秦杰 結(jié)構(gòu)工程博士，北京市建筑工程研究院副總工程師、預(yù)應(yīng)力所副所長(zhǎng)。主要從事大跨度預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)施工仿真與施工技術(shù)研究。2003年入選北京市科技新星計(jì)劃。

2002年以來，秦杰先后參與了7個(gè)奧運(yùn)場(chǎng)館的建設(shè)，他負(fù)責(zé)預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)分項(xiàng)施工，同時(shí)，也致力于建筑物長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)方面的研究和實(shí)踐。

記者：體育場(chǎng)館必須做健康監(jiān)測(cè)嗎？

秦杰：大跨度預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)工程中拉索預(yù)應(yīng)力狀態(tài)至關(guān)重要，但是由于缺乏有效的監(jiān)測(cè)手段，對(duì)于沒有進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)的體育場(chǎng)館，施工結(jié)束后，我不知道它的實(shí)際受力狀態(tài)是怎樣的，這其實(shí)是一件很可怕的事情。

對(duì)建筑物進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)和對(duì)人體進(jìn)行定期健康體檢類似。建筑物健康監(jiān)測(cè)可以隨時(shí)查看這個(gè)結(jié)構(gòu)是不是處于可控范圍，應(yīng)力和變形是不是超過了原來的規(guī)定。我原來做過大壩施工仿真研究，許多大壩結(jié)構(gòu)都做健康監(jiān)測(cè)。另外，大跨度橋梁結(jié)構(gòu)都必須進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)。為什么？因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)非常重要，它不能夠出任何問題。大跨度預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)建筑也應(yīng)該做健康監(jiān)測(cè)，因?yàn)榉彩遣捎么罂缍阮A(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的建筑基本上都是公共建筑，公共建筑的人流量大，一旦出問題，傷亡也會(huì)非常大。

記者：那么，如何為國家體育館監(jiān)測(cè)其健康狀況呢？

秦杰：大跨度預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)建筑在施工期間就要安裝健康監(jiān)測(cè)裝置。以國家體育館為例，在施工階段就在體育館的屋頂安裝了一些傳感器，設(shè)置了上百個(gè)測(cè)點(diǎn)，配套的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)隨即開始工作，記錄下建筑施工的整個(gè)過程。也就是說，健康監(jiān)測(cè)需要從施工階段開始，對(duì)于已經(jīng)建成的建筑，要安裝健康監(jiān)測(cè)裝置，難度比較大。今年北京市科委資助我們研究院進(jìn)行大跨度預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)拉索安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)研究，重點(diǎn)之一就是如何對(duì)開始時(shí)沒有設(shè)置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大跨度預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康測(cè)試。

記者：什么樣的建筑不健康？應(yīng)該采取什么措施？

秦杰：每個(gè)建筑物對(duì)于每種工況都有相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果，這些計(jì)算結(jié)果可以和實(shí)際監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。比如如果計(jì)算結(jié)果正常應(yīng)力為50兆帕，突然有一天監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)增到80兆帕，這種情況下就需要馬上到現(xiàn)場(chǎng)查看原因，及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

舉個(gè)例子，像國家體育館，在奧運(yùn)期間，我們會(huì)定期向業(yè)主遞交健康監(jiān)測(cè)報(bào)告。奧運(yùn)會(huì)結(jié)束后的一天，業(yè)主曾經(jīng)來電，表示他們近期要做一個(gè)活動(dòng)，準(zhǔn)備吊40噸的重物，希望我們看看健康監(jiān)測(cè)的結(jié)果。健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示，屋頂懸掛40多噸重物后索力增加值為2～3噸，和計(jì)算結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，這個(gè)增加是在可控范圍內(nèi)的，對(duì)于建筑來說，就是沒有出現(xiàn)異常情況。

另一方面，健康監(jiān)測(cè)有預(yù)警的作用，如果這個(gè)建筑物的監(jiān)測(cè)數(shù)值確實(shí)存在異常的情況，那么主辦方就應(yīng)該考慮推遲原定在此進(jìn)行的活動(dòng)。

記者：給建筑做健康監(jiān)測(cè)在國內(nèi)似乎還不流行？

秦杰：目前，國內(nèi)大部分的大跨度預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)建筑都沒有健康監(jiān)測(cè)。過去，國內(nèi)的大跨度預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)建筑本來也很少，而且也沒有業(yè)主想到為建筑物做健康監(jiān)測(cè)。在業(yè)主看來，他已經(jīng)花錢委托了設(shè)計(jì)院和施工單位，他們便應(yīng)該保證建筑的安全，不需要監(jiān)測(cè)。這實(shí)際上存在誤區(qū)。

但是近幾年，隨著大型預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)建筑越來越多，情況有所改變。這是由于健康監(jiān)測(cè)的成本并不算高，約占總投資的千分之一左右。而在國際上，建筑物的健康監(jiān)測(cè)是常規(guī)手段。當(dāng)然，其他國家的建筑物總量比國內(nèi)少得多，他們對(duì)于單個(gè)建筑的研究和關(guān)注也比我們深入得多。就健康監(jiān)測(cè)從設(shè)備和理論上來講，國外更加完善。他們會(huì)從主動(dòng)控制的角度做系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，而我們的健康監(jiān)測(cè)是分段的，比如我們可能只監(jiān)測(cè)體育館的屋頂，因?yàn)閷?duì)于大跨度的土建來說，屋頂部分是最脆弱的；而國外不止監(jiān)測(cè)屋頂，而是對(duì)整個(gè)體育館建筑的全面監(jiān)測(cè)。