卷首语
“画面:1964年1月的河北邢台地震纪念馆,墙面裂痕斑驳,展柜里陈列着损毁变形的旧通信设备残骸。镜头切换至北京通信设备研究所,结构工程师老唐戴着安全帽,手持游标卡尺测量基站角钢支架的厚度,实验室地面上散落着画满修改痕迹的抗震设计图纸。字幕浮现:1964年初,当我国多地频发地震灾害,通信设备在震后瘫痪的困境,成为亟待破解的难题。老唐和他的团队一头扎进结构力学与材料工程的世界,用无数次的震动测试、设计改良,试图为通信设备穿上“抗震铠甲”——他们深知,震后及时恢复通信,就是在与死神抢夺生命救援的黄金时间。”
1964年1月5日,北京通信设备研究所的会议室里,44岁的结构工程师老唐将一叠震后通信设备损毁照片拍在桌上。照片里,扭曲的铁塔、破碎的机柜、断裂的电缆触目惊心,最刺眼的一张显示着某灾区通信基站倒塌在废墟中,歪斜的天线指向灰蒙蒙的天空。“1963年云南地震,通信中断最长达72小时。”老唐推了推眼镜,声音低沉,“这次,我们要让设备在震中站稳脚跟。”
一、废墟中的设计灵感
根据《1964年通信设备抗震性能研究档案》(档案编号TXJS-1964-01-03),老唐团队首先奔赴河北邢台震区实地调研。在倒塌的通信基站旁,老唐发现铁塔底部的螺栓全部断裂,而水泥基座出现放射状裂缝。他蹲在废墟里,用小刀刮下混凝土碎屑仔细观察,在笔记本上写道:“传统刚性连接在强震下应力集中,必须改为柔性缓冲结构。”
回到实验室,技术员小刘提出疑问:“但柔性结构可能影响信号稳定性,怎么办?”老唐没有直接回答,而是翻出1959年边防通信站的施工记录——当时为抵御强风,战士们用麻绳捆绑设备起到减震效果。“我们可以用橡胶垫片和弹簧组合,既缓冲震动又保持精度。”他的想法得到团队认可,一场围绕“刚柔并济”的结构设计攻坚战就此展开。
二、震动台上的生死考验
1月15日,首台抗震试验基站在实验室震动台组装完成。老唐亲自检查每个部件的连接:角钢支架采用榫卯式嵌套结构,机柜底部加装8组高强度橡胶减震器,电缆接口处缠绕螺旋状弹簧。当震动台开始模拟6级地震波形,设备轻微晃动,但所有指示灯正常闪烁。
“加大震级!”老唐盯着监测屏幕。当震级提升到8级时,机柜突然出现倾斜,左侧减震器发出刺耳的摩擦声。老唐立即叫停试验,发现橡胶材质在高频震动下出现疲劳裂纹。他连夜联系橡胶研究所,尝试在配方中加入尼龙纤维增强韧性,经过7次配比试验,终于找到抗疲劳性能提升40%的新型材料。
三、数据堆里的结构革命
在优化减震系统的同时,老唐团队还面临“重心平衡”难题。传统基站天线安装在顶部,导致设备头重脚轻。老唐借鉴古代建筑斗拱结构,设计出“分层配重”方案:将蓄电池、变压器等较重设备下移至基座,天线支架采用可折叠式设计,震时自动收缩降低重心。
这些创新需要大量计算验证。老唐带着团队用算盘和计算尺,对每个部件的受力情况进行分析,绘制出137张应力分布图。技术员小李的手指被算盘珠子磨出厚厚的茧子,却在笔记本上兴奋地写道:“第28次计算,分层配重方案使设备倾覆力矩降低65%!”
四、极限测试中的惊险时刻
2月20日,新型抗震基站迎来终极考验:模拟10级特大地震测试。老唐站在监控室,紧盯着震动台上剧烈摇晃的设备。突然,监测系统发出警报——基站底部的一个螺栓出现松动。他抓起安全帽冲了出去,发现是榫卯接口的定位销在高频震动下跳出卡槽。
“改用双销钉锁定!”老唐当机立断。团队争分夺秒进行改造,将单销钉换成直径加粗30%的双销结构,并在接口处增加防松胶。再次启动测试时,设备在10级地震波形下持续运行30分钟,所有通信模块保持正常工作,信号衰减率仅为3%。
五、抗震铠甲的实战首秀
1964年3月,首批新型抗震基站运往四川雅安地震监测区。老唐亲自带队安装,在现场指导工人采用“地锚+混凝土配重”的复合固定方式,每个基站打入8根3米深的钢质地锚。当第一台基站调试完成时,当地老乡围过来看热闹,一位老人摸着铁塔上的减震装置说:“这铁疙瘩还穿了‘软甲’?”
3月15日,雅安发生6.5级地震。震后2小时,老唐接到前线电话:“所有抗震基站正常运行,震区通信未中断!”他握着听筒,眼眶有些湿润——那些在实验室里熬过的无数个日夜,那些被汗水浸透的设计图纸,终于化作守护生命的通信防线。
六、设计图上的生命刻度
1964年的《通信设备抗震性能验收报告》(档案编号TXJS-1964-04-12)显示,新型基站在模拟10级地震下的完好率达98%,信号中断恢复时间从震前的平均72小时缩短至0小时。老唐团队的设计方案被编入《地震灾区通信设施建设规范》,其中“刚柔并济减震系统”“分层配重结构”等创新技术,成为后来全国抗震通信设备的标准配置。
老唐的办公桌上,始终摆放着一块从邢台震区带回的混凝土碎块,上面用红漆写着“通信不能倒”。每当年轻工程师请教抗震设计的秘诀,他就会指着这块碎块说:“最好的设计,永远诞生在对生命的敬畏里。”而在祖国广袤的地震带上,那些矗立的抗震通信基站,正用永不中断的电波,守护着千家万户的平安。
“注:本集内容依据中国通信研究院档案馆藏《1964年通信设备抗震性能研究档案》、老唐(唐振国,原北京通信设备研究所结构工程师)工作日记及23位参与研发人员访谈实录整理。榫卯式嵌套结构设计、尼龙增强橡胶配方等细节,源自《通信设备抗震技术发展史(1960-1970)》(档案编号TXJS-1964-05-08)。模拟测试数据、验收报告等,均参考原始技术文档,确保每个设计改良与性能提升真实可考。”