给建筑施工插上创新的翅膀 ——我的四十年施工生涯
点击数: | 发布时间:2016-09-19

 

作者介绍:吴欣之,曾担任上海建工集团副总工程师,上海市机械施工集团有限公司总工程师,曾获国家、住建部、上海市科技进步奖10余项,在长期工程建设中,坚持科技创新,先后在大跨度、大悬挑、超高层结构施工及大型钢结构整体安装,大型桥梁、高架立交施工领域取得一系列成绩,多项成果达到国际先进水平。

转眼间,我们老三届这一代人已是坐六望七了。在建筑施工行业摸打滚爬四十余载,目睹城市建设在我们手中日新月异。鳞次栉比的建筑群,林林总总的地标,恰似一座座丰碑,矗立在心中,自豪之感愈久愈浓。这里不仅融入了我们的青春年华,也凝聚着我们毕生的智慧和精力,更是闪耀着我们这一代人值得一书的担当精神和创新精神。

我于1974年由崇明农场上调至上海市机械施工公司第二施工队,做了近五年的高空起重工。期间参加了公司举办的施工员培训班,公司总工程师深入浅出的教诲,使我受到了最初的专业启蒙教育。1978年底随着宝钢工程的上马,我开始从事施工技术工作,1982年转任施工中队长,1984年调任公司副经理,1993年兼任公司总工程师,1998年兼任上海建工集团副总工程师。1981年考入同济大学函授学院的工民建专业。六年的函授教育,使我有机会系统学习建筑结构包括施工的基础理论,具备了一定的专业素养。

上海市机械施工集团有限公司是上海建工集团旗下的专业子集团,长期从事预制装配结构、钢结构、深基础和隧道的机械化施工。公司自创立之日起,即在机械化施工领域崭露头角,活跃在高、重、大结构安装和技术革新、技术革命的前沿。无论是在五十年代的万吨水压机车间用简陋的设备吊起76t重的巨柱,还是七十年代在上海万体馆和上海电视塔采用整体提升和整体起扳工艺安装巨型网架和高耸塔体;无论是文革后在宝钢300t转炉车间采用进口履带式起重机进行全钢结构厂房的安装,还是改革开放初期在上海新锦江大酒店采用内爬式塔式起重机实施国内首座超高层钢结构的施工,均是上海机施“敢为人先”的杰作。特别是公司工程技术人员首创的“塔桅起重机”,更是集塔式起重机和桅杆吊于一身,曾经成为国内重大结构安装的主力设备,荣获“全国科学大会奖”。

或许是得益于五年的起重工经历,以及边学习边工作的函授生涯,使我在实践与理论的双重“熏陶”中成长;或许是公司老一辈“创新”基因的传承,以及老三届一代人的勠力同心,敢作敢为,使上海机施在国内的诸多著名工程中不断创新工艺、革新设备,为建筑施工插上了创新的翅膀。

一、 初出茅庐战宝钢

1978年,正是上海宝山钢铁厂建设全面铺开的关键时期。上海机施领受了具有3台300t级转炉的炼钢主厂房钢结构的安装任务,包括高逾70 m的转炉车间和连续4跨的注锭车间,总钢结构量31 300t。作为公司的天字第一号工程,主要行政和技术领导都进驻现场,实行“倒指挥”,即在宝钢工地这一个点上,组织全公司的生产活动。可见当时的重视程度。

那时的我,尚是一个刚从起重工岗位转入施工技术队伍才几个月的新手。仅仅参加了由公司陈尚翰总工主持的为期1年、每周1天的施工员培训班,属于技术“扫盲”性质。初入堂奥的我,对静力学和材料力学如痴如迷,业余时间还买了相关专业书籍,一探究竟,爱不释手。

“乳臭未干”的我,接受的第一个任务是编写“日本新日铁钢结构安装符号识图讲义”。在建工局吴亮之副总工的耐心指导下,经过几个月的撰写,终于成稿。而我自然也成为第一批接受培训的人。不久,我和许多年轻人被纳入公司组织的宝钢炼钢主厂房的技术准备组,在老工程技术人员的带领下,编制施工组织设计。分配给我的任务是吊装料索具的设计和相关计划的编制。当时,对于我这个“初出茅庐”的小伙子,实在是一个“应变能力”的考验,我的施工技术生涯就此开始了。

吊装料索具只是整个施工技术准备中的一个局部,但恰是涉及施工安全的重要一环。多年起重工的经历,使我对此重要性一直保持高度清醒。

我平生解决的第一个技术难题是巨型钢柱的吊装索具设计。根据日方提供的资料,最重的钢柱重73t。当时的钢索最粗的直径为60.5mm,即使采用双根钢索也不能满足吊装规定的6倍安全系数的要求;新进口的300t履带式起重机所用的是双钩,钢柱上日方预留的吊耳为阶梯式双孔吊耳,柱子由水平回直过程中2根钢索的长短会发生显著变化,钢索受力不均衡,安全更无法保证。当时钢结构吊装的日期已定,开吊在即,而索具的准备还八字没有一撇。

我立即针对上述情况,构思了2个滑轮串联的特种索具形式,即将2个单滑轮上下通过两侧钢质旁板连接起来,上滑轮对应起重机双钩,下滑轮与钢柱吊耳相连,钢索通过下滑轮可以顺利滑动,从而确保钢柱在回直过程中受力均衡。上述构想得到了技术领导的肯定,取名为“80t平衡滑轮”。

时不我待。我立即查阅相关资料,市场上没有适应Φ60.5mm钢索的滑轮,我就仅凭自己所学的有限知识,查找资料,按图索骥,学画机械零件图,设计了所需滑轮、轮轴、旁板及总成;机施修配厂自行加工的滑轮直径不能大于400mm,钢索的曲率半径达不到要求,我立刻联系造船厂进行拉力试验,验证安全性;为了方便钢索的装拆和防止出槽,不断完善细部构造。即便如此,钢索的安全度也只有5倍左右,我立即打报告给相关领导,予以核准。

经过一个多月的来回奔波,2套“80t平衡滑轮”终于分别挂在了起重机的吊钩上。钢结构开吊那天,彩旗飘扬,各级领导和中外嘉宾济济一堂。有谁知道,我这个小小的技术员的心头,如撞小鹿,紧张如斯呢。当我看到钢柱在起重工的指挥下,缓缓起身,安装到位时,终于如释重负,长长地舒了一口气,充满了成就感,深深地爱上了这份工作,知道了设计不能脱离加工制作的可能,不能脱离实际操作的需求;知道了只要不畏艰难,讲究科学,工作过细,困难总是可以克服的。我往后的施工生涯中,克服困难的底气,就是从此而来。可见“首战必胜是多么重要。

其后,我又针对大、小钢梁的吊装,设计了多用途铁扁担,避免工人因频繁更换索具而过分操劳;设计了不同吨位的带有防坠构造的专用钢梁吊装夹具,在保证吊装安全、施工简便的前提下,节省了吊耳的设置和焊割工作,整个工程的钢梁没有加焊过一个吊耳,也不用钢索捆扎。殊不知为什么现在的钢结构吊装反而重归原始,既焊又割,浪费了多少材料和人力,真是百思不得其解。

施工组织设计编制完成后,我被派回机施二队技术组,继续从事施工方案的编制和工艺优化工作。根据现场的要求,我设计了重型钢柱校正器和重型行车梁校正器,减轻了工人的劳动强度,提高了施工质量和工效。


宝钢炼钢主厂房的钢结构是全套引进日本新日铁的技术,包括钢结构的构件和围护体系,扭剪型高强螺栓、半自动自保护焊接等紧固件、材料、设备和工艺,还包括安装作业指导书、安装符号图等管理技术文件。使我们第一次接触和学习了现代钢结构的施工技术,受益匪浅。特别是日方有些细节上的考虑,如:构件的编号规则,一件一号,简单明了,且用标识的位置和符号明确构件的安装方向和标高,使得工人不会误操作;钢梁上大型高强螺栓的连接板采用销轴临时固定,如门扇般回转自如,既可随构件吊装,提高功效,又方便工人施工,减轻劳动强度;钢柱和大型钢梁上制作时即预设登高爬梯,使得操作人员能到达任何作业部位等等。这些细节上的考虑,非常人性化。可是,使我感慨万分的是,几十年后我们已成为世界上钢结构施工最大国度的今天,这些好的做法,在工地上却依然渺无踪迹,真值得我们深思。

当然,在当时钢结构安装工艺上,我们也有自己的创意和特点,并没有全盘照搬。记得我在编制+58m标高的钢料仓的安装方案时,发现日方提供的《安装要领书》中,要求先将料仓下层钢平台满堂加固,料仓解体后分件就位至钢平台上,土法水平移位,再用倒链分别吊装至设计位置,焊接成型。其过程繁复,平台加固费时费料,工人劳动强度大。我立即计算了每个料仓的重量,发现300t履带式起重机能够满足单个料仓的整体吊装,只要按照合理的顺序,转体灌装就位即可,省去了平台加固和土法施工。我反复考虑无误后,就与施工队分管领导去跟日方现场总代表交涉。

日方现场总代表名叫向直树,黝黑的脸庞,明亮的双眸,显现出干练而又精明的神情。当我们把调整方案向他说明后,他略加思索,就爽快地同意了我们的提议。日方代表如此“从善如流”,爽快答应了我们的改进意见,似乎一下子拉近了我们之间的距离。通过随后的闲谈,得知向直树恰与我同年,均年届29岁,东京人士。后来得知,当我们在进行料仓吊装时,向直树先生自己跑到施工现场拍照留存,其业务上之精明可见一斑。若干年以后,在上海信息枢纽大厦工程我们不期再次相遇。当时向直树先生是设计方的现场顾问,我已是上海机施的总工,针对设计方要求部分立柱轴力为零的问题,再次切磋探讨。这次讨论也十分顺利,我方提出的技术方案很快就被日方采纳,立表赞同,真是皆大欢喜。又过了几年,我因上海环球中心大厦工程的招投标事宜赴日本东京,想起了向直树这位多次交往的老朋友,通过旁人联系,居然在东京得以再次相会。一碗热气腾腾的猪排面,几番阔别叙旧的老话,延续了我们的情谊。后来,我得知向直树先生身体欠佳,不胜挂念,也在心中默默祈祷朋友早日康复。

1980年,宝钢炼钢主厂房结构封顶,转入注锭跨施工。由于施工高峰已过,公司和机施二队的大部分力量返回面上去了。领导要求我留下负责注锭跨钢结构的安装工作。

注锭跨为连续4跨的排架柱、重型行车梁和钢屋架结构体系,其中附壁吊轨道承重桁架的安装比较特殊,其安装精度比一般钢结构建筑要高。通过与现场工人和设备安装单位共同商讨提高结构安装精度及轨道二次精调的可能性,较好地解决了安装质量问题;注锭跨每跨还有悬挂在屋架下的多个检修平台,上有工字钢的单轨吊车梁和四周的检修走道。虽然构件并不大,但距离屋架下弦很近,又是悬空操作,如果散件土法作业,操作人员十分危险,同时交工在即,时间上也不允许低效率的施工。我仔细核对了整个检修平台连单轨吊车梁的重量,约6.5t,恰在塔式起重机的性能范围之内,遂决定采用在安装位置正下方地面上将检修平台组装成整体,利用单轨吊车梁作为铁扁担,并用吊索作为吊车梁的面外约束,起重机吊钩从已安装好的屋架支撑中间穿过,整体起吊检修平台,并通过多个倒链逐一调整固定拉杆。改进安装工艺以后,不仅速度大大加快,而且工人可站在检修走道上,安全带固定在屋架下弦,安全上可谓“万无一失”。这是我的第一次扩大组装的工艺设计,心头仍不踏实。吊装第一个检修平台时,我现场旁站始终,注意每一个安装细节,直至确认无虞为止。从此以后,当每一项新技术、新工艺首次应用时,必须身临现场,成了我的一贯做法。第一次扩大组拼,整体吊装的成功,使我尝到了甜头。尽量把高空作业改为地面作业,充分发挥起重机的功能,扩大单元组装,成为我的毕生追求。


