上摆一本政治书籍,而将喜欢的数学、力学、英文等包上应景书皮藏在抽屉里阅读。给他印象最深的是苏联杂志《知识就是力量》,他至今对里面的许多文章仍然印象深刻。虽然今天“老人家”提及过往语气诙谐幽默,但更多彰显其特殊岁月对知识的渴求立志的坚定。

  谈起走上抗震研究之路,周福霖首先跟我们提起了唐山大地震,回忆起了他在唐山的日日夜夜:“唐山大地震改变了我的一生。”1976年7月28日凌晨,一场7.8级大地震突袭唐山,几乎把这座城市夷为平地。灾后第三天,时为机械部第四设计院青年工程师的周福霖,奉命参加了中央赴灾区的调查团。踏上灾区现场的那一刻,周福霖的心被紧紧地揪住了——好好的一座城市几乎成了一片废墟。如今想起那种情形,他仍然心有余悸:“我印象最深的是,唐山市第一人民医院整片楼房就剩下一个招牌,其他的房子都倒塌了,整个城市真满目疮痍。”在接下来的两个多月里,周福霖在断壁残垣中开展对机械部所属单位的建筑物的震害调查。他几乎跑遍整个灾区,辗转于瓦砾之中。周福霖回忆:“有一次开座谈会,灾民们当面指着调查团的人员责问‘为什么地震到来之前没有一点消息,为什么地震一来房屋都倒塌了。你们这些工程师到底是干什么的?’听到这些话时,我真的感到很惭愧。”从那时起周福霖树立“建造在地震中确保安全的房屋”的信念。

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  靠着勤奋、凭着顽强,1979年,周福霖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。研究生学习结束后,周福霖面临新的抉择——是回到落后的祖国还是留在条件优越的加拿大?导师希望他留下来继续攻读博士学位或在研究所工作,已留在加拿大的朋友还提醒他:“你回国去,如果再来一个文化大革命怎么办?”不过周福霖认为,虽然在加拿大有优越的生活条件,有先进的实验设备,研究工作更容易出成果,可国外终究不是自己的家,自己不属于那里,自己属于中国。物质固然重要,但人不能一辈子只为了钱。他说:“唐山地震的经历总在脑海浮起,想起自己许下的诺言,要让更多的中国人住上抗震房、安全房!”就这样,周福霖带着整整13箱书本和资料,毅然回到祖国,开启几十年的建筑隔震、抗震研究。

  科技工作者周福霖:一辈子只做造福于民的事

  周福霖在与本刊访谈谦虚地说:“我这一辈子只做了一件事。我认为,一个人一辈子只要做好一件事就足够了。13亿人,如果每个人都做好一件事,就可以做好13亿件事。” 周福霖的这一件事情就是要让中国成为地震时最安全的国家,为了这一件事情,他倾注了一生的精力和热血。

  山西应县木塔有近千年历史,虽历经了狂风暴雨、强烈地震、炮弹轰击,仍然屹立。为了汲取老祖宗的传承,周福霖先后多次前往 探索木塔千年不倒之谜,并对木塔减震设计进行了潜心研究。他感慨道:“咱们祖先真了不起啊!”他认为应县木塔减震设计超过现代,通过研究探索学习,继承借鉴先人的减震设计理念,对提高我们现代建筑的抗震能力是有很大帮助的,因为它已在实战检验中创造了奇迹。

  周福霖在科研当中坚信获取第一手资料的重要。有一次在英国考察期间,他得知有栋建筑采用了减震技术,历经100年只挪动了几个毫米。如果只在建筑的地上部分是看不出什么的,作为专家执着的周福霖一定要到地下几十处采用减震技术的地方探个究竟,几经交涉对方最终同意,为安全起见,对方要求必须在10分钟内出来,结果他钻到了地下几十米,无论对方怎么提醒约定的时间到了,超过时间会不安全,他“磨磨蹭蹭”一直观察研究了半小时才上来,获取了第一手资料。事后外国同行感叹,这地方已经60多年没有人来过!

