田鵬剛：做“外科手術”的工程師

李 桐

田鵬剛

近20年來，中國經濟高速增長，城市化進程加快，最高的年份城鎮化率增長速度可以達到4%，工業與民用建筑等新項目大量涌現，在眾多的建筑當中，難免會有一些建筑因為設計、施工、使用以及后期改造等原因而面臨安全問題，這些“得了病”的建筑怎么診斷？怎么“開藥方”？怎么“治療”？這一連串的問題，誰能回答？陜西省建筑科學研究院古建文物與特種工程研究所所長田鵬剛正是能夠回答這個問題的人。

他笑稱自己是“醫生”，專門對建筑進行“外科手術”，“建筑出了問題，拆掉不現實，但是不拆就有安全隱患，所以如何在不拆的基礎上解決安全隱患，提高建筑的安全質量，就是我最重要的工作”。

現場

田鵬剛留著寸頭，臉圓圓的，總是帶著笑容。照片上他和一群小孩站在房子前，對著鏡頭開心地比“耶”。那是在2015年尼泊爾地震后，田鵬剛帶著房屋震害安全評估工作組前往當時地震的重災區——西藏自治區聶拉木縣、吉隆縣留下的合照。在那里，倒塌的房屋和看不見的裂痕帶來的安全隱患，時時刻刻牽動著田鵬剛的心。

“當時地震發生后，我們第一時間就和當地政府取得了聯系?！?2天，288個小時，田鵬剛帶著11個人的工作小組深入災區排除房屋險情，排查了商場、學校、醫院等300多棟公用建筑，為后續災區的房屋重建提供了切實可行的方案。

對于田鵬剛來說，現場是學習最好的地點。只有去了現場，他才能知道房子在地震作用下是如何倒塌的。“一般來說，大型的震動臺試驗室和真實的地震是沒有可比性的。”在這個情況下，房子的破壞模式屬于哪一類？哪個構建是最薄弱的？如果以后要重新設計或者加固，應該重點關注哪一塊結構？田鵬剛能在真實的現場中找到實驗室中無法得出的最準確答案。“從2008年我來到陜西省建筑科學研究院后，2008年的汶川地震，2010年的玉樹地震，2015年的尼泊爾地震，我每次都要去現場看看?！?/p>

2017年7月26日，陜西省綏德縣發生了百年不遇的洪災，來勢洶洶的洪水瞬間將這座縣城變成一片汪洋。田鵬剛接到陜西省住建廳的通知，帶著一行42人的專家工作組赴現場開展災后救援工作。他帶隊深入受災最嚴重的地方，仔細排查每一棟房屋的受損情況，及時發現潛在的安全隱患。田鵬剛每天工作近16個小時，最后完成所有的房屋安全問題排查花了36天的時間，他說：“只有確保房屋安全了，才能讓大家安心地回家，重新恢復正常的生活?！?/p>

成果

2001年，田鵬剛本科畢業，他選擇了一個比較冷門的考研方向，“工程事故處理這個方向，當時報的人很少，但我當時想著只要能錄取，至少能把我的人生軌跡改變一下”。田鵬剛抱著這樣的想法，成功考上了西安建筑科技大學，成為陳平老師的學生。

田鵬剛的積極努力讓陳平老師對他極為看重，只要遇到工程案例，陳老師第一時間給他打電話，讓他去現場。原來那些在書本上學得很模糊的知識，田鵬剛在現場見到之后，很快就能把理論和實際聯系起來，見得多了，經驗自然也就豐富了。“基本上就是從2001年開始，我參與到建筑問題的研判、維修設計的方案和后期施工的整個過程”。田鵬剛也沒想到，這一參與就是20年。

博士畢業后，田鵬剛當過一段時間的大學老師，但他總感覺脫離了工程實踐，有點在空中飄的感覺。最后田鵬剛離開了學校，他選擇去陜西建筑科學研究院工作。

工作后，田鵬剛把自己所學的工程事故處理比作工程的醫院。工程和人一樣，它是有生命的，有時是在建造的過程中“生病”了，有時是在使用的過程中“生病”了。這個時候設計院和施工單位是沒有辦法來“看病”的，但田鵬剛可以，“我們這個方向，就可以很好地解決這個問題。建筑遇到問題了，是什么原因引起的？應該用什么方法‘治療’？這就是我們主要的工作”。

