中新網(wǎng)7月23日電 沒有一根柱子支撐,國家大劇院如何“托殼”而出?這一構(gòu)思精巧浪漫的“水上明珠”,提出了一個(gè)世界級(jí)的施工難題。上海的《新民晚報(bào)》通過現(xiàn)場“探營”,揭開這一謎題。
第一招是“空中釣魚”。國家大劇院的設(shè)計(jì)構(gòu)想,是“城市中的劇院、劇院中的城市”,橢球大穹頂曲面主要采用銀光閃閃的鈦金屬板飾面,中部為漸開式玻璃幕墻,與四周波光粼粼的人工湖相映成輝。由于在3.5萬平方米殼體內(nèi),歌劇院、音樂廳、戲劇院三組巨大建筑以及地下深達(dá)三四層的輔助設(shè)施濟(jì)濟(jì)一堂,不得不在殼體外圍進(jìn)行遠(yuǎn)距離高空作業(yè)。
為此,上海建工集團(tuán)機(jī)施公司特地招兵買馬,斥巨資從德國進(jìn)口了600噸巨型履帶吊車。這一自重1500噸的“洋力士”,由34輛車拆零裝運(yùn)8天8夜趕到北京。在吊裝單個(gè)重量38噸的頂環(huán)梁構(gòu)件時(shí),身材修長的強(qiáng)力吊車如老鷹抓小雞般,輕松平穩(wěn)地將構(gòu)件送上45米高的穹頂安裝。
據(jù)悉,大劇院鋼結(jié)構(gòu)殼體的許多部件都采用又穩(wěn)又準(zhǔn)的“空降”,最遠(yuǎn)的吊裝半徑可達(dá)108米。
第二招是“切西瓜”,這使測量難題迎刃而解。成千上萬構(gòu)件組成的大型殼體與橫平豎直的一般工程測量不同,由無數(shù)曲面組成的超級(jí)橢球體控制點(diǎn)多,大型構(gòu)件分段對接的最大偏差必須控制在2毫米內(nèi),吊裝精度要求近乎苛刻,在鋼結(jié)構(gòu)建筑史上前所未聞。按照外方設(shè)計(jì)要求,需要在四周設(shè)幾千個(gè)測量點(diǎn),從外部制高點(diǎn)來監(jiān)控安裝精度,但在天安門廣場附近這一想法根本無法實(shí)現(xiàn)。
于是,上海建工自行設(shè)計(jì)了一套全新測量校正方案,按空間殼體特點(diǎn)分解成1個(gè)水平平面和148個(gè)豎直平面控制點(diǎn),結(jié)合原地測量控制網(wǎng),甚至連陽光折射溫度變化造成的誤差都算計(jì)在內(nèi)。但因殼體內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)密度大,“切西瓜”花了3個(gè)月時(shí)間,才使內(nèi)部測量點(diǎn)面面俱到。
最令人驚奇的是,如此高、大、重的曲線殼體竟無一根柱子支撐,全靠弧形鋼梁承重,安裝時(shí)如何下手?哪怕施工時(shí)能暫時(shí)起用臨時(shí)支撐件,但因中間最大荷載度可達(dá)1600噸,而荷載100噸的頂梁柱就必須把根基打到地下20米。為了化解這強(qiáng)大的壓力,采用外圈、內(nèi)圈、中心圈三道螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架式支撐體系,按“先中心、后輻射、均衡對稱”的安裝作業(yè)流程,可使最大荷載降到15噸、單個(gè)支撐構(gòu)件幾公斤而已,實(shí)現(xiàn)了“四兩撥千斤”。
吊裝完畢后,建設(shè)者們將采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)變形均衡卸載控制技術(shù),確保6750噸的巨型殼體轉(zhuǎn)換到永久性結(jié)構(gòu)荷載狀態(tài)。(秦武平、徐祖恂、章華平)