秦杰：給國家體育館做“體檢”

秦杰 結構工程博士，北京市建筑工程研究院副總工程師、預應力所副所長。主要從事大跨度預應力鋼結構施工仿真與施工技術研究。2003年入選北京市科技新星計劃。

2002年以來，秦杰先后參與了7個奧運場館的建設，他負責預應力鋼結構分項施工，同時，也致力于建筑物長期健康監測方面的研究和實踐。

記者：體育場館必須做健康監測嗎？

秦杰：大跨度預應力鋼結構工程中拉索預應力狀態至關重要，但是由于缺乏有效的監測手段，對于沒有進行健康監測的體育場館，施工結束后，我不知道它的實際受力狀態是怎樣的，這其實是一件很可怕的事情。

對建筑物進行健康監測和對人體進行定期健康體檢類似。建筑物健康監測可以隨時查看這個結構是不是處于可控范圍，應力和變形是不是超過了原來的規定。我原來做過大壩施工仿真研究，許多大壩結構都做健康監測。另外，大跨度橋梁結構都必須進行健康監測。為什么？因為這種結構非常重要，它不能夠出任何問題。大跨度預應力鋼結構建筑也應該做健康監測，因為凡是采用大跨度預應力鋼結構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，傷亡也會非常大。

記者：那么，如何為國家體育館監測其健康狀況呢？

秦杰：大跨度預應力鋼結構建筑在施工期間就要安裝健康監測裝置。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，設置了上百個測點，配套的計算機系統隨即開始工作，記錄下建筑施工的整個過程。也就是說，健康監測需要從施工階段開始，對于已經建成的建筑，要安裝健康監測裝置，難度比較大。今年北京市科委資助我們研究院進行大跨度預應力鋼結構拉索安全監測系統的開發研究，重點之一就是如何對開始時沒有設置監測系統的大跨度預應力鋼結構進行健康測試。

記者：什么樣的建筑不健康？應該采取什么措施？

秦杰：每個建筑物對于每種工況都有相應的計算結果，這些計算結果可以和實際監測到的數據進行比較。比如如果計算結果正常應力為50兆帕，突然有一天監測數據增到80兆帕，這種情況下就需要馬上到現場查看原因，及時采取補救措施。

舉個例子，像國家體育館，在奧運期間，我們會定期向業主遞交健康監測報告。奧運會結束后的一天，業主曾經來電，表示他們近期要做一個活動，準備吊40噸的重物，希望我們看看健康監測的結果。健康監測系統顯示，屋頂懸掛40多噸重物后索力增加值為2～3噸，和計算結果對比發現，這個增加是在可控范圍內的，對于建筑來說，就是沒有出現異常情況。

另一方面，健康監測有預警的作用，如果這個建筑物的監測數值確實存在異常的情況，那么主辦方就應該考慮推遲原定在此進行的活動。

記者：給建筑做健康監測在國內似乎還不流行？

秦杰：目前，國內大部分的大跨度預應力鋼結構建筑都沒有健康監測。過去，國內的大跨度預應力鋼結構建筑本來也很少，而且也沒有業主想到為建筑物做健康監測。在業主看來，他已經花錢委托了設計院和施工單位，他們便應該保證建筑的安全，不需要監測。這實際上存在誤區。

但是近幾年，隨著大型預應力鋼結構建筑越來越多，情況有所改變。這是由于健康監測的成本并不算高，約占總投資的千分之一左右。而在國際上，建筑物的健康監測是常規手段。當然，其他國家的建筑物總量比國內少得多，他們對于單個建筑的研究和關注也比我們深入得多。就健康監測從設備和理論上來講，國外更加完善。他們會從主動控制的角度做系統監測，而我們的健康監測是分段的，比如我們可能只監測體育館的屋頂，因為對于大跨度的土建來說，屋頂部分是最脆弱的；而國外不止監測屋頂，而是對整個體育館建筑的全面監測。