中国建设报 2016.8.8 李露 作为绿色建筑的代表，钢结构建筑凭借轻质高强优势以及先进的施工方式，不仅可以大幅提高工程质量、实现绿色施工、循环利用，还可以增强城市防灾减灾能力、获得国家政策的大力扶持。然而，钢结构建筑的推广除了国家支持之外，更有赖于建筑施工行业技术水平的提升。上海市机械施工集团有限公司（以下简称上海建工机施集团）多年来致力于钢结构建造技术的研发与应用，为大量造型精美、结构复杂的重大项目的成功建成作出了重要贡献，而这其中就包括总高632米的“超级工程”——上海中心大厦。攻坚克难打造“超级工程” 上海中心大厦由10万吨钢材、22万平方米玻璃幕墙等材料所组成，为了打造这一梦幻建筑，上海建工机施集团在钢结构项目部配备了8条作业线、10多台大型起重机以及380余人的施工队伍，组织精兵强将，连续攻克了四大技术难点。 首先是塔吊的定位和爬升。上海中心大厦的钢结构吊装需要4台大吨位爬升塔吊，每台自重450吨，如果满载100吨，其重量将达550吨，且外挂在核心筒上进行施工，需进行上百次的爬升。这是超高层建筑施工领域首次在有限空间采用多台重型塔吊进行群塔施工，无论在设计难度还是施工风险方面都存在着巨大的挑战。上海建工机施集团科研团队研发了能够适应各种超高层建筑施工所需的巨型塔吊外挂爬升装置，并申报了国家发明专利。 其次，巨型桁架结构施工也是横亘在项目团队面前的一大难题。上海中心大厦从上到下共有8道巨型桁架层，其作用如同竹子的“竹节”，对结构稳定至关重要。每道桁架层由两层高的伸臂桁架、环带桁架和楼面桁架组成，单根构件重达100吨，钢板最厚14厘米，结构庞大，节点复杂，焊接量大，控制变形难度高，安装精度必须严格苛求。为此，上海建工机施集团的技术人员详细研究构件分段、精心策划吊装顺序、大胆创新施工工艺，顺利完成全部桁架层施工，现场大型高强螺栓群安装自由穿孔率达到100%。 再其次，由于上海中心大厦为内外双层幕墙体系，外幕墙柔性钢支撑悬挑距离大，安装时操作者脚下无楼面，悬空作业必定会增加定位操作难度，钢支撑构件和节点支座又是机械精加工标准，使得安装难度进一步增加。上海建工机施集团的技术人员创新思路，造“船”渡难关，成功研制出悬挂式整体施工平台。该平台为2000平方米的黄色升降平台，通过拉索悬挂，犹如“飞船”一般，紧贴扭转变化的大楼主体结构腾空环绕。在这个如履平地的“飞船”上，施工操作人员可以脚踏实地完成钢支撑系统吊装、空间测量定位、精度调整、幕墙转接件的精确定位等几乎所有施工任务，为外幕墙系统的图纸变现实提供了最可靠的保障。 最后，对于超高层项目来说，幕墙板块安装十分不易。特别是上海中心大厦项目，立面造型和内外双层幕墙体系在展示美观、新颖、节能环保的同时，也带来了诸多难题，如施工界面复杂、精度匹配难、变形控制难、空间定位难。针对以上难题，上海建工机施集团项目团队采用基于BIM的一体化策略、一体化施工管理的先进理念和方法进行系统化的施工和管控，极大地提高了施工效率，同时开创了幕墙转接件与钢系统整体式加工的先例。外幕墙体系开工后，钢支撑体系施工速度达到4天一层，幕墙施工速度最快达到3天一层，每层141块的幕墙板块之间严丝合缝。这一世界性难题的高效解决，得到了业内人士广泛关注和称奇。 持续创新助力行业发展 凭借上海中心大厦项目，上海建工机施集团还承担了《上海市引进技术的吸收与创新计划》中“面向复杂环境的钢结构现场焊接机器人施工装备与工艺”课题，取得了丰硕的研究与应用成果。上海建工机施集团在钢结构焊接施工领域引入了机器人技术，研制了五自由度混联焊接机器人，实现了复杂环境条件下的高效率、高精度焊接施工，并且提高了整体焊接质量。 由上海建工机施集团开发的五自由度混联机械手将定点转动与相对滑移运动解耦与仿真，有效解决了现场复杂条件下接头焊接时机器人发生自身及与钢结构相互干涉问题，并攻克了碳钢球面和柱面不锈钢自动偏移连续堆焊的技术难题，实现了超高层建筑幕墙支撑结构系统滑移支座的国产化研发与应用。由于具有独到的创新价值，该课题经科技查新咨询达到国际先进水平，为钢结构智能化、自动化焊接提供了高精度、高效率、低成本的焊接工艺及配套装备，经济、社会和环境效益显著。 上海建工机施集团党委书记、董事长卢定表示：不断研究钢结构建造新技术与新工艺，使上海建工机施集团在超高层、高耸、大跨度、特殊形体钢结构等各种结构建造领域的施工能力和技术水平得到大幅提升，助力钢结构施工行业发展。“十二五” 期间，上海建工机施集团先后完成了上海中心大厦、中国博览会会展综合体（国家会展中心）、迪士尼度假区、东方体育中心、北外滩白玉兰广场、苏州东方之门、杭州来福士广场、济南绿地普利中心等一系列重大项目的建设。除了建筑工程之外，上海建工机施集团的钢结构技术也挺进地下空间、轨道交通、立体交通等专业领域，取得了显著的经济、社会和环境效益。 |