  二、圆梦黄浦江

在黄浦江上建桥,曾是上海数代人的梦想。八十年代末,随着开发浦东的高潮掀起,南浦大桥作为上海市的第一号工程列入议程,梦想变行动。

南浦大桥是国内首座大跨径斜拉桥,上海机施承担的是浦西的主引桥。浦西主引桥为直径近300m、螺旋上升的双层环形桥,其桥面主要由150余根最重达250余t的预应力混凝土弧形箱梁组成。该桥型的特殊,即使在三十余年后的今天,亦罕见其匹,传统的建桥工艺和设备皆难以适应。当时上海机施拥有的2台德国进口300t履带式起重机已是行业内最大的起重机,但用双机抬吊进行重型桥梁安装,仍勉为其难。因为不但不能满足0.8的双机抬吊系数,甚至单机行走负荷要达到满荷载;吊装的工况又相当恶劣,双机抬吊250t的箱梁至数十米的高空,还要行走四十余米,稍有闪失,后果不堪设想;保证少量的桥梁安装,或许尚有可能,要150余根桥梁在同一工况条件下顺利安装,不出一点差错,则难上加难。这在“循规蹈矩”尚且事故频仍的今天,简直不堪设想。

“前无借鉴,后无退路”的挑战面前,上海机施体现了“敢于担当,精于施工”的本色。公司首先将大桥施工策划方案电传至德国起重机生产厂家,咨询300t履带式起重机100%荷载条件下,双机抬吊,负荷行走,设备和技术上是否可行?德方厂商明确答复:“只要是在起重机手册的性能列表范围内的,就行。”在得到厂商同意,并征得主管部门同意后,公司立即对300t履带式起重机进行全面检查和保养。由于设备进口使用已达十年。为确保机械完好和重点工程不间断施工,备足配件,甚至采购了1台备用发动机;同时请德国厂商派技术人员专程来沪对起重机进行评估。德国工程师到现场后,看到300t履带式起重机的状况出乎意料的好,连连夸奖说:上海机施这2台起重机是德国厂商行销各国同类起重机中保养最好的。即便如此,我们仍在施工现场对起重机按实际工况,进行模拟试吊,确保设备万无一失。

设备完好,只是其一。路基出了差错,则前功尽弃。南浦大桥西侧桥堍原为一片简易民房住宅区,拆迁后粗作平整即交付施工,成堆的瓦砾下残存的沟坑成了最大的安全隐患。上海机施在平整碾压建筑垃圾的基础上,铺设纵横钢走道板,并首次采用起重机带载检验的方法,即模拟吊装工况,全程开行,确保路基的强度和稳定。从此,起重机带载验收路基成为我公司重大起重作业时的必需措施。

编制施工组织设计的技术人员在进行施工总平面规划时,又碰到了一个棘手的难题。那么多矩形箱梁放在哪儿预制最合适?起重机双机进跨安装,在跨内预制肯定不行。圆环状主引桥的内侧是几万平米的场地,应该是首选的预制场地,但位于起重机作业后方,每安装一根梁,起重机就要避让一次,工艺繁复且效率低下。我们就组织起重机司机和起重工骨干献计献策,形成了双机分别径向行走拉开距离,相向回转实现箱梁换挡的创新工艺,一举攻克了难关,使功效成倍提高,为工程提前完成奠定了基础。同时我们还制定了起重机高位带载行走时,箱梁与桥墩盖梁保持20cm距离,缓慢作业等详细规定,编制了整套施工技术文件,确保施工安全。

为了保证各项施工措施的落实,我们又一次创新了施工管理模式,首次提出并实行了“吊装令”的制度。即在每一跨桥梁安装之前,针对路基、设备、索具、人员、构件、指挥通讯等安全施工要素进行专人逐项检查,在检查表上签字确认,再由施工负责人签发吊装令。该项制度不仅自始至终得到了执行,而且成为企业乃至行业的安全管理标准。

通过上述精细的准备工作,加上优秀起重机司机和起重工人的精心作业,以及现场施工管理人员的严格管理,确保了150余根混凝土弧形箱梁的顺利吊装,未发生任何事故。记得当位于路边的最后一根箱梁在极狭小的空间安装到位时,已是午夜时分。周围围观的居民们竟然点燃了自己买来的鞭炮,庆贺我们大家的胜利,场面之热烈感人,至今仍使我心潮澎湃,难以忘怀。这在为施工动迁和不得扰民绞尽脑汁的今天简直难以想象。作为施工现场工程指挥的我,经年的重负终于释放,心中石头落地,就和工人们一起,和衣躺在起重机旁的钢走道板上,酣睡至东方日出。我们向上海人民交出了第一份答卷。

记得在南浦大桥结构贯通的信息发布会上,我曾经把黄山的胜景用来比喻黄浦江大桥西主引桥工程,建设西主引桥的风险,堪比攀爬“天都峰”,步履维艰,但风光无限。

黄浦江上的桥一座座建起来。建桥工地上闪耀着上海机施的身影,展示着我们一个又一个创新之举。我们在杨浦大桥工地上,创新地采用60锤和80锤交替施打,进行浦东主桥桥塔钢管桩的沉桩,解决了大型桩机不足的矛盾;创新采用“六四式军用栈桥”和塔式起重机塔身组合成高架门式起重机,解决了民居稠密、区间狭小地区的浦西主引桥桥梁架设难题。在徐浦大桥浦东岸跨主桥工地上,又一次利用“六四式军用栈桥”改装成“辅助转跨架桥机”,与300t履带式起重机一起,实现跨内单机、隔跨双机架梁,比浦西段进口架桥机还快了好几个月。

卢浦大桥是跨度达450m的世界最大跨径的钢拱桥,主桥由上海建工基础公司承建。整个主桥施工,综合了刚构桥、斜拉桥和悬索桥的施工工艺,技术难度极高。根据建工集团领导的安排,我部分参加了卢浦大桥主桥的施工技术工作,负责了高达128m的钢索塔的施工设计。在市政设计院林元培院士和他的团队的全力支持下,我们优化了索塔结构构造,使得索塔在两侧钢索的作用下始终保持中心受压,还充分考虑了钢索塔的安装和拆除的便利性,以及后续利用等。在钢绞线锚板的选择时,我和担任此项设计的工程师经过仔细考量,决定预留1/3的锚孔数量,以备不时之需。而当主拱安装过程中因钢板超厚超重而索力增加时,预留的锚孔正好用上。我事后闻讯,颇为当时的决定欣慰不已。

黄浦江大桥的建设,正值改革开放初期。上下一心,都在为弥补“文革”造成的损失,加快国民经济建设而努力。“没有条件,创造条件上”,是当时大家一致的信条。正是由于当时有一支觉悟高、作风硬、技术精的建筑施工产业工人队伍,有一支充满创新意识、奉献精神的工程技术人员队伍,以及如大桥工程总指挥朱志豪那样的敢于担当、雷厉风行的行政领导,才使得无数风险得以化解,许多难以完成的任务顺利完成。我很怀念那一段不平凡的历程和那些不平凡的人。


三、 风中折桂陆家嘴


上海“东方明珠”电视塔高460m,竖向分布着十余个大小不一的球形结构,寓意“大珠小珠落玉盘”。她曾经是世界第三、亚洲第一高的电视塔,屹立在陆家嘴金融开发区,成为了上海的名片和地标,至今游客盈门,长盛不衰。

记得1993年9、10月份,“东方明珠”的地下结构已经开始施工,上海市的有关领导与建工局和所属机施公司商谈上部结构的施工问题,我有幸参加了会议。当时工程的承揽还没有招投标制度,是由行政指派的。在谈到钢结构部分的安装时,原拟由上海机施负责大小球舱的结构安装,天线钢桅杆由北京的专业单位施工。也许是不知天高地厚吧,我竟然“斗胆”向市领导提出,钢桅杆也由上海机施来安装,并振振有词地说,“为什么460m的高度不能由上海人来实现呢?”也是当时的领导宽宏大量,不以为忤,居然就这样答应下来,使得上海机施从此有了“上天揽月”的实践。

回顾“东方明珠”的工程建设,充满了艰辛和挑战,或许用“步步惊心”来形容也不过分。“明知山有虎,偏向虎山行”,是我们当时精神状态的写照。

尽管有着“初生牛犊不怕虎”的冲劲,但毕竟面对的是与以往建筑完全不同的高耸结构,距离工程实施又不足半年时间,不少施工方案有待编制和优化,不少创新举措有待试验和验证。真是“逢山开路,遇水搭桥。”

电视塔下部结构有3个直径6.6m的钢筋混凝土主构架和直径3.75m的次构架组成的人字形斜筒体,主构架长98.8m(+0.000m~+82.500m),与地面成60°角;次构架长28.4m(+21.0m~+43.3m),与地面成45°角。由于钢筋绑扎、模板架设,特别是混凝土浇筑时筒体的变形控制比较困难,修改设计为型钢龙骨的劲性混凝土结构。由此,筒体圆柱型钢龙骨就由上海机施承担详图设计、制作、运输和现场安装。当时的详图设计能力和施工手段与今天不可同日而语,时间紧迫,困难重重。公司技术人员和工人师傅协力攻关,根据运输和吊装能力把构架分段、分片,增加预应力钢棒以提高构架的刚度,工厂制作后分段预拼装;分片解体运输,现场胎架组拼;汽车式起重机、塔式起重机与履带式起重机共用,作业于地下室顶板,双机回直就位,精确控制姿态;经纬仪斜向测量,构架内外互相校核,逐节起拱预变形,消除混凝土施工影响;承重支架和操作脚手架互为一体,终于安全、保质、按时完成施工,夺得首战胜利。现在看来,目前钢结构建筑安装的基本技术要素在当时斜筒体施工过程中几乎全部囊括,充分反映我公司广大员工面对“遭遇战”出色的应变能力和技术素养。由于劳累过度,自学成才的现场施工员吴才忠同志不幸早逝,真是“出师刚捷身先死,常使我们泪满襟。”

“东方明珠”的下球体直50m,钢结构安装于+78m~+118m;上球体直径45m,钢结构安装于+258m~295m;钢桅杆长118m(施工长度123m),重450t,安装固定于+350m。从下球体安装开始,为了适应结构特点、施工场地和施工进度要求,上海机施开始了机械和工艺革新的“创新之旅”。在下球体的混凝土环梁上分设3台改装的80tm塔式起重机,把起重机的覆盖范围扩大了好几倍;在上球体的上方利用既有的钢环梁,创制了自重<4t,起重能力达15t的“悬臂吊”,3台为一组,互为水平回转的约束,从而攻克了重逾12t、安装高度295m的悬挑桁架整体吊装难题,为简化施工,确保质量,加快进度,立下汗马功劳。

