在城市，鱗次櫛比的高樓大廈無不飽含著設(shè)計(jì)、施工人員的辛勤勞動(dòng)。在日前閉幕的全國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)上，有關(guān)專家對(duì)相關(guān)鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)、施工進(jìn)行了詳解，體現(xiàn)了他們科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。
設(shè)計(jì)：分析比較是關(guān)鍵
中國建筑設(shè)計(jì)研究院總工程師任慶英介紹，在負(fù)責(zé)海南國際會(huì)展中心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，他們對(duì)基本風(fēng)壓、抗震設(shè)防有關(guān)參數(shù)、結(jié)構(gòu)安全等級(jí)及設(shè)計(jì)使用年限、場(chǎng)地工程地質(zhì)及水文條件都進(jìn)行了詳細(xì)了解和分析，并對(duì)結(jié)構(gòu)體系的演變、荷載情況及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了認(rèn)真的分析、研究。
無獨(dú)有偶。廣西壯族自治區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)院在進(jìn)行岑溪文體中心鋼屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)多種屋蓋結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行分析,對(duì)不同的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較,為最終選取性價(jià)比合理的結(jié)構(gòu)方案提供了科學(xué)的依據(jù)。
岑溪文體中心位于廣西壯族自治區(qū)岑溪市，由比賽館和訓(xùn)練館組成。廣西壯族自治區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)院在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)力圖打破常規(guī)，采用一體化的設(shè)計(jì)思路，通過優(yōu)美的曲面網(wǎng)殼將兩個(gè)單獨(dú)的建筑巧妙地串聯(lián)起來，使之成為一個(gè)不可分割的整體。東西兩側(cè)向上出挑的屋面通過兩建筑間纖細(xì)的弧形屋面板相連，使建筑物宛若一只展翅欲飛的金翅大鵬，輕靈的弧形網(wǎng)殼蜿蜒起伏，構(gòu)成一條繽紛彩帶，以其富于韻律的曲線，生動(dòng)地表現(xiàn)靈動(dòng)飄逸的體育建筑形象。
設(shè)計(jì)師認(rèn)為，要達(dá)到建筑造型與結(jié)構(gòu)形式協(xié)調(diào)統(tǒng)一、完美結(jié)合，尋求最合理的結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)進(jìn)行多方案比選。結(jié)構(gòu)用鋼量最省的結(jié)構(gòu)方案并不一定是最經(jīng)濟(jì)的方案，應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)形式、施工工藝、外部條件等因素，進(jìn)行綜合造價(jià)比較。結(jié)構(gòu)方案最終確定應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)性能、建筑美觀、施工工藝、綜合造價(jià)等各方面因素，選取性價(jià)比最合理的方案。
施工：方案選擇很重要
北京建工集團(tuán)有限責(zé)任公司副總工程師張偉對(duì)奧林匹克公園瞭望塔的施工難點(diǎn)介紹，體現(xiàn)了施工者的智慧。
奧林匹克公園瞭望塔位于奧林匹克公園中心區(qū)，建筑總高度為248米。瞭望塔由5個(gè)直徑與高低各不相同的單塔組成，每個(gè)單塔均由圓柱狀塔身與頂部冠形的觀景大廳與觀景平臺(tái)組成。
張偉說，瞭望塔鋼結(jié)構(gòu)工程具有5個(gè)施工重點(diǎn)、難點(diǎn)：一是節(jié)點(diǎn)復(fù)雜；二是現(xiàn)場(chǎng)拼裝工作量大；三是現(xiàn)場(chǎng)安裝難度大、要求高；四是塔冠吊裝分段的劃分與吊裝施工措施是工程必須考慮的重點(diǎn)；五是現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量大、焊接環(huán)境差。張偉說，只有選擇合理的施工方案才能逐一克服以上施工難點(diǎn)。