他舉了一個例子，混凝土是一種非常重要的建筑材料，但是受地方商品混凝土生產水平、工程施工質量控制水平的影響，經常會出現部分構件甚至整個樓層混凝土強度嚴重不滿足設計的情況。“比如一棟33層的建筑，建好了以后，在驗收的時候發現中間第6層、第7層的混凝土強度不夠怎么辦？”

這是一個非常令人頭疼的問題，如果直接把建筑拆了，不現實；但是不拆，人住進去以后存在極大的安全隱患。針對這種情況，傳統的加固處理方法有增大截面法、粘鋼加固法、包鋼加固法，但這3種方法對房屋的后期使用會產生諸多不利影響。

為此，田鵬剛和團隊從2013年開始著手研究，提出了“缺陷混凝土置換加固應用技術”，簡單來講，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料，不改變原有空間和建筑結構布置?！搬t學上有一個術語叫股骨頭置換，我們這個方法大致同理?！?015年，該技術開始進行成果轉化，正式應用到實際工程項目中去。2017年，田鵬剛申請到了中國工程建設標準化協會的協會標準，每年成果轉化的經濟收益至少有2000多萬元。

事實上，除了發現問題、解決問題，田鵬剛更多的時候做的是提前預判可能發生的問題。比如，現代建筑中，鋼結構因為具有輕質高強等優點而被廣泛應用，鋼材的特性決定了空間桁架、網架、網殼等結構的輕巧靈活，但結構的整體性卻給該類結構桿件加固造成了牽一發而動全身的不利影響。

“鋼結構的桿系最怕火，由于高溫作用，鋼材會發生軟化變形，溫度達到一定程度，它會變彎曲。那么這個時候我們怎么界定它？到底是拆了重建，還是要局部更換，或者是用別的什么方法？”

田鵬剛預判到可能發生的情況，提出了“空間桿系結構缺陷構件加固處理技術”，該技術針對的就是空間桿系結構全壽命周期的穩定性檢測和診治。“我們必須提前預判，否則等建筑真的發生相關問題，再等研究出來，都過兩三年了?！?/p>

2015年尼泊爾地震，前往西藏救災和孩子們合影。

力量

扶助農村危房改造是田鵬剛近幾年最重要的工作。“過去農村蓋房子，嚴格來說它屬于一個三無產品，沒有經過正規設計，沒有正規施工，也沒有正規的監理，存在很多的弊端?！?/p>

田鵬剛多次帶隊參與到陜西省的農村危房鑒定中，農村的房子沒有構造柱，沒有圈梁，按照國家標準，屬于不合格的房子。但是根據農民的實際情況，他們不可能全部拆除重建。

“每一次地震發生的時候，倒塌的大部分都是農房?！庇谑?，怎么確保在發生地震、洪災等自然災害后，這些房子不倒塌，成了田鵬剛最迫切想要解決的問題。

此外，他還考慮到每個農村的房屋建筑材料不一樣，建筑工藝不一樣，房屋建筑的造型也千差萬別。最終，田鵬剛選擇了陜西藍田縣的農村房屋作為抗震改造的模型。

2020年11月，田鵬剛在西安建筑科技大學結構與抗震實驗室的三維六自由度地震模擬振動臺進行了一次模擬實驗，實驗持續了整整一天?！鞍凑照駝优_的實驗效果來說還是比較理想的，做完實驗以后，用我們的方法對模型進行加固，計算下來，比傳統的加固造價的費用能降低百分之六七十?！?/p>

實驗做完以后，田鵬剛馬上參與到下一步工程建設標準的編寫中?！案餍懈鳂I的專家認可我們的實驗，有了具體的感性認識，大家一塊來編制標準，有了標準，后面推行相關的工程建設方案才是合理的?！?/p>

農房的加固問題是最復雜的問題，它牽扯到社會的方方面面，如果田鵬剛的農村危房改造方案能夠真正推廣出去，幫助到更多的農村居民，這大概就是他20年來用知識解決建筑問題的最大意義。