  1989年,周福霖获得了一项重要任务——主持承担由联合国工发组织和中国自然科学基金资助的隔震科研项目。经过近4年的试验研究,于1993年在汕头市主持设计建成我国首栋采用夹层橡胶垫的多层隔震住宅,它也是当年世界上最高最大的隔震住宅楼。1994年,联合国工发组织在汕头召开了有18个国家、120名专家参加的国际会议,对该项目进行现场示范介绍。联合国的代表对此项目给予很高的评价:“汕头多层隔震房屋是把隔震技术用于量大面广的住宅房屋的最成功范例,它是世界隔震技术发展的第三个里程碑。”1994年,台湾海峡发生一次7.3级的地震。地震也波及汕头地区,在同地段的传统结构房屋发生剧烈晃动的情况下,该隔震房屋里面的人却毫无震感。周福霖和他的抗震建筑引起强烈反响!

  2008年“5.12”汶川特大地震,由于大量房屋倒塌,造成惨痛人员伤亡和巨大损失。周福霖受聘为《国家汶川地震专家委员会》专家委员,参加了国务院温家宝总理主持的抗震减灾会议,酝酿灾后重建方案。如何全面完整提供建筑结构隔震减震技术成果用于灾后重建,使人们住上在强震中不倒的房屋,是周福霖院士及抗震中心团队的紧迫任务。提出在灾区重建工作中推广采用隔震技术,特别是在学校、医院、指挥中心等重要建筑,以及量大面广的住宅建筑中采用隔震技术。他的这一建议在灾后重建中得到了应用和推广。

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  在访谈中,周福霖多次强调团队合作的力量。他说:"隔震工作不是我们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。”他十分自豪地夸赞整体实力突出的周福霖团队。他带领的团队是目前全国唯一一支专门进行减隔震与控制技术研究的科研团队,其团队综合实力、历史业绩与工程经验均在全国最前列。团队一向注重紧跟国家、社会发展需求,积极为国家建设、社会各界提供科技支撑服务。中心主持研究设计了世界上规模最大的层间隔震工程北京通惠家园,主持研究设计了世界第一高电视塔广州塔的地震与风控制系统,主持研究设计了采用隔减震技术的桥梁世界最长项目─港珠澳跨海大桥工程的隔震减震项目,共获得“中华之最”14项。

  团队现有固定科技人员42人,研究队伍中90%具有高级技术职称或博士、硕士学位,研究队伍涵盖了隔减震、抗震、抗风、抗爆、健康监测等涉及结构安全的所有专业研究领域。他们在周福霖院士带领下,不仅自身集聚了极强的科研创新实力,在国内外具有一定影响力,同时还传承了周福霖院士的爱国与公益精神,积极推动减隔震与控制技术应用,特别是西部、高震区的普通民居的应用,努力实现科技造福于民。

  近年来,团队共获国家科技奖励6项,省部级科技奖及其他政府奖励34项;承担国家级重大科研项目16项,国家自然科学基金项目 30 余项,其他省部级项目40余项;出版专著37部;编制国际、国家、行业等标准 54 部,其中包括我国第一部隔震技术规程《叠层橡胶支座隔震技术规程》CECS126:2001,第一部建筑工业行业隔震产品标准《建筑橡胶隔震支座》,第一部隔震技术国家标准《建筑隔震设计标准》等;;获颁技术发明专利近50余项;开发软件产品10余项;发表SCI、EI收录论文中300余篇。团队于2013年获得教育部“结构隔震与减震(振)控制”创新团队称号,2017年获得教育部“结构隔震与减震(振)控制”创新团队滚动支持。

  领航者周福霖:隔震技术和标准享誉世界

  周福霖院士一直以“建造强震中不倒的房屋”为人生目标,经过数十次国内外地震灾害现场调查和40多年的潜心研究,实现抗震理念转变,建立了符合中国国情的、从传统“硬抗震”转为“软减震”的颠覆性工程减隔震与控制技术,并通过该系列技术标准化研究与应用,为我国乃至世界建成了一批可以抵御大地震的“安全岛”,使所建工程地震安全性普遍提高3~8倍。