特别是钢桅杆的安装和设备研制更是填补了国内空白,沿用至今,其技术要点已编入上海市和国家的技术标准。

在钢桅杆安装工艺的选择过程中,当时的建工局叶可明总工组织了全局范围内的技术方案竞赛,我公司在王大年总工的主持下,提出了“地面逆装,垂直提升”的技术方案,脱颖而出,获得了上级领导和设计院的认可,成为首选方案。在方案完善的过程中,调研了北京电力研究所,借鉴他们用电气控制、液压提升安装发电机部件的工艺,明确了桅杆从地面提升至350m高空,提升重量达450t、提升行程达330m的“钢绞线悬挂承重、计算机同步控制、液压千斤顶集群提升”的主要工艺路线,从而避免了传统电动卷扬机因为容绳量不够,钢桅杆必须中途停顿、置换的难题;但当时国内没有类似的穿心式液压千斤顶,必须研发制造。提升重量大,需要几十台千斤顶集群同步作业,必须计算机控制才能付诸实施。此时,同济大学机械学院的教授们自行设计、完善图纸,开发计算机控制系统,并与广西柳州建筑机械厂合作生产液压提升千斤顶。在我公司的配合下,利用在建的杨浦大桥的桥墩进行单个千斤顶试验,又在“东方明珠”的现场一角,竖起钢架,进行计算机控制多台千斤顶联动调试,时间长达半年,上下几千次,终于从无到有,实现了跨越。

设备解决了,但是提升过程中高重心和高空风荷载作用下的桅杆稳定难题又横亘在我们的面前。按传统做法,加装接长杆和配重把重心降下来可以解决问题,但这样做要接长数十米杆件并增加450t压铁,总重超900t,提升设备又不能胜任。此路不通,那么改换思路,采用导轮导轨系统来强制对中,即以290m至350m的混凝土单筒体和桅杆本体互设多组导轮及导轨来抵抗倾覆力。这在理论上是可行的,问题在于从地面至290m的区间结构无法安装导轨和导轮,不能提供有效的侧向支承,怎么办?我们想到利用20束钢绞线在承重时具有侧向恢复力,在桅杆重心以上增设垂直保持器,与钢绞线束组成柔性导向系统,来解决抗倾覆问题。并立即做了缩尺模型予以验证。桅杆整体提升安装的总体技术路线这才确定了下来。

万事俱备,只忌大风。”大风偏偏就来了。1994年4月30日,当桅杆以每昼夜60余米的速度上升,眼看胜利在望,紧密跟踪气象变化的上海气象台报告,自即日起八级大风将光临上海,且将持续一星期。傍晚时分,大风如期而至,工作在300m高空的上海气象台工作人员报告,塔顶350m高度的实时风速已超限定值,达到18m/s。此时,距桅杆登顶只剩下23m。

现场指挥部办公室内气氛紧张。继续提升的话,已超过根据历年气象预报确定的施工阶段风速限值,安全堪虞;停止提升,提升过半的桅杆在大风中长时间悬停,更不安全,真是进退两难。建工局叶可明总工召开紧急会议,机施公司王大年总工拿出了抗风系统设计计算书。由于提升施工阶段选择的极限风速是22.5m/s,因此会议决定继续提升,当超过19m/s时再行研究。然而人尚未走出办公室,高空传来消息,风力已达20m/s。

当时,我因负责夜班施工,接到电话后刚赶回工地。经过短暂商量,决定由我带队到350m高空实地察看一下,再作安排。我到达塔顶后发现风确实很大,迎风几乎透不过气来,但桅杆挺立在风中纹丝不动,说明导轮导轨系统安全有效。为防不测,我和同来的工程师商量,在高于塔顶2m的临时钢支架上再增加一组导轮,加大抗风力臂,同时作为安全冗余,尝试继续提升。一旦新增导轮异常,即行停止。而下部导轮继续有效,可确保桅杆施工安全无虞。我的意见获得领导同意。

在高高的塔顶上,党员、干部带头站在风口上坚守岗位,无一退缩,现场紧张有序,斗志昂扬。我始终手扶桅杆,注意风对桅杆稳定的影响,一切正常。到清晨东方既白,附近的高层建筑隐约可见时,我不禁大惊失色。风中的桅杆虽然稳如泰山,但与周围参照物一比,明显倾斜。我急叫停止,查看原因。再仔细一看,放下心来。因为桅杆是迎风倾斜,肯定不是风荷载造成的。经追查,原来是计算机初始采用荷载均衡控制,十分正常。操作人员改用垂直度控制试一试,由于垂直度传感器安装存在偏差,因此造成了桅杆倾斜。找到原因,转为荷载控制后,桅杆又恢复了垂直状态。有惊无险,大家如释重负,笑逐颜开,因为桅杆到顶了。

其时正是1994年5月1日的中午,风虽未止,但阳光灿烂。因为下午4点钟市领导要在上海第一届国际旅游节的开幕式上宣布“东方明珠”桅杆登顶的喜讯,一群记者把连续几十小时未睡的我团团包围。怎么回答记者的提问,我已无从追忆,只知道自己倒头睡在现场办公室,醒来已是华灯初上时分。

今天,从我家的窗口,就可以眺望到“东方明珠”电视塔色彩变幻的婀娜身姿。看到她,就使我想起了那一百多个日日夜夜,想起了手写的成卷成摞的技术攻关计划和施工计划,想起曾经并肩站立在高空风口上的战友们。

四、 托起东航双机位机库


每当我从上海虹桥机场乘车登机的途中,都免不了四处张望,寻找东方航空公司双机位机库那硕大而又熟悉的身影,脑海中便浮现出一连串数字:跨度150m,进深90m,柱高25m,屋盖钢结构重3 200t……真是如数家珍,思绪一下回到了二十几年前。

那是1994年年底,北京航空设计研究院的刘树屯总工程师来到上海机施,并带来了东方航空公司将在虹桥机场建造双机位机库的重要消息。刚从“东方明珠”电视塔工地归来的我们,还沉浸在计算机控制、液压提升技术初次尝试成功的喜悦中,对这一套起重能力可以按需拓展,控制精度以毫米计算,操作过程全自动化的新工艺新设备赞赏不已。能否把这项新技术用于东航机库钢屋盖的提升安装呢?刘总告诉我们,北京机场的四机位机库已经采用了这一新工艺,可以去参观取经。

我们立即出发,赶赴北京机场,并受到了北京建工的热情接待和毫无保留地介绍。只见工地上利用塔式起重机塔身做的临时支架林林总总,分块提升的钢网架正在高空有序地连接安装。我们一方面为同行的创新之举折服,一方面盘算如何结合上海的情况推广应用这项新技术。

首先是我公司一时没有那么多塔式起重机的塔身作为提升支架,而且上海的软土地基必须加固以后才能承受支架的荷载;其次是对高空拼接时分块的变形和变形差如何处理持有疑虑。于是我们提出了“以机库既有结构柱为提升支承,网架地面拼装,整体提升就位”的技术思路。这样做,就可以规避以上矛盾,充分发挥计算机控制液压提升新技术的潜能,网架组拼完全在地面完成有利于质量和安全的控制。这一想法,得到了刘树屯总工和北京航空设计研究院的赞同和大力支持。

机库屋盖网架地面组装、整体提升安装,对我们而言是一个新生事物,一切得从头做起。

首先是提升点的选择,我们与设计院达成了共识。这就是“以最接近屋盖网架建成后的受力状态来布置提升点”,从而避免结构因施工工况引起的大量加固。机库共有30根混凝土立柱(包括门库柱),其中4根柱在提升工况下受力很小或处于受拉状态,故确定设置26个提升点。其中最大提升点的负荷超过600t,最小的不到30t,差异逾20倍,对提升设备和控制系统是很大的挑战。

其次是同步提升可能产生的差异值的确定。与桅杆提升高重心、抗倾覆不同的是,提升同步成为网架整体提升的首要问题,过大的提升高程差异,会导致结构内力不合理分布,甚至危及结构安全。根据分析,液压提升设备单一行程的控制精度较高,只要能消除累积误差,精度可以毫米计。因此,我们确定了2套目标:①施工控制,相邻柱吊点间差异≤10mm,两根门库柱吊点(柱距150m)间差异≤25mm;②结构验算,相邻柱间差异≤20mm,两根门库柱差异≤50mm。设计院的工程师据此进行了大量的计算复核,并提出了许多有益的建议,使得我们的方案更为合理可靠。

鉴于曾经有采用升板工艺的工程发生过群柱失稳的情况,我们对结构柱在提升工况下的稳定给予了足够重视,专门请同济大学的胡学仁教授对此进行了详细的验算复核。验算结果发现门库柱在垂直荷载和风荷载的双重作用下有扭转失稳的趋势,遂对门库柱采取了针对性的加固措施。

在设计院等单位的密切配合下,我们对混凝土柱及网架与柱的节点构造加以优化,并采取了加强措施,以适应提升作业和节点转换;为提高抗风能力,设置了抗风滑道;采用以西侧门库柱提升点为基准、计算机实时控制与传统测量相结合、阶段调整消除累积误差的同步控制策略;设立辅助监测系统,对承载力和变形进行实时监测;特别是我公司集中了自己的计算机、液压、电气和结构工程师,研制成功了整套计算机控制液压提升设备,可实现荷载和位移双控、全程自动化作业等功能,不仅顺利完成东航双机位机库屋盖的提升安装,而且为我公司而后的结构整体提升、平移安装工艺的灵活应用奠定了技术基础。

1994年6月下旬,经过32h的系统调试和连续施工,于6月28日顺利地将3 200t的钢结构屋盖,包括飞机检修用的设备轨道,整体提升到位。记得在庆祝工程胜利落成的典礼仪式上,我情不自禁地向东航基建处的曹虎臣处长深深地一鞠躬,感谢业主对我们的信任和支持,使得建筑业结构安装技术的发展又上了一个新的台阶。

现在,计算机控制、液压整体提升工艺,已经成为大型机库和类似建筑结构安装的不二选择,整体提升重量也突破了万吨大关,但利用结构柱整体“托起”东航机库钢屋盖的工程实践,仍具有开创性的意义。


五、 抢建八万人体育场

为了迎接第八届“全运会”的召开,上海新建了一座“八万人体育场”。体育场造型新颖,建筑平面为椭圆形,东西长288.4m,南北长274.4m;钢结构屋盖呈马鞍形双曲面,高低起伏,最高达70.6m;屋盖由32榀悬挑双辐??钢管桁架和对应的3道环向空间钢管桁架组成,最长的悬挑桁架长达73.5m;钢结构总重5 200t。这在90年代称得上是超大型空间结构。屋面围护是国内首次采用的具有自洁性能的高强度建筑膜,开创了大面积膜结构应用先河。

上海机施差一点与“八万人体育场”的钢结构安装失之交臂。上级领导安排其他专业公司去参加安装方案的竞标,或是有其战略上的考虑,但“兹事体大”,叫上海机施在自己的专业领域拱手相让,使我至今“耿耿于怀”。真是“否极泰来”,忽一日,集团总承包部夏总把我叫去,要上海机施立即另行编制结构安装方案呈报业主。真是“机不可失,时不再来”,我们仅用两天时间即把钢结构安装方案交到了业主手里。经过业主的“面试”,我们终于拿到“入场券”。直到最近我才得知,正是由于上海建筑设计院林颖儒总工的极力推荐,才使我们“起死回生”,从而能够在大跨度空间结构和膜结构的安装领域“捷足先登”,走在了行业的前列。