為此，他們采取了5項(xiàng)措施。第一，合理配置、選擇大噸位起重機(jī)械，提供足夠吊裝能力改柱、梁支撐構(gòu)件單件吊裝為模塊化單元吊裝解決構(gòu)件多節(jié)點(diǎn)復(fù)雜拼裝精度要求高的難題，極大減少了高空作業(yè)提高施工效率，保障施工安全和質(zhì)量。第二，合理規(guī)劃現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置拼裝用工裝胎架，保證施工機(jī)械和人力的充分投入，降低不利氣候條件對(duì)施工的影響。第三，通過設(shè)置施工臨時(shí)支撐系統(tǒng)，保證群塔施工過程中的穩(wěn)定并滿足設(shè)計(jì)關(guān)于群塔自重沉降趨于穩(wěn)定后方可進(jìn)行塔身連接桁架焊接固定的要求。第四，合理劃分塔冠吊裝單元，完善精確安裝定位和穩(wěn)定加固措施，順利完成塔冠部位大懸挑構(gòu)件的安裝合龍。第五，通過合理布置爬架、吊籃和作業(yè)平臺(tái)，為高空安裝和焊接作業(yè)提供有效的安全保證。
測(cè)量：控制要點(diǎn)是必需
張偉講述了奧林匹克公園瞭望塔鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量控制的7個(gè)要點(diǎn)：第一，依據(jù)測(cè)繪院及土建移交的現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)建立鋼結(jié)構(gòu)一級(jí)控制網(wǎng)，控制網(wǎng)精度滿足規(guī)范要求。第二，通過鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)三維模型求出吊裝單元體安裝測(cè)量控制點(diǎn)三維坐標(biāo)。第三，塔身筒體鋼結(jié)構(gòu)安裝采用全站儀利用外控點(diǎn)進(jìn)行控制，所有外控點(diǎn)均由鋼結(jié)構(gòu)一級(jí)控制網(wǎng)逐級(jí)導(dǎo)出；塔冠鋼結(jié)構(gòu)安裝采用相對(duì)坐標(biāo)內(nèi)控法進(jìn)行控制。第四，要求外控點(diǎn)與鋼柱柱頂測(cè)量點(diǎn)必須通視，視角小于35度。第五，由于工程屬超高層柔性結(jié)構(gòu)，當(dāng)結(jié)構(gòu)高度達(dá)到50米以上后，受塔吊錨固、日照及風(fēng)荷載作用影響逐漸明顯，所以本工程測(cè)量校正時(shí)間選在每天早上7：00~9：00風(fēng)力小于五級(jí)時(shí)進(jìn)行，同時(shí)塔吊保持平衡狀態(tài)停塔。第六，受結(jié)構(gòu)的沉降變形和鋼柱壓縮變形影響，當(dāng)安裝標(biāo)高偏差較大時(shí)，將偏差值及時(shí)反饋到鋼結(jié)構(gòu)加工廠，調(diào)整正在加工鋼柱的長度，以便于糾正安裝標(biāo)高偏差。第七，經(jīng)建設(shè)單位委托專業(yè)的監(jiān)測(cè)單位對(duì)塔體的變形等監(jiān)測(cè)，塔體的水平位移變化量屬于微小變化，應(yīng)變監(jiān)測(cè)等均符合設(shè)計(jì)要求。
奧林匹克公園瞭望塔工程塔身筒體鋼結(jié)構(gòu)和塔冠樹枝狀鋼結(jié)構(gòu)采用的“地面組拼吊裝單元，利用1000噸·米大型外附著式動(dòng)臂塔吊整體吊裝就位”的施工技術(shù)將2.4萬余件鋼構(gòu)件地面組拼236個(gè)塔身筒體吊裝單元體和75個(gè)塔冠樹枝狀吊裝單元，其中塔身筒體結(jié)構(gòu)每個(gè)分段約600余件鋼構(gòu)件地面組拼成8個(gè)吊裝單元和高空平均約220件嵌補(bǔ)構(gòu)件，塔冠樹枝狀結(jié)構(gòu)約406件空間彎扭箱形構(gòu)件地面組拼75個(gè)吊裝單元，大大地減少了高空作業(yè)的工程量，既節(jié)省高空塔吊安裝吊次60%以上，縮短工期約6個(gè)月，又確保了工程質(zhì)量和施工安全；塔冠結(jié)構(gòu)樹枝狀吊裝單元地面安裝操作平臺(tái)，掛設(shè)安全網(wǎng)等安全防護(hù)措施，高空無支撐懸挑安裝，減少了高空作業(yè)平臺(tái)和腳手架的工程量，經(jīng)保守測(cè)算節(jié)約成本約600萬元；空間三維坐標(biāo)測(cè)量校正技術(shù)及固定時(shí)間停塔測(cè)量校正技術(shù)是工程高空對(duì)接質(zhì)量得以保證的基礎(chǔ)，塔體最終整體垂直度誤差小于30毫米，小于《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001)的要求；塔體施工階段整體穩(wěn)定臨時(shí)支撐技術(shù)滿足了設(shè)計(jì)要求，加快了施工進(jìn)度，為奧林匹克公園瞭望塔成功亮相于奧林匹克公園中心區(qū)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
□本報(bào)記者 宋京平
