9月25日上午，在万众瞩目之下，北京大兴国际机场正式投入运营。金色的五条指廊由航站楼中心辐射而出，宛如展翅起舞的凤凰。除了“高颜值”外，北京大兴国际机场创造的各项“世界之最”也成为大家关注的焦点。

世界最大综合交通枢纽、世界首座“双进双出”式航站楼、世界首座高铁下穿的航站楼……初步统计，北京大兴国际机场已经创造了40余个国际、国内第一。英国《卫报》更是将其评为 “新世界七大奇迹”之首。而在该机场的众多头衔中，有一个尤为特殊——世界最大单体隔震建筑。

我国是多地震灾害、高地震风险的国家，超大城市、重点工程都有着抗震设防的迫切需要。按照2016年实施的国家强制性标准《中国地震动参数区划图》，北京大兴国际机场已经达到所在区域的抗震设防标准，按8度设防。

这个“世界最大单体隔震建筑”头衔的背后潜藏着哪些不为人知的技术创新？北京大兴国际机场又是如何实现高标准的防震减灾设计目标的？记者日前专访了有关专家。

25个足球场大小

结构抗震设防难度大

机场作为城市重要的基础设施和生命线工程，抗震设防能力十分关键。“就北京大兴国际机场而言，各项安全指标尤为严格，航站楼设计工作面临的挑战前所未有。”作为北京大兴国际机场航站楼设计团队成员，北京市建筑设计研究院有限公司副总工程师朱忠义告诉记者，体型大、跨度大、结构复杂是他们面临的首要难题。

从空中看，北京大兴国际机场的主体建筑——航站楼分为两大部分：中心区和位于中央南、东北、东南、西北、西南方向的五条互呈60度夹角的指廊。据测算，仅中心区的屋顶投影面积就有18万平方米，相当于25个标准足球场的大小。

“作为一个巨型单体隔震建筑，中心区的关键在首层（地面层）。”朱忠义介绍，该层的地面是用钢筋混凝土浇筑成的一个完整“地板”，将整个楼体分隔成地面以上的上部结构和地面以下的地下空间。

但浇筑面积如此大的钢筋混凝土板，国内外少有先例。如果按照传统做法，用柱子直接支承这块“地板”，承受温度荷载时，在热胀冷缩的作用下，“地板”连接部位会因非常大的水平拉伸而留下安全隐患。

为何不将这块巨型“地板”切割成更小的部分呢？与朱忠义同一团队的成员，北京市建筑设计研究院有限公司高级工程师张琳说，他们也曾考虑过这个办法，但最终放弃了。

张琳解释，这样做虽然便于施工，但被切割部分之间的拉伸作用更加复杂，与上部结构的受力关系也会发生变化，不利于安全。

而且，当遭遇地震时，拼接处存在不确定因素。此外，分割成小块，还会给航站楼的设备布置带来困难。

为了既保证首层“地板”的完整性，又到达建筑整体的抗震设防要求，并且减小温度变化产生的变形影响，设计团队把目光聚焦到了隔震技术上。

1152套隔震装置

刷新多项纪录

“隔震技术是指在建筑物的基础与主体结构之间采取技术措施，隔断或减少地震波向主体结构传递，大大减轻主体结构的地震破坏。”中国地震局地球物理研究所研究员高孟潭告诉记者，常见的做法是在建筑结构底部设置由柔性隔震装置（如橡胶隔震支座）组成的隔震层。

采用隔震技术后，上部结构就会“悬浮”在柔性隔震层上，地震发生时，上部结构的地震作用会明显减小：大震，建筑物和基础设施不会遭受严重破坏或减小倒塌风险；中强震，室内装修、非结构构件、室内设备、仪器等不受损坏。

张琳介绍，在北京大兴国际机场项目中，航站楼的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，整个航站楼总共使用了1152套隔震装置，防震能力显著提升。

张琳说，不仅如此，北京大兴国际机场采用的橡胶隔震支座，无论是体量还是单个支座的吨位都创下国内之最，刷新了此前云南昆明长水机场保持的纪录，仅使用的隔震垫直径就达到1.5米。

因为当时国内缺乏大型隔震支座量产的经验，业主组织专家研讨，并开展了一系列产品性能及破坏性试验。

“这些试验的要求十分严苛，每个出厂的隔震支座送达北京后，还要像过筛子一样，逐一接受第三方开展的多轮专业检测，直到确认合格后才能送到施工现场。”张琳说。

“层间隔震”

保证列车下穿安全

上千套隔震装置都安装在哪里？张琳告诉记者，如今在机场航站楼的负一层，我们可以看到很多直径2米的柱子支承着首层（地面层）。在柱子的顶端有一个明显的凸起。这是用多层防火材料制成的保护罩，里面便“藏着”橡胶支座等隔震装置。

因为机场地下空间设计的人流量巨大，所以火灾风险需要特别注意。

“当然，安装在这个位置也是另有玄机的。”张琳解释，常见的隔震装置多位于建筑最底层，与基座相连。北京大兴国际机场航站楼楼层较多，首层（地面层）之上有五层，地下有两层。

为了实现不同交通工具同站换乘，航站楼的负二层供高铁、地铁和城际列车通行。但列车的高速出入会产生较强的震动和较大的风压。试想，这样一个巨型建筑，在上述影响因素的耦合作用下，安全风险会有多大？

“所以，我们放弃了传统做法，将隔震装置上移至负一层的柱子顶端，有效减少了列车通行带来的干扰。”张琳描述的这种做法被称为“层间隔震”，该项技术目前在国内属于首创。

不过，“层间隔震”也使得一些新的安全因素被考虑进来。比如，加装了隔震支座的首层“地板”及其上部结构，在遇到地震时可以通过发生合理位移，起到减轻灾害的作用，但穿越该层的各种管线就没那么幸运了，可能会被“折损”。为此，航站楼的越层管线都采用了柔性设计，以保证突发情况下，关键线路不被破坏。

有助国家韧弹性建设和

经济社会可持续发展

在采访中记者了解到，北京大兴国际机场采用的多项隔震技术都属国内首创。然而，隔震理念和有关应用并不新鲜。

高孟潭告诉记者，中国传统建筑中就应用了类似隔震技术，并取得了很好的防灾减灾效果。现代建筑的隔震技术研究与应用起步于上个世纪80年代，并在本世纪得到迅速发展。如今，减隔震技术已经被逐步纳入各类建筑抗震设计规范的内容。一些地震易发区的地方政府已将隔震技术应用作为重要的政策导向。

经过不懈努力，我国隔震技术的应用已经处于国际领先水平。截至2015年，全国采用隔震技术的楼房已经有6000多栋，远超日本的5000栋和美国的180栋。

随着人口、财富和产业快速向城市聚集，城市所面临的地震风险也与日俱增。

对此，北京市地震局局长孙建中呼吁，相关部门共同努力，协同推广减震、隔震等抗震技术的应用，不但在新建工程中鼓励采用减震和隔震技术，在既有建筑物抗震加固工程中也应积极采用减震和隔震技术，不断提升建筑物和基础设施的抗震能力，为应急救援和灾后恢复工作提供更大帮助，不断推动国家韧弹性建设，实现经济社会可持续发展。