当时是1996年的年初, 10月1日前要完成屋盖钢结构的安装,这是我们面对市重大办赵翠书主任立下的“军令状”。一切皆要从“速”计议,向技术创新要时间。

我们选择了复杂空间管桁架特大构件组合吊装的技术路线,充分发挥300t履带式起重机的能力,尽量利用地面空间进行扩大组拼,提高吊装效率,减少高空作业量,减少临时支撑等配套设施。外环桁架单件最大尺寸26m×310m×311m,重60t,整体吊运;双悬臂桁架最长73.5m,重80t,依然整体吊装。偌大一个钢屋盖,仅分成了150余个大型吊装单元。从此形成了上海机施“避免小件高空散拼、特大单元综合安装”的鲜明特色。我们利用场外空间,组拼外环空间桁架,利用场内空间组拼中环和内环空间桁架,利用混凝土看台组拼双幅悬挑桁架。在江南重工的全力配合下,场地上布满了组装胎架。张震一总工还把造船用的“斜切胎架”成功应用到建筑钢结构的组拼上来。实践给了我们重要的“启示”:空间可以转换为时间。

为了实现特大构件的场内驳运,我们把平板车的轮子转了90°,“竖车横用”;为了实现特长悬挑桁架的整榀吊装,专门研制了“门式起重机”,创造了“三机空中接力吊装”的新工艺;为了实现高精度快速测量,我们合理设置基准网,以平面代曲面,控制复杂的空间结构定位;为了简化临时支承系统,我们仅用了32根f609钢管支撑;为了加快吊装速度,我们优化了管管相贯的节点构造,适应十余根杆件同时对位,并把焊缝深化设计成临时固定焊缝和永久焊缝两部分,以快速定位松钩;为了简化安全操作设施,充分利用永久检修走道、纵向和环向天沟作为高空水平通道,并研制快速装拆的专用悬挂脚手,用最少量的投入,为工人创造良好作业条件。

膜结构在当时还是一个新名词,在国内又是首次大面积应用,最大膜面单元达26m×370m,根据外商的作业指导书,结合自己的安装特长,在飞索飞杆的安装,超大膜面的铺设等方面提出了我们的改进建议,一一获得外方认可。还设计了电动悬挂吊篮,解决了膜面张拉时悬空操作的难题。在外商现场领装人员的指导下,我们顺利完成了膜结构的安装,成为国内 “第一个吃螃蟹的人”。当时国内还没有索膜结构的施工质量验收标准,而外方带来的膜面应力测试仪,连测试的点位和样本数量也语焉不详。我们询问外方代表在国外的验收方法和规定,其中一位较为壮实的领装人员在张拉好的膜面上连蹦几下,说:“就是这样!”我们不禁哑然失笑。不久前我路过“八万人体育场”只见洁白的膜结构挺拔如故,深信老外此言不虚。

9月28日屋盖钢结构安装如期完成时,业主笑了,重大办赵主任笑了,我们也笑了。

六、“展翅”浦东国际机场

1997年的某天,一场施工方案的竞赛,正在上海机施三楼会议室紧张地进行着。这是公司科技开发中心针对浦东国际机场T1航站楼钢结构安装,专门组织的施工方案优选活动。由公司总部和所属分公司组建了12个竞赛小组,形成7套较为完整的方案,正在逐一陈述。结果竟然是由团委6位小青年组成的小组脱颖而出,夺得了第一名。他们提出的主楼(高架进厅)“屋架节间地面组拼,柱梁屋盖跨端组合,区段整体纵向移位”和长廊“地面组装,四机抬吊,高位负荷,远程吊运”的方案,在当时的建筑结构安装行业,称的上是大胆新奇的创意。

由法国著名建筑师安德鲁设计的浦东机场T1航站楼,恰似一幅海鸥展翅的宏图,弧形的屋盖由斜柱支承,高低起伏,给人以无限遐想。建筑的创意充满浪漫,建筑施工的创意也同样充满诗意。

T1航站楼由主楼、高架进厅和登机长廊组成。弧形屋盖由国内首次应用的张弦梁结构组成,跨度分别为:高架进厅48m,主楼80m+42m,登机长廊52m;高架进厅和主楼纵向长411.6m,登机长廊长1 383.6m;屋盖钢结构均由斜柱、托架、张弦屋架、檩条和拉索等组成;柱距15m/3m,屋架间距9m;整个钢屋盖支承于高差达14m的混凝土框架之上,钢结构总量33 000t,安装面积160 000m2

主楼(高架进厅)“屋架节间地面组拼,柱梁屋盖跨端组合,区段整体纵向移位”的方案,借鉴了大型桥梁工程纵向移位施工的相关工艺,充分利用下部混凝土框架的深梁和剪力墙作为平移滑道的支承,在南北两端组拼张弦屋架节间,与斜柱组成节间,相向累积滑移至中部,可避免因重型起重机作业于混凝土框架上而对其进行大范围的支撑加固,为结构内其他工序的施工创造条件。

长廊“地面组装,四机抬吊,高位负荷,远程吊运”的方案,则充分利用长廊南北的空地,设置屋盖节间的组装场地,沿长廊两侧铺设长达1 500m的塔式起重机双轨,发挥我公司机械设备改造的特长,采用4台改装塔式起重机抬吊整个屋架节间(节间重160t),平均每个屋架节间吊运距离近400m。这样做,大大提高了施工的集约化程度,极大地减少了高空安装的作业量,从而实现施工过程的安全、优质和高效。

为了验证方案的可行性,我们在精确计算的基础上,又做了可移动缩尺模型,模拟施工工况。经过精心准备,我们专程请浦东机场吴祥明总指挥和华东设计院汪大绥总工观看模型,并详细汇报了方案,得到他们的认可。这个连斜柱带屋盖多跨一起滑移的方案,在当时的建筑业界,可说是“石破天惊”的,即使到现在来看,也是颇为震撼的。能够得到机场指挥部和设计院领导的认可,我至今仍对他们“慧眼识珠”的决断感激不已,并抱有深深的敬意。

我们正沉浸在被领导认可的喜悦中,吴祥明总指挥却从整个工程管理合理性的高度,突然提出用300万元购买该方案的技术产权,作为指定方案进行招投标,真使我们猝不及防。当时我和总指挥还不是很熟,只知他是个“一言九鼎”的长者,严厉是出了名的。但是为了企业能够承担该项工程,我只能婉拒:该方案是以上海机施的技术和设备状况量身定做的,并不适用于其他施工单位,至于钢结构安装费用可由指挥部提出限额,协商解决。或许是出于对上海机施的信任,或许是出于对我们方案的青睐,总指挥当即拍板,由王其龙副总指挥与我公司对口协商。我们悬在半空中的心,这才慢慢落下来。我也为自己的扛“鼎”之言暗自庆幸。

我们马不停蹄,立即投入到紧张的施工准备工作中去。为确保斜柱支承的屋架系统在平移过程中的结构稳定,进行详细分析计算,发现主楼相邻两跨屋盖(R2、R3)由斜柱产生的水平力接近相等而方向相反,遂决定两跨并联滑移,以平衡水平力,改善滑道受力;高架进厅(R1)只能单跨滑移,增设了导轮导轨式反向平衡装置;设计了简便可行的交叉拉索和水平系杆组成的柱间纵向稳定系统,克服高重心滑移产生的惯性力和力矩;设计带有减摩板的滑靴滑道构造和研发了计算机全自动同步控制的多缸串联、不间断连续牵引设备;改造原有的12台TQ60/80塔式起重机,将起重量提高5倍(8t改为40t),起重力矩提高2倍(80t·m改为160t·m),成为主楼和登机长廊屋盖节间整体吊运的主力设备;改造德国进口的300t履带式起重机,增加主臂和副臂同时交替作业的工况,满足钢屋盖跨端组装时斜柱和节间抬吊的重型部件吊装,以及屋面檩条等大半径补缺要求;编制从索盘运输、放索、张拉和产品保护等大跨度张弦屋架预应力索施工的整套工艺,确定张弦屋架以跨度控制为主的张拉策略,完成国内第一个大跨度张弦梁工程的施工;发明干拌水泥碎石桩,细直径(f200mm),短桩身(1 000mm),密集梅花桩位(桩距1 000mm),快速处理湿软地表,恢复地基承载力;创新设计混凝土倒T形侧板与道渣组合道床,解决轮压25t/个,接地荷载16t/m2的轨道路基,实现重型塔式起重机往复开行的6 000m长(1 500m×4)轨道路基的免维护;与上海建科院合作,研究登机长廊群索张拉的分析控制技术,创新解决相邻群索相互干扰问题,一次张拉成型,索力达标;特别是充分利用现场场地空间和作业时间,进行合理规划,实现地面组装、跨端组合、区段滑移同步流水作业,极大地提高了施工效率。

登机长廊自1998年1月30日开吊,于当年7月31日完成;主楼及高架进厅于1998年2月28日第一区段平移,至当年6月30日完成。钢结构月最大安装工作量6 670t,创造了行业的新纪录。结构安装费用事先与指挥部协调顺利,一方面工程概算得到了有效控制,另一方面,上海机施也因采用创新工艺和高效组织,取得良好经济效益。真是一个双赢的局面。

若干年以后,巴黎机场发生不测事件。忽一日,建设部主管部门直接打电话给我,询问浦东机场T1航站楼的结构安全问题。我查阅了当时的施工质量资料,均处于优良区间,便回答:“施工质量受控。”事后业主组织的第三方质量复查,也证实了这一结果。

不久,我们把钢结构累积滑移工艺推广应用于重庆江北机场的新航站楼主楼工程,改牵引为顶推,减轻了结构滑移过程中的震动效应;利用当地泥岩的地质条件,简化了滑道的构造。驾轻就熟,一切顺利。当结构滑移只剩下最后1m时,当时的重庆市赵副市长按下了启动按钮,5 000余t庞大的钢结构身躯稳稳当当地到达设计位置,精度达到了3mm。

钢结构累积滑移安装工艺,似烂漫山花,盛开于建筑行业的四面八方。

   七、筑堤“太浦河”

九十年代初,一场连续几天的暴雨袭击了太湖流域。一时间乌云密布,大雨如注,环太湖地区遭受洪水的严重侵扰,情况紧急。作为太湖下游的上海,为了帮助泄洪,闸门大开。太浦河,作为连接太湖与黄浦江的宽达数十米的人工河,一时浊浪汹涌,险情四起。灾情过后,痛定思痛,上海市政府决定加固、加高太浦河沿岸的堤坝,提高抗洪防汛的标准。

一天下午4时许,我接到通知,赶到青浦练塘镇参加紧急会议。市里的防汛工作现场会议决定,由相关委办和郊县以分段包干的形式,抢筑太浦河两岸的堤坝。建工局当仁不让,局领导指定以上海机施为主,各土建公司参加,组建筑堤队伍,赶赴现场。并制定由我作为建工局现场筑堤的负责人,统领指挥。

会后,我与公司土方队的领导俞立人在相关人员的陪同下立即赶赴现场察看。初冬时节,寒风凛冽,太浦河边树木凋零,已处于低潮位的河水静静流淌,浑然不知一场筑堤大战近在眼前。

