深圳灣體育中心是深圳大運會主要場館——“春繭”(以下簡稱“春繭”)織就的神奇鋼鐵外衣,將體育場、體育館、游泳館置于一個白色巨型網格狀鋼結構屋面下,線條柔美,構思新穎,造型獨特。
這樣的設計在世界范圍內尚屬首例,獨特的造型設計也為鋼結構的制作和施工帶來了諸多難題。為解開工程建設難題,記者專程采訪了該項目
鋼結構制作和施工單位長江精工鋼結構(集團)股份有限公司(以下簡稱“精工”)。
制作:無摸成型“筑巢蘊繭”
“春繭”外部被線條扭曲的大鋼殼子包圍著,不禁讓人聯想起“鳥巢”,讓人產生“南有春繭、北有鳥巢”感慨。的確,“春繭”鋼結構制造的難點正是在于大量造型不一的彎扭構件。精工也是唯一一家既參加了“春繭”又參加了“鳥巢”制作、安裝的企業。
“精工有兩大特點,一是彎扭構件的加工質量和精度高;二是為了保證工期,不計成本的投入。”這是華潤深圳灣發展有限公司有關負責人對精工的評價。
據精工華南事業部總經理助理周勛介紹,當時,有6家國內頗具實力的鋼結構企業參與“春繭”項目的競標。根據業主的要求,所有參與競標的企業,除了需要提供相關的技術、業績文件外,還需要提供彎扭構件的實物進行集中展示。周勛說,盡管精工已經擁有制作、安裝“鳥巢”彎扭構件的實踐經驗,公司領導對“春繭”工程依然予以高度重視,配備了精兵強將參與到“春繭”工程中來。
時至今日,周勛對參與“春繭”項目的競標依然記憶猶新。周勛說,很多人都知道精工,也知道精工的總部在浙江紹興,但是,仍有一部分人對精工的發展速度不是很了解,因此,精工在參與競標時難免會遇到各種各樣的問題。一直以來,大量的工程都存在工期緊以及對
鋼結構制作、安裝技術要求高的問題。隨著華南市場的日趨成熟,精工相繼承接了白云國際會議中心、廣州珠江新城西塔、廣州電視塔、廣東省博物館新館等一大批重大項目,為此,精工于2008年即在廣東建立了生產基地,目的就是為了更好地服務華南地區。此外,精工非常注重機械化生產,在參與“鳥巢”工程時即自主研發了無模多點成型設備,確保每一個構件都是均勻塑變、彎扭過渡平滑,同時減輕了工人的勞動強度。
據周勛介紹,“春繭”的彎扭構件看似與“鳥巢”相似,制作難度也不亞于“鳥巢”。“春繭”是薄壁的箱體彎扭構件,其板厚均在10毫米~30毫米之間,彎扭構件成型容易但容易反彈;制作“鳥巢”彎扭構件的鋼板厚達60毫米,構件成型相對較難,但不易反彈。無模多點成型是金屬板材三維曲面成型的新技術,其原理是將傳統的整體模具離散成一系列規則排列、高度可調的沖頭。在整體模具成型中,板材由模具曲面來成型,而多點成形則通過對各基本體運動的實時控制,自由地構造出成型面,實現板材的三維曲面成型。它是對三維曲面類板件傳統生產方式的重大創新。值得欣慰的是,當精工將采用無模多點成型設備制作的彎扭構件擺在業主面前時即獲得了認可。
施工:展全方位技術
“春繭”總面積25.6萬平方米,全部由彎扭構件組成的“春繭”在巨型鋼鐵網格外衣下包裹著體育場、體育館和游泳館,同時,巨大的鋼鐵外衣將“一場兩館”連為一體。在“春繭”巨型鋼鐵網格的上半部分鑲嵌了玻璃幕墻,既可遮風擋雨又可阻擋陽光的直射;而下半部分是沒有經過修飾的鏤空構件,既保證了空氣的流通,又便于人們觀賞自然景色。
據華潤深圳灣發展有限公司有關負責人介紹,精工參與制作、安裝的“春繭”體育館和游泳館結構類型復雜,包含了網架、網殼、桁架、張弦等結構類型,如果按照原設計方案,精工需要5個月完成工期。為保證工期、結構安全,精工放棄了原設計中的“滿堂紅”腳手架施工方案,采用了液壓提升技術,只用了3個半月即完成了任務,精工為此增加了成本。精工為保證工期、不計較自身成本的做法給業主留下了深刻印象。
在“春繭”體育館和游泳館的安裝過程中,針對該工程土建情況復雜、占據范圍大、大型吊機無法近身站位且吊裝作業面狹窄等現狀,精工先后采用了兩臺大型移動式塔吊進行安裝、3臺固定塔吊輔助,有效地解決了大面積、大型構件連續吊裝的難題,從而將對土建的影響降到了最低。根據“春繭”屋蓋結構的特點、吊機選型等因素,精工采用條形、斜向分塊方案進行網殼結構的分塊安裝。據周勛介紹,分塊安裝的優點一是分塊后高空對接接頭最少;二是分塊后支撐胎架布置最少;三是分塊重量及尺寸滿足吊裝機械性能的要求;四是分塊能夠充分利用原結構的支撐系統。
“春繭”體育館、游泳館土建看臺分布復雜、高度不一。按照傳統施工方法,精工考慮了分塊吊裝、滿堂紅腳手架以及提升三種施工方案,但是均不能獨立滿足“春繭”網架結構在工期、與土建交叉施工、結構安全等方面的要求。最終,精工采用了分塊累積提升與高空分塊吊裝相結合的方案進行施工,確保了“春繭”工程的順利完工。
目前,“春繭”已通過驗收并等待著大運會的投入使用,據項目建設方華潤投資有關負責人介紹,“春繭”在完成大運會的比賽任務后,體育館和游泳館將向社會開放,屆時,人們不但能看到“春繭”獨具魅力的外觀,更能置身其中感受鋼結構建筑和現代化體育設施的完美結合。(精工鋼構:徐超)