日前,中外闻名的江苏江阴华西村举行建村50周年庆祝活动。在此期间,来自海内外的来宾见证了世界第15位、328米高的中国农村第一楼——“空中华西村”的首次亮相,无不为这座构造独特的大楼而赞叹!
“空中华西村”占地面积2.82万平方米,总建筑面积21.3万平方米,由四个塔楼及四个层叠花瓣状的裙房构成,中间塔楼为72层,外围3个塔楼均为60层,建筑高度为252.6米,每十二层设一道空中大连廊,中间塔楼顶部球体直径50米、共四层。在建筑结构形式上,单筒为钢结构外框架型钢混凝土内筒结构,群筒为巨型空间桁架,造型复杂。
目前,在超高层建筑的施工中拼的是科技,曾经建设过赛格广场、地王大厦等超高层建筑的中建保华公司,在承建“空中华西村”的过程中,3项QC成果分获国家级一等、二等及优秀奖,三项新技术获得国家实用新型专利,共取得科技进步效益1370万元,科技进步效益率3.07%。科技创新成为托起328米“空中华西村”的强大助推力。
群筒式结构国内“吃螃蟹”
从外表看,“空中华西村”大厦的结构大气恢弘而又不失秀丽,整体由三栋外筒楼和一栋内筒楼并联搭构而成,这正是大厦在设计施工中所采用的“群筒式结构”,即由多个筒组成的巨型空间框架结构,单筒则为钢结构外框架型钢混凝土内筒结构。据了解,这类群筒式结构在我国超高层建筑的施工中属于“吃螃蟹”的首例。
中建保华公司通过认真分析和细致评估,针对群筒式结构制定了相应的施工机械优化及综合技术布局方案。
在传统的外框架内筒超高层结构钢管的混凝土浇筑中,往往需对称布置2台附墙式布料机才能满足浇筑需要,然而在空中华西村的施工中,项目部对布料机进行了改装,取消附墙爬升装置后,将布料机与固定于H型钢梁的钢平台用螺栓连接起来,使之成为可移动式的液压布料机,这种改装不仅节省了成本,且吊装十分方便,一台便完成了三个筒内的27根钢管柱混凝土浇筑任务。
另一个结构上的技术难题出现在三栋筒楼的空中相连上。该工程外围的3个筒状体每隔12层需设有3条空中连廊完成筒状体的相接,而在同一垂直面上则置有5层连廊,此类结构提升在国内尚无先例。与以往的“先上后下”提升方式不同,该项目采用了“分层组装逐层提升技术”进行施工,先提升第一道连廊,之后在第一道连廊屋面上进行第二道空中连廊拼装和焊接,进而再提升,对比“先上后下”的提升方法,其工效及安全性都得到大幅提升。这项技术在国内尚属首次使用,达到国际先进水平。
一次浇筑2.6万立方
按照设计要求,基础筏板平均厚度4米,必须一次性连续浇筑完成2.6万立方米的混凝土,不允许留有施工缝隙,这在国内外还没有出现过。
项目部组织精干力量编制了详实的施工方案,组织了四次研讨,修订出4版施工方案。那段时间项目技术人员可以称得上是通宵达旦、昼夜不息,项目技术主管郎占鹏更是悄然从170斤瘦到160斤,10天减掉10斤,一度被几个女同事追问着到底是喝了什么神奇的减肥茶。
最终的施工方案出炉后,经过专家评审委员会的评审论证,《空中华西村筏板基础大体积混凝土》施工方案一次性获得通过,专家尤其对项目混凝土降温措施的几项科技创新技术给予了高度的评价。这一仗打得很漂亮,赢得了甲方的尊重,并为公司创造了约77万元的经济效益。
厚板坡口焊接颠覆传统
空中华西村工程钢结构焊接工作量大,质量要求高,必须做到百分百的超声波探伤检查。在焊接直径1.3米、厚度40毫米的钢管柱初始阶段,检查一次性合格率未能达到预定目标,引起了项目部的高度重视。