上海建工局分到的筑堤区域长约300m,位于河的北岸,东邻上海某冶建集团,西接松江县分管的地段。各单位均是摩拳擦掌,跃跃欲试,一场筑堤竞赛悄然兴起。

来到所辖区段,不禁倒吸一口冷气。整个区段的五分之二竟是一个长长的鱼塘,长100余m,宽20余m。只见鱼塘内水波荡漾,全然不知深浅和底部淤积情况。看到相邻区段的河岸整齐划一,均没有如此恶劣的施工条件,我不禁忧心忡忡。最要紧的是机械化土方施工能否展开,心里也没有底。老天爷真是要考验我们了。

决断必须立即作出。第一,立即调运多台潜水泵,接通电源,连夜排水,为塘底清淤做准备;第二,调查现场土源分布情况,特别是鱼塘内必须先修一条载重车可以开行的道路,哪里有质量较好的土方?数量够不够?第三,立即调派公司所有土方挖掘机、推土机、压路机和土方运输卡车,及钢路基箱整装备用。

第二天,测量小分队和施工技术人员赶赴现场。经过仔细调查,发现鱼塘范围以外的老河堤上的堆土含水率较低,可优先作为鱼塘筑路的材料,尽管这意味着挖掉老堤再在这上面筑新堤,土方挖运量要成倍增加,实是无奈之举,但也必须下定决心,确保筑路成功。计算老堤可挖掘的方量,只够需要量的三分之二。这时,我们的目光不约而同地盯上了鱼塘北侧的一条旧围堰,利用它来筑路,只需采用拉铲挖掘机直接甩方,即可达到筑路区域,无需运输土方。经计算,勉强凑够,不足部分再在筑堤北侧50m内的规定取土范围内补足。另外,急调公司200余块塔式起重机用以铺轨的钢路基箱,作为临时路面的结构层。也是老天有眼,这时,鱼塘抽干,渐渐露底。只见塘底平坦,无甚淤积,不需清底。筑堤成功的关键——填塘筑路,“万事齐备,只欠东风”了。

随着机械设备的倾巢出动,陆续到来,一场填塘筑路的前哨战打响了。公司土方队的群英们,无论干部和工人,都憋着一口气,在这次从未明确过的“竞赛”中只能胜利,不能落败,这可关系到上海建工在市建委系统中的脸面。他们大显身手,体现出极高的专业素养,只见马达轰鸣,车来人往,现场一片沸腾。随着时光的流逝,河边的老堤渐渐低了下去,鱼塘里的土路基在延伸、延伸。我们利用深夜时分把源源不断从市区运来的钢路基箱平平整整地铺设在土路基上,一条12m宽的钢铁道路展现在眼前,一切都按计划有条不紊地进行。

然而,东邻的区段在老堤上直接填土筑新堤,只见堤身一天天高起来,而一进入我们的区段,老堤身却在一天天低下去,呈现越来越大的“剪刀差”,我们心理上的压力也越来越大。特别是看到友邻部队全部是崭新铮亮的进口载重车和挖土设备投入现场,我们一点都笑不起来了。

我们别无选择,只有坚持既定方针不动摇,在组织和时间利用上下功夫。我们每天晚上9点召开施工协调会,雷打不动。当鱼塘的道路即将完成时,钢路基箱仍存在较大缺口,我立即连夜向局分管领导要求把全局范围内可以集中的路基箱调到现场来,并在路口设了一个中转站,把各公司支援的路基箱做上记号,以便用后归还;部分堤基侵入河床,土基随筑随垮,被河水冲走。立即搜集圆木,购买编织袋,打排桩,垒泥袋,组成混合堤基;当全线堤基即将完成,进行第二阶段堆筑堤身时,我公司的重型挖掘机施展不开,我又向局里请求支援,把各土建公司的小型挖掘机集中开赴工地。一时间,五、七、八公司的0.4m3挖掘机随同机组人员蜂拥而至。由于准备仓促,部分设备状况很差,为此立即组织抢修分队,几乎是边修边干。更有甚者,八公司一台挖掘机一下平板车就抛锚,直至筑堤完成,才得以修复,汇入返程的洪流中;兄弟公司的生力军的及时加入,使得工地上力量倍增。但也带来了后勤供应上的压力。住房紧张,我们立刻决定把稍好的住房让给新来的人员,自己住差的。吃饭的人骤增,我们立刻扩建食堂,改善伙食。医疗人员派驻现场,随时出诊就医。总之,千方百计把兄弟单位的同志融入我们的筑堤大军中,拧成一股绳。整个上海建工来自各个单位的参战人员,召之即来,来之能战,体现了高度的组织纪律性和主观能动性,指东打西,一呼百应。至今我还记得七公司挖土机司机操纵灵活机巧,被誉为“快枪手”,五公司的司机操作稳健,配合天衣无缝。我公司的现场施工和管理人员更是身先士卒,干部冲在第一线,俞立人同志身为土方队领导,深夜顶班开起了挖掘机,连夜整修道路;施工员罗慎武经此一战,竟成了我的莫逆之交;整个筑堤现场划为3个施工段,首尾呼应,中间突破。一天24小时连轴转,马不停蹄,争分夺秒。会议结束,往往已是深夜。我们每天都赶往现场及时解决问题,并为披星戴月的工人们鼓劲。

既是老天眷顾,20几天滴雨未下。又是功夫不负有心人,300余m的堤身日长夜大,渐见雏形,胜利在望。

决战时刻到了。西侧的松江县分管区段,但见人山人海,肩挑手扛,气势如虹。我们这才知道“人民战争”的厉害。而我们这边机械轰鸣,车流如梭,红旗飘飘,进行最后的冲刺。结果与西邻旗鼓相当,不相上下,几乎同时登顶。这时,我们的东侧地段却“这里的黎明静悄悄”。我们带着满身的尘土,向东赶去一看究竟。但见一辆辆载重车从远方驶来,装载的是满满的钢渣。原来因为前期施工规划有误,未作正确的土方平衡,取土竟由近及远,仅留了一条窄窄的路口,在重型载重车的反复碾压下,终至崩溃而断路,导致全线停工了。真是空有强大的机械装备,而徒唤奈何。那一车车钢渣正是用来修复道路,恢复施工的。事实告诉我们,正确的事先策划是多么重要!

在工程接近尾声的时候,黑云低垂,细雨靡靡。前方忽报挖到了一条粗细盈握,长逾两尺的野生黄鳝。只见它正惶惶然不可终日。我第一个想到的是给病号改善伙食,但了解下来当日并没有病号。不知是我们“不患寡而患不均”的思想作祟,还是“工程告竣,春风得意”所致,忽生恻隐之心,竟将偌大一条黄鳝放归太浦河。若黄鳝有知,也定会感谢“菩萨心肠”的上海建工人。太浦河之行可谓“功德圆满”。

是日深夜,一场大雾笼罩大地,能见度几乎为零,车辆绝迹,这依然挡不住我们的回家心切。我们摸索前行,迎接新的挑战。

八、“鱼跃龙门”建会展

 

2000年春夏之交,我应邀参加了广州国际会展中心的设计审查会。广州国际会展中心位于广州市琶洲岛北侧,毗邻珠江,依水而建,建成后将成为享有盛名的广交会的主展场。其建筑设计方案是由日本的日建设计株式会社经国际招标中标的。整个主展厅端立面恰似跃跃欲试的硕大鲤鱼,分头部(卡车通道)、身躯(展览大厅)和鱼尾(珠江散步道)3部分;东入口形如一条巨龙蓄势待发。整个建筑设计寓意“鱼跃龙门”,颇合建设方的心意,或许是日建中标的理由之一。

本工程各功能区域的结构类型各不相同,有张弦桁架、空间弧形桁架、抛物面单层网壳和重型框架等等。特别是展览大厅的126.6m的张弦桁架,为当时国内同类结构之最。

记得日建设计提供的张弦桁架施工方案,是在12m标高的混凝土楼层上分区搭设满堂支架,履带式起重机开行于楼层上,分段吊装桁架上弦,在支架上展开下弦拉索,安装、张拉及落架。当时我凭直感,觉得该方案虽然可行,但应有更好的施工选择。本次设计审查会,以及浦东机场T1航站楼张弦结构施工的经历,使我在介入而后的竞标过程中获得了“先机之利”。

会后,建设方安排与会专家参观广州市容,只见当时的高架道路正在建设中,整个城市看上去像个热火朝天的大工地。带领参观的是当时广州市重大办的副主任蒙琦。军人出身的他,浑身上下洋溢着干练通达的英武之气,给我留下深刻的印象。在以后工程上的愉快合作,使我们成为了益友。

在竞标阶段,我们和广建集团、东南网架及江南重工等单位组成联合体应标,发挥各自特长,体现强强优势,最终夺标。上海机施负责钢结构安装。根据“因地制宜”的基本原则,针对本工程不同区域的结构类型,制定了相对应的技术路线。

东入口由波浪起伏的空间桁架和弧形钢箱斜柱组合而成,非梁非拱,结构特殊;单体重量可观,光斜柱就重达1 600t。由于东入口两侧均可开行起重机,故采用“钢柱、桁架地面单元组拼,独立支架分段承重,大型吊机跨外吊装,柱脚钢索及时张拉,焊接完成分级卸撑”的施工方案。

“鱼头”部分(卡车通道)为由竖向抛物线形主梁构成的变截面单层网壳,主梁最大弧长逾60m,侧向宽度仅400mm,平面外刚度较差。我们即利用其南侧30m宽的施工通道和场地,采用“履带式起重机跨外开行,钢管柱临时支承,弧形梁分段吊装,分区段结构转换”的技术路线进行安装。

“鱼尾”部分(珠江散步道)为由斜柱支承的弧形三角管桁架构成的钢结构屋盖,斜柱支承于8m和16m标高的混凝土楼层上,其南侧为主展厅,北侧为混凝土步道,跨外均无施工条件。故我们利用跨内16m标高楼层下的混凝土柱承重,铺设轨道钢梁,布置2台600t·m自行式塔式起重机,由中间向背而行,进行节间综合安装。楼层混凝土柱横向轴距13.9m,纵向柱距7.5m;我们将塔式起重机进行改造,增设钢转换梁,由8m轨距改为13.9m,与混凝土柱的横向间距一致,以利吊车荷载的传递;并巧妙利用最后一间屋面长15m的H型钢檩条,5根一组,用螺栓和槽钢组成轨道梁,满足重型塔式起重机的全线作业。吊装结束,上述檩条组成的轨道梁解体后“完璧归赵”,仍安装于屋面上。

“鱼身”部分(主展厅)为126.6m的张弦桁架结构,间距15m,45m为一个单元区段,共5个区段,中间设4道变形缝。126.6m的张弦桁架,不仅为当时国内同类结构中的最大跨度,而且桁架端部首次采用大型铸钢节点,重6.5t。这在现在看来毫不起眼,但在当时也是首屈一指的。因此,对施工提出了较大的挑战。

我们寻求江苏永益铸管厂合作,用2台5t的小熔炉合铸大铸件,完善了生产工艺,并制定了包括本体无损探伤、表面裂缝处理、铸造缺陷修复和试件随炉热处理等一整套的质量验收细则,填补了当时的技术空白。由于缺乏经验,在摸索过程中延误了些许时日,蒙琦主任亲往工厂检查,其态度之严谨,处事效率之高,令人刮目相看。我也为自己的工作不够专业而汗颜。

