中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會
建筑鋼結(jié)構(gòu)分會主辦
日前，中外聞名的江蘇江陰華西村舉行建村50周年慶?；顒?。在此期間，來自海內(nèi)外的來賓見證了世界第15位、328米高的中國農(nóng)村第一樓——“空中華西村”的首次亮相，無不為這座構(gòu)造獨(dú)特的大樓而贊嘆！
“空中華西村”占地面積2.82萬平方米，總建筑面積21.3萬平方米，由四個塔樓及四個層疊花瓣狀的裙房構(gòu)成，中間塔樓為72層，外圍3個塔樓均為60層，建筑高度為252.6米，每十二層設(shè)一道空中大連廊，中間塔樓頂部球體直徑50米、共四層。在建筑結(jié)構(gòu)形式上，單筒為鋼結(jié)構(gòu)外框架型鋼混凝土內(nèi)筒結(jié)構(gòu)，群筒為巨型空間桁架，造型復(fù)雜。
目前，在超高層建筑的施工中拼的是科技，曾經(jīng)建設(shè)過賽格廣場、地王大廈等超高層建筑的中建保華公司，在承建“空中華西村”的過程中，3項QC成果分獲國家級一等、二等及優(yōu)秀獎，三項新技術(shù)獲得國家實(shí)用新型專利，共取得科技進(jìn)步效益1370萬元，科技進(jìn)步效益率3.07%?？萍紕?chuàng)新成為托起328米“空中華西村”的強(qiáng)大助推力。
群筒式結(jié)構(gòu)國內(nèi)“吃螃蟹”
從外表看，“空中華西村”大廈的結(jié)構(gòu)大氣恢弘而又不失秀麗，整體由三棟外筒樓和一棟內(nèi)筒樓并聯(lián)搭構(gòu)而成，這正是大廈在設(shè)計施工中所采用的“群筒式結(jié)構(gòu)”，即由多個筒組成的巨型空間框架結(jié)構(gòu)，單筒則為鋼結(jié)構(gòu)外框架型鋼混凝土內(nèi)筒結(jié)構(gòu)。據(jù)了解，這類群筒式結(jié)構(gòu)在我國超高層建筑的施工中屬于“吃螃蟹”的首例。
中建保華公司通過認(rèn)真分析和細(xì)致評估，針對群筒式結(jié)構(gòu)制定了相應(yīng)的施工機(jī)械優(yōu)化及綜合技術(shù)布局方案。
在傳統(tǒng)的外框架內(nèi)筒超高層結(jié)構(gòu)鋼管的混凝土澆筑中，往往需對稱布置2臺附墻式布料機(jī)才能滿足澆筑需要，然而在空中華西村的施工中，項目部對布料機(jī)進(jìn)行了改裝，取消附墻爬升裝置后，將布料機(jī)與固定于H型鋼梁的鋼平臺用螺栓連接起來，使之成為可移動式的液壓布料機(jī)，這種改裝不僅節(jié)省了成本，且吊裝十分方便，一臺便完成了三個筒內(nèi)的27根鋼管柱混凝土澆筑任務(wù)。
另一個結(jié)構(gòu)上的技術(shù)難題出現(xiàn)在三棟筒樓的空中相連上。該工程外圍的3個筒狀體每隔12層需設(shè)有3條空中連廊完成筒狀體的相接，而在同一垂直面上則置有5層連廊，此類結(jié)構(gòu)提升在國內(nèi)尚無先例。與以往的“先上后下”提升方式不同，該項目采用了“分層組裝逐層提升技術(shù)”進(jìn)行施工，先提升第一道連廊，之后在第一道連廊屋面上進(jìn)行第二道空中連廊拼裝和焊接，進(jìn)而再提升，對比“先上后下”的提升方法，其工效及安全性都得到大幅提升。這項技術(shù)在國內(nèi)尚屬首次使用，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
一次澆筑2.6萬立方
按照設(shè)計要求，基礎(chǔ)筏板平均厚度4米，必須一次性連續(xù)澆筑完成2.6萬立方米的混凝土，不允許留有施工縫隙，這在國內(nèi)外還沒有出現(xiàn)過。
項目部組織精干力量編制了詳實(shí)的施工方案，組織了四次研討，修訂出4版施工方案。那段時間項目技術(shù)人員可以稱得上是通宵達(dá)旦、晝夜不息，項目技術(shù)主管郎占鵬更是悄然從170斤瘦到160斤，10天減掉10斤，一度被幾個女同事追問著到底是喝了什么神奇的減肥茶。
最終的施工方案出爐后，經(jīng)過專家評審委員會的評審論證，《空中華西村筏板基礎(chǔ)大體積混凝土》施工方案一次性獲得通過，專家尤其對項目混凝土降溫措施的幾項科技創(chuàng)新技術(shù)給予了高度的評價。這一仗打得很漂亮，贏得了甲方的尊重，并為公司創(chuàng)造了約77萬元的經(jīng)濟(jì)效益。
厚板坡口焊接顛覆傳統(tǒng)
空中華西村工程鋼結(jié)構(gòu)焊接工作量大，質(zhì)量要求高，必須做到百分百的超聲波探傷檢查。在焊接直徑1.3米、厚度40毫米的鋼管柱初始階段，檢查一次性合格率未能達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，引起了項目部的高度重視。