  党的十八大以来,中国工程建设成就举世瞩目,越来越多的中国制造、中国智造蜚声国际。中国制造的超级工程——港珠澳大桥,超过2000万人次经港珠澳大桥往来粤港澳三地,这座“一国两制”框架下,粤港澳首次合作共建的超大型跨境基础设施,正在三地居民的工作、生活中发挥越来越重要的通道与纽带作用。

  广州大学担纲抗震隔震设计助力“超级创新”在港珠澳大桥实现的多项“超级创新”中,由中国工程院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。“这个工程(港珠澳大桥抗震隔震减震工程)意味着我们国家的桥梁隔震减震已经达到世界前沿水平”,周福霖院士表示,广州大学工程抗震研究中心港珠澳大桥技术团队历时10年,从确定方案、分析计算、全桥模型整体试验、单桥模型试验、隔震减震装置试验到整体的技术总结、课题验收,承担了港珠澳大桥全部桥梁部分的抗震、隔震与减震设计,形成了一整套海上桥梁抗震减震技术体系。经采用世界最先进、最新技术,港珠澳大桥的抗震安全性大幅提高,从抗7度跃升至抗9度;同时造价有所降低,大桥桥墩下面的桩基数量减少了约20%。

  周福霖院士在访谈中提出,“十三五”规划明确提出推动粤港澳大湾区和跨省区重大合作平台建设,习近平总书记指出,要抓住建设粤港澳大湾区重大机遇,携手港澳加快推进相关工作,打造国际一流湾区和世界级城市群, “十四五”时期开启了积极作为深入推进粤港澳大湾区建设的新时代。在2020年举办的“绿色科技建造技术建设美丽粤港澳大湾区高峰论坛”上,周福霖院士作了题为《城市基础设施防震减灾新技术体系》主题报告。他提出,华南地区,尤其是珠三角是全国地震重点监测区,4-5级地震也会导致严重后果。他认为,隔震减震技术是目前减少建筑物在地震中受损的好办法,受到广大业内专家的一致认可。

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  在北京大兴机场隔震体系建设中,周福霖院士把传统抗震体系中通过加大结构断面和配筋的“硬抗”概念和途径,改为“以柔克刚”的减震概念和途径,将中华文化“以柔克刚”哲学思想在结构防震工程中成功运用。在大兴机场项目中,航站楼核心区地下一层柱顶处设置成了隔震层,隔震装置采用了铅芯橡胶隔震支座、普通橡胶隔震支座、滑移隔震橡胶支座和粘滞阻尼器等,大兴机场是世界上最大的单体隔震建筑,具有超强的抗震能力。

  周福霖院士不仅是我国减隔震与控制技术领域的重要奠基人,同时也是我国减隔震技术标准化进程重要推动者。至今,以其为第一主编人的国家标准共5部,国际标准2部,参编国家标准和行业标准共20多部。周福霖院士牵头主编的系列国家标准已广泛应用于住宅、学校、医院、机场、核电站、历史文物、桥梁、隧道等多种工程领域,部分还成功经受住地震考验,为我国减轻地震灾害作出了巨大贡献。

  抗震标准在减隔震技术推广应用,显著提升了我国工程地震安全度。在周福霖院士建立的“工程减隔震与控制”理论技术体系及主编的系列减隔震产品与工程设计的国家标准等推动下,我国目前隔震建筑已超过12000栋,涵盖北京、云南、四川、等20省市的住宅、学校、医院、博物馆、机场(北京新机场等)等工程,比如,港珠澳大桥经其团队减隔震设计,抗震能力从抗7度提升至9度,成为世界最长、最复杂、地震最安全的跨海大桥。知名的“芦山人民医院”,因其设计的“隔震”技术而在2013年芦山地震中完好无损,成为全县唯一的急救中心,抢救了千万重伤人员的生命。

  随着我国的抗震标准走向国际领域,进一步提高了我国地震工程技术的国际影响力。周福霖院士一直积极提升中国在地震工程与工程设计国际领域的话语权和号召力。其带领团队不仅牵头编制了国际通用的隔震产品标准《建筑弹性滑板支座》,还主编了世界上第一部隔震设计国家标准《建筑隔震设计标准》,为世界其他国家隔震设计标准编制起到了参考和借鉴作用,为我国地震工程技术在国际上增添了光彩。

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