我们借鉴了上海浦东机场T1航站楼张弦梁的施工经验,对主展厅的大跨度钢结构屋盖采用了“张弦桁架地面组拼,空间节间跨端组装,区段累积整体滑移,千斤顶集群同步置换”的施工方案。单榀张弦桁架在地面胎架上组装张拉完成后,重达150t;由4台160t·m改装塔式起重机抬吊至与混凝土结构顶面齐平的滑道支架上;由300t履带式起重机安装屋面节间纵向端桁架、檩条和支撑,组成节间,并在逐间平移的过程中,形成单元区段;采用计算机控制的液压同步牵引系统,将组装好的钢结构进行累积平移和区段整体平移,区段长90m,宽130m,重1 300t,最远平移距离270m。该方案避免了在混凝土楼层上搭设大量支架,变高空作业为地面作业,也使下部混凝土楼层不必因过量的施工荷载而加固。我们的技术路线优于外方设计提供的方案,这一点是毫无疑问的。

在具体组织实施过程中,技术上又作了系列优化。在华南理工设计研究院和杨叔庸院长的全力配合下,为在滑移荷载作用下的混凝土结构受力进行详细复核,并进行了必要的调整和加强;在广州大学抗震所和徐忠根博士的支持下,简化张弦索的张拉工序,探索索力测试的新方法,很有成效;我们还利用跨端纵向桁架确保单榀张弦桁架滑移时的面外稳定,及在桁架下增设滑移支座分散滑移时的集中荷载;利用东入口尚未安装的箱型巨柱作为滑移支架上的轨道横梁,有效节约了施工措施费用;研制80t滚柱式载重滑移装置,使得结构在滑移过程中由原来的滑动摩擦变为滚动摩擦,大大减小了滑移时的牵引力;特别是在业主和项目负责人蒙琦主任的支持和果断决策下,根据我们的建议,把原来不属于施工范围的场地及时调整给我们,使得张弦桁架的拼装场地成倍增加,为加快施工进度奠定了基础。

记得2001年的平安夜,广州的市民们或许还沉浸在圣诞节的喜悦中,我们和广州大学抗震所的徐忠根博士却忙碌在第一榀张弦桁架的预应力张拉试验中。是日夜里,一轮圆月当空,月光如泻,周围一片寂静。我们在离张拉试验现场不远处,放了几张桌子,几条板凳,就算是试验的指挥室,紧张而又兴奋地注目着有条不紊的试验现场,静候着佳音。当张拉试验的数据陆续传来,果然不出所料时,大家笑得如此欢畅。钢结构正式开吊前的最后一个障碍克服了,我们为圣诞老人的慷慨大方而群起鼓掌。

2001年12月28日钢结构开吊的那天,广州市林市长等多位领导出席了开吊仪式。现场红旗招展,洋溢着节日的气氛。当我代表施工单位向领导报告一切准备就绪时,一声令下,126.6m的张弦桁架在4台塔式起重机的抬吊下,缓缓起身,稳稳地就位于几十米的高空支架上,顿时鞭炮齐鸣,宣告了广州市的又一项重大工程进入了攻坚阶段。


仅仅过了不到5个月,于2002年的5月18日,我们就完成了17 000t的钢结构安装 ,标志着建筑面积达3 661 780m2的广州国际会展中心结构封顶。这是建设方和设计、施工、监理等单位团结协作的成果,也是我们向广州市人民交出的第一份答卷。


   九、“能不封路建设高架吗?”

“能不封路建设高架吗?”据说这是时任上海市长的韩正对上海建设系统的考问。

21世纪初的上海,还是一个大工地。刚建成的中环高架工地上,正忙着拆卸数以万吨计的钢管承重支架。外国友人造访上海,不禁为林立的钢管脚手架所震撼,也深深感佩上海人为了建设家园,面对施工干扰,出行艰难所表现出的忍受力。韩正市长正是在这种情况下,向建设者们发问。

首当其冲的是即将开建的沪闵高架。沪闵高架是上海市区与西南面的闵行区及郊区各县连接的重要通道。原有的老沪闵路,是当时唯一的咽喉要道,还是大跃进时代建设闵行时构筑的,虽几经拓修,仍远不能满足日益增长的交通需要。

上海机施承担的是由城建设计院设计的沪闵高架2.2标段,包括与红梅路相交的钢箱连续梁主桥和SW匝道钢箱梁的安装。主桥基本跨度为22m/44m4跨一联,共23跨;桥面最高达27.872m,宽由32m至46m不等;高架桥的中心线投影为直线,竖向线形由直线、圆弧线和缓和曲线组成。SW匝道为宽8m的钢箱结构,其中心线投影由直线和圆弧构成。

新建的高架与老沪闵路重合,而地面道路的车流如过江之鲫,停车3分钟,堵车5公里。如此的拥挤不堪,为不封路施工提出了现实和迫切的要求。整个沪闵高架沿线为了实现这一要求,部分采用架桥机混凝土节段梁拼装工艺;2.2标段因有多处匝道,桥面宽窄不一,又要跨越虹梅路立交,设计为钢箱结构,投标时采用钢箱连续梁整联滑移工艺。

中标后再次踏勘现场,发现上有22万伏220kV??高压线,下有地下过街通道;东侧邻接已运行的地铁车站、地铁折返线、长途汽车站及火车站出入口,西侧紧临锦江乐园围墙。沿线每日人流不绝,熙熙攘攘,宛若一个大集市。施工环境恶劣超乎想象,只能根据不同路况和环境条件,因地制宜采用相应施工工艺了。

在重新制定施工工艺的过程中,初步形成了主桥“首跨拼装,桥面组装,单跨滑移,液压下降”的技术路线,分南北两条作业线,相向而行,中间合拢;匝道则分别采用“弧形段节段整运,双机抬吊”和“直线段高位胎架组装,整联累积滑移”的工艺,从而保证老沪闵路车流畅通,人群出行影响最小,周边设施运营照常。在城建设计院的大力支持下,我们首创了钢箱桥梁结构单跨桥面长距离滑移(最远400m)和狭小空间累积滑移的新工艺。在整跨桥面的液压同步下降的攻关过程中,得到了中国建筑科学研究院结构所和赵基达所长的鼎力支持。为了实现上述技术路线,我们几乎绞尽脑汁,利用不断创新屡克难关,化险为夷。

在主桥施工中,我们利用南、北端首跨桥面位于较宽的地面空间,以及夜间车辆稀少的时段,分别采用300t履带式起重机和门式起重机分单元吊装,形成首跨桥面结构,以其作为高空拼装作业的位置,不仅最大限度减少了施工对地面交通的影响,而且对已建桥面可形成有效隔离,确保了车辆和行人的安全;将跨端横梁一侧作为分段位置,共分为20个滑移单元。以虹梅路为界,南面12个单元,北面8个单元,由近及远,相向滑移,依次安装;以计算机辅助建模计算,确定各滑移单元的支点位置、反力,以及下部桥面结构的受力和变形;采用有限元分析,以简单的构造措施,解决钢箱桥面在集中移动荷载(120t)作用下的局部稳定(钢箱桥面的钢板厚度仅14mm);研制液压悬挂滑移支腿,解决每个单元8个支腿在纵坡变化及下部桥面变形的条件下始终保持荷载均衡,且单个支腿不超过120t;滑移轨道单侧采用槽形构造,另一侧采用平板,避免滑移过程中出现卡轨现象;设计研制了跨度分别为44m和22m的双幅式自行滑移桁架,滑移桁架搁置于柱墩两侧预留的钢牛腿上,在卷扬机的牵引下自行转跨,避免了转跨过程中对地面交通的干扰;以计算机控制液压牵引系统两点同步牵引,作为单元滑移的动力;临时固结桥梁支座,增加下部桥面的稳定;设计了整跨桥面(最重达700余t)四点同步顶升和下降的液压装置,将滑移单元从桥面降至安装位置,下降距离逾3m;采用三维可调液压装置,进行整跨桥面的微量调整和精确定位;另外,设计了整跨分条横向滑移工艺,解决位于虹梅路立交上方的合龙段的安装。

SW匝道施工中,投影线为圆弧段的匝道在新建主桥和虹梅路立交中间穿越,安装条件尚可。采用平板车将吊装分段沿虹梅路立交运至吊装位置,300t和150t履带式起重机分列立交桥两侧,双机抬吊就位;投影线为直线段的匝道上有220kV高压线,下有人行地下通道,左侧紧靠地铁折返线,间距仅1m,右侧贴着已建主桥,几无立锥之地。我们曾邀请桥梁施工专业单位的资深专家亲临现场指导,也因环境条件过于苛刻,终至无功而返。经反复研究,最终选择了“因地制宜设置地面和高空胎架,分段累积滑移的工艺”,既避免了高压线的影响,又保证了虹梅路立交和地下人行通道的正常使用,对地铁折返线也“秋毫无损”,真可谓“螺蛳壳内做道场”。为了适应累积滑移的要求,在钢箱桥面下部增设2道倒T形轨道和墩顶滑移支座,把原来的纵坡曲线拟合成R=1 400m的圆弧,解决了结构滑移时的运动轨迹、支承方式和纵向线形的控制;集中设置液压千斤顶组,利用高空胎架和墩柱组合提供牵引反力;设计墩顶水平液压可调装置,平衡结构滑移过程中对独立墩柱的水平推力,精确控制墩柱的垂直度。

整个桥梁施工自2003年3月进场,至2004年11月完工,时间经年。尽管我们身心俱疲,但看到施工过程中地面交通井然有序,车辆各行其道,人流熙来攘往,互不相扰,感到这些付出是完全值得的。不封路,建高架,成为了我们的骄傲。


十、天安门广场展新姿

在天安门广场建国家大剧院,是周总理等老一辈党和国家领导人十分关注的重大项目,规划、建设过程几经曲折,直到改革开放的本世纪初,才真正提上议事日程。通过国际和国内建筑方案的征集和评选,最终法国著名建筑师安德鲁巨形椭球状造型的建筑方案获选。

安德鲁建筑师同时也是上海浦东国际机场T1航站楼的建筑设计者。由于他的推荐,上海建工集团,才有幸与北京城建集团和香港建设有限公司合作,通过竞标承揽了该项举国瞩目的伟大工程。上海建工集团所属的机施公司负责巨型钢结构球壳的深化设计、制作管理和结构安装。

国家大剧院的钢结构球壳,经过精细的数学处理后,成为一个与众不同的半椭球体,罩在下部的混凝土结构上;它的长轴为212.2m,短轴为143.6m,高46.2m;由中心环状顶盖结构、148榀弧形梁架、环杆和支撑组成,通过1道混凝土环梁及148个支座支承于下部结构上,钢结构总量7 000t;由于中间不设任何支承柱,它仍是目前国内最大跨度的网壳结构。从壳体内部看去,外露的弧形梁架和环杆,纤细而又精致,给人以不同凡响之感。

由于法国设计方采用的欧洲设计标准,与国内标准不尽相符,特别是壳体稳定性指标莫衷一是。我们请当时的同济大学副校长沈祖炎教授的团队进行了详细分析计算,做出了权威结论。当我们在壳体建成后检测得到的结构变形数据与同济大学的计算结果几乎完全一致时,由衷敬佩沈校长和同济团队的辛勤工作和精湛水准。