正當(dāng)大家一籌莫展之際，項目經(jīng)理丁威突然說，“我們都去現(xiàn)場蹲點(diǎn)幾天，帶著圖紙和資料，去盯著工人一道一道的焊。我就不信，沒有攻不破的碉堡，沒有拿不下的山頭！”8月的施工現(xiàn)場悶熱干燥，但是大家都鉚足了勁，拿著設(shè)計圖紙和資料，緊盯著工人的每一步操作，檢查每一道焊接工序，任由汗水滲進(jìn)眼睛，淌過胸膛。經(jīng)過三天的“蹲點(diǎn)”，技術(shù)人員終于發(fā)現(xiàn)了問題的所在。
按照設(shè)計院的要求采用傳統(tǒng)工藝是上段柱內(nèi)襯板為連續(xù)焊接，下段柱頂內(nèi)環(huán)板在加工廠就已經(jīng)焊接好，也為連續(xù)焊接而成。經(jīng)過認(rèn)真觀察發(fā)現(xiàn)這樣操作的后果直接導(dǎo)致上下兩段柱在現(xiàn)場焊接就位時，焊道里夾雜氣體和渣子，導(dǎo)致焊道出現(xiàn)點(diǎn)狀氣孔和渣子，造成質(zhì)量不合格。項目技術(shù)攻關(guān)小組在施工現(xiàn)場與工人一起經(jīng)過為期一周十余次實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出修改設(shè)計坡口焊接工藝的方法，終于取得了理想的效果，焊接探傷一次合格率大幅提高，工程進(jìn)展快速提升。這項焊接技術(shù)的創(chuàng)新，顛覆了傳統(tǒng)方法對中厚板坡口的焊接守舊觀念，大幅減少了返工，提升了施工質(zhì)量，創(chuàng)造了144.7萬元的經(jīng)濟(jì)效益。
托起三百米高空的50米大球
大樓頂部球體結(jié)構(gòu)位于300米高空，直徑50米，球體腰部18.6米高度范圍內(nèi)為兩道鋼桁架結(jié)構(gòu)，腰桁架下弦位于69層，腹桿由下而上往外傾斜，到球體“赤道”處懸挑跨度達(dá)11米，腰桁架桿件截面最大為H700X400X35X50毫米。這種施工難度大，為首次碰到。
項目經(jīng)過精心研究，決定采用“上弦與相關(guān)腹桿組合吊裝”創(chuàng)新工法進(jìn)行施工，即在桁架下弦安裝后，在地面將一段上弦和與之相關(guān)的豎腹桿、斜腹桿用螺栓臨時連接在一起，成“爪”字形，然后用4支吊索進(jìn)行組合件的起吊、就位和安裝。安裝工人只需在下弦操作面進(jìn)行腹桿與下弦接口的連接，在上弦操作面將桁架和樓層水平鋼梁用螺栓連接就可以快速完成4支構(gòu)件的吊裝，無需在高空進(jìn)行腹桿上端與上弦接口的組對工作，大大降低了施工難度，并減少了操作架的搭設(shè)工作量，提高了效率，降低了成本。
工程施工到270米高空的球體結(jié)構(gòu)時，遇到了鋼筋混凝土剪力墻和柱的用鋼量陡然增多的問題。在安裝球體時，遇到的困難更大，偌大個球操作空間又狹小，要將之拼裝完成很費(fèi)勁。拉鉤要穿過H型鋼的腹板，但是，現(xiàn)場對腹板打孔耗工耗時，且位置不容易準(zhǔn)確控制，項目就想法在腹板垂直方向上加一條薄板，在薄板上面按照拉鉤間距打孔，拉鉤穿過此孔，實(shí)現(xiàn)鋼筋與型鋼的良好受力狀態(tài)，滿足了設(shè)計的初衷。這就是后來獲得了國家實(shí)用新型專利的勁性混凝土拉鉤連接結(jié)構(gòu)，使用該結(jié)構(gòu)攻克了這個型鋼混凝土拉鉤連接的難題，該結(jié)構(gòu)不僅解決了項目迫在眉睫的施工難題，也創(chuàng)造了約90萬元的經(jīng)濟(jì)效益。
截止目前，空中華西村項目部獲得QC方面獎項共計15項，其中，3項QC成果分獲國家級一等、二等及優(yōu)秀獎；獲得局級優(yōu)秀施工方案共計2項；獲得局級科技進(jìn)步獎共計4項；獲得局級工法1項，中建總公司級（省部級）工法1項；《預(yù)留插筋槽型板》、《勁性混凝土拉鉤連接結(jié)構(gòu)》、《帶平臺可移動式混凝土液壓布料機(jī)》三項新技術(shù)獲得國家實(shí)用新型專利?！犊罩腥A西村綜合施工技術(shù)》科技成果由中國建筑工程總公司科技部鑒定達(dá)到“國際先進(jìn)水平”，該技術(shù)的應(yīng)用取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
在城市化激流勇進(jìn)的中國，空中華西村的建設(shè)，不僅為代表中國新農(nóng)村方向的華西點(diǎn)亮了一盞明燈，更為飛速發(fā)展的中國建筑行業(yè)在超高層領(lǐng)域技術(shù)突破開拓了新的天空。（互聯(lián)網(wǎng)）
|
： 