正当大家一筹莫展之际,项目经理丁威突然说,“我们都去现场蹲点几天,带着图纸和资料,去盯着工人一道一道的焊。我就不信,没有攻不破的碉堡,没有拿不下的山头!”8月的施工现场闷热干燥,但是大家都铆足了劲,拿着设计图纸和资料,紧盯着工人的每一步操作,检查每一道焊接工序,任由汗水渗进眼睛,淌过胸膛。经过三天的“蹲点”,技术人员终于发现了问题的所在。
按照设计院的要求采用传统工艺是上段柱内衬板为连续焊接,下段柱顶内环板在加工厂就已经焊接好,也为连续焊接而成。经过认真观察发现这样操作的后果直接导致上下两段柱在现场焊接就位时,焊道里夹杂气体和渣子,导致焊道出现点状气孔和渣子,造成质量不合格。项目技术攻关小组在施工现场与工人一起经过为期一周十余次实验,总结出修改设计坡口焊接工艺的方法,终于取得了理想的效果,焊接探伤一次合格率大幅提高,工程进展快速提升。这项焊接技术的创新,颠覆了传统方法对中厚板坡口的焊接守旧观念,大幅减少了返工,提升了施工质量,创造了144.7万元的经济效益。
托起三百米高空的50米大球
大楼顶部球体结构位于300米高空,直径50米,球体腰部18.6米高度范围内为两道钢桁架结构,腰桁架下弦位于69层,腹杆由下而上往外倾斜,到球体“赤道”处悬挑跨度达11米,腰桁架杆件截面最大为H700X400X35X50毫米。这种施工难度大,为首次碰到。
项目经过精心研究,决定采用“上弦与相关腹杆组合吊装”创新工法进行施工,即在桁架下弦安装后,在地面将一段上弦和与之相关的竖腹杆、斜腹杆用螺栓临时连接在一起,成“爪”字形,然后用4支吊索进行组合件的起吊、就位和安装。安装工人只需在下弦操作面进行腹杆与下弦接口的连接,在上弦操作面将桁架和楼层水平钢梁用螺栓连接就可以快速完成4支构件的吊装,无需在高空进行腹杆上端与上弦接口的组对工作,大大降低了施工难度,并减少了操作架的搭设工作量,提高了效率,降低了成本。
工程施工到270米高空的球体结构时,遇到了钢筋混凝土剪力墙和柱的用钢量陡然增多的问题。在安装球体时,遇到的困难更大,偌大个球操作空间又狭小,要将之拼装完成很费劲。拉钩要穿过H型钢的腹板,但是,现场对腹板打孔耗工耗时,且位置不容易准确控制,项目就想法在腹板垂直方向上加一条薄板,在薄板上面按照拉钩间距打孔,拉钩穿过此孔,实现钢筋与型钢的良好受力状态,满足了设计的初衷。这就是后来获得了国家实用新型专利的劲性混凝土拉钩连接结构,使用该结构攻克了这个型钢混凝土拉钩连接的难题,该结构不仅解决了项目迫在眉睫的施工难题,也创造了约90万元的经济效益。
截止目前,空中华西村项目部获得QC方面奖项共计15项,其中,3项QC成果分获国家级一等、二等及优秀奖;获得局级优秀施工方案共计2项;获得局级科技进步奖共计4项;获得局级工法1项,中建总公司级(省部级)工法1项;《预留插筋槽型板》、《劲性混凝土拉钩连接结构》、《带平台可移动式混凝土液压布料机》三项新技术获得国家实用新型专利。《空中华西村综合施工技术》科技成果由中国建筑工程总公司科技部鉴定达到“国际先进水平”,该技术的应用取得了显著的经济效益。
在城市化激流勇进的中国,空中华西村的建设,不仅为代表中国新农村方向的华西点亮了一盏明灯,更为飞速发展的中国建筑行业在超高层领域技术突破开拓了新的天空。 |