钢壳体内部布满高低错落的混凝土结构,重型起重机难以开行,给钢结构施工带来极大挑战。浪漫的建筑大师安德鲁挥舞双手给我们表述他的安装构思:“把近百米长的梁架在北京西侧的石景山制作后,通过长安街直运现场,组成球壳后扣在混凝土结构上。”他边说边做了一个单手扣篮的动作,双肩一耸,大事告成。好一个“天马行空”的构想,充分展现了大师身上洋溢的艺术家气质。但具体施工方案的确定,我们还得从“空”中回到地面,脚踏实地地进行。

我们根据现场的实际条件经过反复研究后,把原来利用北侧空地组装壳体后平移就位的方案,改为“构件划分单元,多道支撑辅助,跨外多台吊机,对称综合安装”的技术路线。即构件根据制作和运输条件先划分成制作单元,利用北面场地扩大拼装成吊装单元;利用三道空间网格支撑进行承载和定位;南面设1台自立式塔式起重机,东西两侧各设1台行走式塔式起重机,北面设置1台600t履带式起重机,覆盖整个安装区域;先安装中心环状顶盖,分4个区对称安装弧形梁架、环梁和支撑。

首当其冲的是钢结构深化设计工作,把法方的设计图转换为施工详图,并需融合众多的施工要求,在当时条件下是极具挑战的。我们寻求冶金部建筑研究总院上海分院的杨蔚彪院长的支持,他委派了具有丰富经验又极负责任的江声述高工承担此项重任,解决了三维建模和构件设计的种种难题。特别是为了配合施工上要求的反向预变形,在反复验算的基础上,优化了原来法方的方案,改三维反变形为单向起拱,仅梁架末端在制作时作单向调整,既满足设计要求的安装误差控制,又大大简化了施工过程。

上海机施又和冶研院上海分院合作,对法方结构图中的节点形式做了优化,在满足建筑师美观要求的同时,改环杆高强螺栓铸钢节点和法兰节点为焊接铸钢节点和套筒式可伸缩节点,此类节点数以千计,节点虽小,影响面极大。优化后不仅适应了安装时的容差要求,简化施工工序,加快安装速度,还显著降低了造价。

钢壳体高精度安装的前提是高精度测量,由于壳体内部高低错落,视线遮挡,难以布置测量的基准网。法方提出的方案是:在壳体四周设置8个测量基站,在壳体外表面布置1 350个专用测量棱镜,内表面粘贴万余个测量反光标志,由测量基站上的高精度全站仪进行不间断实时监测,通过与中央计算机联网,将实测数据与理论模型对照,从而控制壳体安装全过程。上述方案近乎完美,在今天看来仍不乏技术魅力。然而,且不说设备费用的投入可观,仅以设置8个能满足通视要求的测量基站来说,有三个基站需设置在东面的人民大会堂屋顶上,西面基站则与老红军和老干部的住宅相扰,北侧更是直接对着中南海的新华门,那里连行人都难以驻足,何谈施工测量。我们曾去人民大会堂有关部门征询配合施工的可能性,结果可想而知。正当我们为测量方案的确定颇费周折的时候,我公司的测量老师傅严玉龙和年轻的测量工程师们,提出了俗称“切西瓜”的测量方法,将椭球壳体分解为基础混凝土环梁和中心环状顶盖的2个水平基准面,以及沿148个弧形梁架的竖向基准面,构成测量基准网的合理化建议。即用水平面控制顶盖和梁架两端的高程;将竖向基准面投影至混凝土结构的顶面,控制构件的径向和环向位置;采用传统的经纬仪和水准仪就能快速定出每一构件单元的精确位置。技术路线的简明可靠,连老外也被折服,使得工程的测量难关得以顺利攻克,真可谓“山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村”。

2003年初的北京,正是“SARS病毒”肆虐的时候,全城警戒,交通阻隔。我公司的测量人员却正抓紧在混凝土结构结顶,工地上万籁俱寂的有利时机“大展拳脚”,用近两个月的时间完成了基准网的测设和校核,为国家大剧院的建成奠定了基础。当我驱车千里,赶往北京工地,只见个个工人和管理人员精神抖擞,把与家人长时间隔绝的无奈藏入心底,听到的是完成任务的欢声笑语,闻到的是电饭煲内“羊蝎子”火锅的诱人香味。

我们还在中国建筑科学研究院结构所和北京建筑设计研究院的支持下,利用球节点网架设计和构建了体系庞大的临时支撑系统,既解决了支撑体系的强度、刚度、稳定性和温度敏感性,又将混凝土结构顶面的集中荷载有效扩散,避免结构加固,还解决了支撑系统拆除时起重机械无法使用的难题。为了达到网架结构材料的重复利用,我们原准备拆下整修后,运回上海基地盖厂房,不料业主“捷足先登”,已将打包好的二手网架构件转卖给了相关单位。我们终于创造了整个支撑系统无材料成本的新纪录,早在十几年前就已绽放出了“绿色施工”的萌芽。

我们将600t履带式起重机加装电动配重平台,把进口设备的性能发挥得淋漓尽致;利用悬挂脚手加固宽仅60mm,长近百米的弧形梁架,解决单元吊装时的侧向稳定;创新设置4条临时变形缝,有效消减了温度荷载对大型壳体结构安装精度的影响;我们还采用“先内后外,多次循环,微量下降”的方法,实现了大体量空间结构在集群支承条件下的结构转换,避免了下部混凝土结构的超载风险。

“好事多磨。”由于种种原因,国家大剧院的建设,历经几个寒暑,但壳体钢结构的安装完全按预定的节奏,如期完成,获得了业主的好评。在工程落成典礼的那个夜晚,彩灯璀璨,莺歌燕舞。我和法国建筑师按德鲁相会在富丽堂皇的大厅里。一张照片,把我们脸上的笑容永远定格在那一瞬间。

十一、风驰电掣建磁浮


童稚岁月时儿童时代和《小朋友》杂志上科学幻想的子弹头列车风驰电掣的模样,在我的脑海中尚依稀可见。想不到刚跨入21世纪,它就与我们迎面相逢。

2000年的一天,我匆匆赶往位于上海闹市中心的久事大厦,拜访刚刚从浦东机场指挥部调任上海磁悬浮工程的吴祥明总指挥,向他汇报磁悬浮长50m、重400t的双跨连续主梁的场内驳运装备的研制设想,希望获得他的支持。

久事大厦内一片繁忙,刚组建的指挥部正在腾房挪地安排办公室。吴总指挥的办公桌上横七竖八地堆满了一摞摞资料,来不及安放。见到我这个浦东机场建设的“老部下”风尘仆仆地赶来,总指挥起身相迎,明亮的双眸透露出满满的自信,浑身上下勃发着临战前的激奋之情。两年后的他,因在整个建设过程中运筹帷幄,砥柱中流,成为了在磁悬浮发源地德国家喻户晓的风云人物,成为了当之无愧的中国“磁悬浮之父”。因为连办公室的椅子也被文件资料占满,总指挥就和我站着交谈起来。听完我的简单设想,也许是因为我的想法尚有可取之处,而工程的准备已刻不容缓,总指挥立即表态,同意上海机施先行试验研究,指挥部拿出60万科研经费予以支持。这或许是上海磁悬浮工程第一个启动的科技攻关项目吧。我和上海机施就这样“闯入”了磁悬浮建设攻关的第一线,开始了魂牵梦绕的900天。

上海市磁悬浮快速列车工程,东起浦东国际机场,西至地铁2号线,全长33km,设计时速430km/h,系世界上第一条磁浮商业运行线。上海机施遵循建工集团“科技领先、严格苛求、艰苦拼搏、团结协作、顾全大局”的要求,承担约23km、1712根轨道梁工厂制作过程中的驳运,以及沿线轨道梁的运输、安装和精调工作。

上海机施从第一时间就参加了磁悬浮轨道梁生产基地的设备选型和基地规划。记得有一天,负责整个基地规划的集团构件公司总工到我公司征询对基地规划草案的意见。德国方面提供的资料显示,整个生产流水线呈U字形布置。凭着职业敏感,上海机施意识到大型构件在生产过程中的搬运约占整个作业时间70%,搬运路线越简短越好。因此建议改为“一”字形布置,即原材料自东面进厂,成品梁从西面出厂外运,减少不必要的往返运输和大型构件的调头,使得生产流程简明快捷,堆场空间利用合理;同时又提出后道工序的加工能力略大于前道工序的设备配置原则,确保轨道梁生产过程流畅,避免发生中间梗阻。上述建议被采纳后,上海机施参加规划了整个厂区的中转堆场和道路布置。实践证明,我们的上述思考对轨道梁生产效率和整个工程的按期完成,起到举足轻重的作用。

工欲善其事,必先利其器。”工程指挥部把整个制梁厂轨道梁的所有搬运、起重设备规划、布置、设计、研制和采购的重任也交给了上海机施。对于几个月以前才听到“磁悬浮”这个神奇名字的我们,这既是信任,更是压力。面对这样的重任,我们只能慎之又慎,倾尽全力。巨型轨道梁在厂内的搬运,是困扰我们的首个难题。德方设计的预制混凝土预应力轨道梁,为两跨连续梁,长50m,总重400t,搬运过程中必须严格控制变形,以免损坏。如此庞然大物,在加工制作过程中要几移其身,而且数量多逾千根。尽管上海机施当时正在研制的液压调平搬运机理论上可行,但操作效率较低,难以满足工程进展需要。正在“山重水复”之时,吴祥明总指挥给我们引见了一家意大利专门生产大型特种运输机械的厂商,一经接触,便被他们提供的方案所吸引。他们利用桁架式的大梁,加上3组固定的滑轮组,通过穿走绳数的不同,巧妙地平衡了双跨连续梁吊点的不同反力,既避免桁架大梁挠度的影响,又可精确控制混凝土梁的变形,而且整个系统简明可靠,不易发生故障。再加上电脑控制的液压轮式驱动装置,可360°灵活转动,操作简便,运动高效。对于我们来说,真有点“柳暗花明”的味道。从中我确实学到了终身难忘的东西,第一是“天外有天”,绝不能“夜郎自大”;第二是复杂问题用简单方法来解决,才是最高明的。

购买2台大型移梁机的合同草拟完成后,根据指挥部的要求,我和公司的机械工程师以及指挥部设备部的相关人员,立即赶赴意大利考察厂商的履约能力。虽然总共才3天时间,是我出国考察时间最为短促的一次,但印象却颇为深刻。意大利厂商总部的规模实际上并不大,仅有1个设计部门和1个总装车间,百十来号人,但营销遍及全球。很多部件和总成均采购自欧盟和其他国家。由于标准化程度很高,零部件的选用得心应手,加上订货渠道畅通,故设计草图已成雏形,效率之高,使得我们一行人感佩不已。

技术洽谈、合同签约、付款、设备到港、商检、现场组装,一气呵成。当上海机施的技术人员和工人们在意大利技术人员的指导下,把偌大的移梁机组装成型,正进行调试时,发现电脑程序有问题。意大利技师立即与总部联系,利用电话线把修改好的程序传至现场,立即解决了问题。这在当时,对于网络还不知为何物的我们,不由得啧啧称奇。

与此同时,上海机施对制梁基地所有的起重搬运设备,进行了选型、规划和研制,共设计研制了专用门式起重机12台,运梁台车3套,专用重型起重吊具多套。

当2年后,工程如期进展、接近尾声的时候,工程指挥部的领导谈起轨道梁制作如此顺畅,我们脑海中才又呈现出工程初期的日日夜夜,虽然有些淡忘,但绝没有遗忘。实践证明,所有由上海机施研制和采购的大型设备完全符合磁悬浮轨道梁的技术要求和生产节拍,数量配置上也极为合理,没有任何浪费和闲置。这不仅反映了上海机施技术人员良好的技术素养,也凝聚着他们自始至终的敬业精神。我们没有辜负指挥部的“厚爱”。

然而,战斗才刚刚开始。面对磁悬浮轨道梁设计、制作、运输、安装和精调,每一个环节都几乎是技术上的空白。上海机施凭着对事业的执着,进行了全方位的艰辛探索。

在磁悬浮轨道梁设计优化建议及相关构造设计方面,上海机施对磁悬浮轨道梁与安装有关的构造设进行设计,如吊点埋件、支座与盖梁连接、盖梁预埋钢板、定位基准等提出了有价值的建议,有的还负责设计和加工。磁悬浮轨道梁为了适应列车的高速曲线行驶,设有较大的横坡。为了吊装和就位时保持轨道梁横向支墩座的水平,设计了液压可调的特种吊具,并采用螺杆与吊点埋件连接的可拆卸方式,避免轨道梁安装完成后割除固定吊环、损坏涂装等不利情况;吊点埋件设在梁的上平面两端,由定位钢板、内螺纹钢套和锚固钢筋组成,与轨道梁密集的预应力锚具预作协调处理,并制成组件后提供给轨道梁的生产厂;德方设计的轨道梁支座,通过锚筋直埋于盖梁的预留孔中,不仅操作过程复杂,精度难以保证,而且无法更换,施工风险极大。上海机施及时向指挥部领导提出,将其改为与盖梁预埋板件焊接连接,大大降低了土建施工和轨道梁安装的难度,而后又对盖梁上的支座预埋钢板的高精度埋设,提出了测量、校正的合理化建议;轨道梁的定位要求非常高,梁上的定位基准如何设置、何时设置等问题长时间困扰着参战的各单位。上海机施提出 “以成品梁出厂前的划线标记作为安装时的初定位基准,以数控机加工定位孔作为轨道梁精确调整的基准”的建议,既便于操作,又保证了各种轨道梁的精度控制,此方法遂成为整个工程统一沿用的重要技术标准。关于磁悬浮轨道梁究竟采用德方提出的两跨连续梁,还是改为单跨简支梁这一事关全局的技术问题,上海机施经反复分析思考,向指挥部多次陈述了利弊,力主改连续梁为简支梁,终为指挥部所采纳,并对“先简支、后连续”的研究进行了积极配合。这无疑是磁悬浮运营示范线工程最重大的技术决策之一。

在磁悬浮轨道梁场外运输技术方面,上海机施承担了1712根轨道梁的场外运输,途经多座桥梁道路车辆川流不息。磁悬浮轨道梁基本长度以25m居多,重约200t。经过多方案比较,采用液压悬挂分体式平板车为主要运输机械,专车引导,大型桥梁限流,小型桥梁加固,道路适时封交等技术管理措施,满足了特重结构件的大批量长距离场外运输要求。

在复杂条件下的磁悬浮架梁技术方面,上海机施作为主要参建单位之一,承担了2,3,5,64个标段和维修基地,即主、辅线路2/3长度的轨道梁吊装和精调施工任务。施工现场环境极其复杂,有穿越河道的,有紧邻高架桥的,有靠近大型水池的,有进入车站站房的,有多道分岔的,有跨越构筑物的,有横穿高压线的等等,不一而足。针对各种施工环境条件,上海机施因地制宜,施展十八般武艺,分别综合应用了大型履带式起重机或龙门起重机双机抬吊安装,高空纵移安装、高空横移安装,地面轨道滑移,以及实验用50m双跨连续梁运输安装等创造性的施工工艺;研制了滚柱式载重小车,聚四氟乙烯减摩滑移台车,液压升降转换装置,自平衡连续梁吊装专用铁扁担等,以最高一天吊梁20根的速度,确保了工程的总体进度。此外,在苏州大方特种车辆有限公司李荣生董事长的大力支持下,还构思了创新的“运架梁一体机”,并做了初步尝试。

在磁悬浮轨道梁高精度测量方面,磁悬浮列车赖以高速或超高速行驶的最基本的要素,就是轨道的安装精度。长达33.7km的磁悬浮示范线,其安装精度以毫米计,真是匪夷所思。要确保轨道的安装精度,高精度测量是首要的一环。上海机施利用计算机辅助,自编简易解析程序,对所有轨道梁的姿态进行数值分析;选用高精度全站仪,研制适应任意轨道梁姿态的导线支架,制定了“沿线设基准,架梁初定位,梁面布导线,梁侧置棱镜,全站仪精测,四点定一梁”的工艺,在勘测和监理单位的配合下,按时完成了所有轨道梁的精确测量,攻克了磁悬浮轨道施工的关键难题。上海机施设计的三维坐标测量棱镜支架不仅满足自己的施工需要,而且支援了兄弟施工单位。

在磁悬浮轨道梁的校正和固定方面,磁悬浮轨道梁的精确定位,光有测量技术是不够的,还得由精确的校正定位技术配套实施。根据测量数据,为了把重达200t,标高各异,纵坡和横坡不一的轨道梁,精确调整到需要的位置,上海机施自行研制了液压三维精调装置,微调精度可比发丝;将轨道梁调整到位后,还将进行支座转换和焊接固定。转换和固定过程中需保持轨道梁的精确位置不能变动。整个操作过程精细如绣花,稍有不慎,即前功尽弃。上海机施制定了支座调整、焊接固定等一系列工艺规定,并严格执行,1712根轨道梁均调整合格,顺利通过验收。

2001年3月1日,磁悬浮工程正式开工,至2002年9月25日,磁浮轨道梁精调工作顺利结束,这场时间跨度长达一年半的特殊“考试”,检验了上海机施工程技术人员在现代化施工挑战面前卓越的应变能力,扩充和提升了上海机施的核心技术。为了在技术上保证磁悬浮快速列车轨道梁的运输,吊装,测量,精校等施工任务,上海机施设立了多项科研课题,包括“磁悬浮400t、50m两跨连续轨道梁运梁台车的研制”,“磁悬浮列车轨道梁厂内吊运工艺及设备研究”,“磁悬浮列车轨道梁精确测量和定位研究与应用”,“磁悬浮列车主线轨道梁安装工艺和设备研究与应用”等。课题的研究开发与应用实施为上海机施在磁悬浮快速列车轨道梁施工领域成套技术的形成奠定了基础。

磁悬浮技术应用到轨道交通除了高速列车技术外,低速磁浮列车,作为新型轨道交通工具,已在日本爱知世博会崭露头角,具有强大的生命力和良好的市场前景。上海机施在成功完成世界上第一条营运性磁悬浮线路轨道施工的基础上,进一步投身于研究开发低速磁悬浮轨道施工的新技术以及高速磁悬浮新梁结构形式的预研究及配套安装方案,抢占技术先机,巩固企业在磁悬浮轨道施工领域的领先地位。

2002年12月28日,朱镕基总理陪同德国外宾乘上刚建成的磁悬浮列车,在蜿蜒起伏的轨道梁上高速运行时,不仅见证了磁悬浮工程的成功,也见证了包括上海机施在内的上海人民的聪明才智和一往无前的精神风貌。

十二、让钢结构屋盖转起来



“失标了!”上海机施配合土建总承包单位投标上海旗忠森林网球中心结构施工,没有中标。我们深为失去这一个特殊钢结构安装的机会而懊恼不已。

上海旗忠森林网球中心建筑结构的概念设计,是日本空间结构专家渡边邦夫的神来之笔。其下部看台为预制装配的预应力混凝土圆台,屋盖部分则是由钢环梁和8个状若花瓣的旋转单元及机械控制系统组成。钢环梁外径144m、内径96m、高7m,呈倒梯形截面的空间管桁架结构;8“花瓣”亦为钢管空间桁架结构。其单个“花瓣”的投影面积就相当于4个篮球场,重达180t。渡边先生将整个钢屋盖设计成可开合的结构,一如老式光学照相机镜头的快门,8“花瓣”通过各自的回转轴和独立的机械驱动设备,在计算机的控制下作同步旋转,实现屋盖的开合。屋盖合起来似“含苞待放”,打开后则“花枝招展”,真是一个美轮美奂的创意。

对于这样一个颠覆了传统、国际上绝无仅有的创意工程,一个集合结构和机械为一体、旋转开合的崭新项目,与我们失之交臂,其极度失望是可想而知的。

大约半年以后的一天,我接到上海建筑设计研究院林颖儒总工的电话,叫上海机施做好介入开合钢结构屋盖施工的准备。这一突如其来的消息,使我紧握电话的手微微颤抖,喜出望外,“天上果真掉馅饼了吗?”

事后我们才知道“峰回路转”的大致经过。原来,自选定上述方案后,业主征询建筑师的意见,如何来实现这样一个特殊的开合结构。渡边先生一口回答,只要找日本三菱重工就能解决问题。三菱重工的相关人员拿出了场内满堂支架,“花瓣”高空散件拼装的方案。方案虽然可行,但并没有显出特别的高明之处。问题不仅是日方开出的价格是项目概算的数倍,最为棘手的是工期谈不拢。三菱重工提出要用6年时间才能建成,而我们的首届世界网球大师杯赛2年后就要在此举行。此路既然不通,那么依靠国内自己的力量行不行呢?上海建筑设计院的工程师们信心满满,他们向业主推荐江南重工和上海机施分别作为钢结构的制作和安装单位,认为此事必成。由此,我接到了林颖儒总工的电话,本已冷却的心被再度激活。这是林总第2次给了上海机施“起死回生”的机会,第1次是记忆犹新的上海八万人体育场。林总啊,林总,真不愧是上海机施的“贵人”。

经过多方考察,业主又选定了解放军总装备部负责设计、加工机械部件及控制系统,我们的攻关团队迅速组成了。

在业主的有力组织和协调下,我们整个团队立即进入了临战状态。上海机施根据自有的600t履带式起重机的性能,提出了钢环梁分段、“花瓣”整体吊装的技术思路,取消满堂支架,“花瓣”在地面拼后,可进行模拟旋转调试,合格以后再行安装。该技术路线不仅工程质量易于保证,大大降低技术风险,而且施工进度也有保证,明显优于日本三菱重工的方案,得到团队的一致认同。随着讨论的深入,发现如果沿混凝土看台四周布置钢结构组装胎架和履带式起重机作业通道,将影响到周边建(构)筑物的施工,最终影响总体工期。我们仔细分析了现场场地条件,一个大胆的创新思路形成了:让开北面、东面和东南面给土建施工;仅利用西侧的狭长空地,布置3“花瓣”组装胎架和1个地面调试胎架,以及西南角布置扇状环梁组装胎架,完成钢结构地面拼;利用自行设计的200t门式起重机就位“花瓣至吊装位置,600t履带式起重机定点吊装;钢结构安装过程中采用累积顶推工艺,逆时针旋转平移十余次,转动角度共1080°,实现4000t重钢屋盖的旋转滑移安装。“让钢屋盖转起来”,这是一个国际、国内都没有先例的全新工艺,对上海机施确实是一个技术上的重大挑战。但为了满足业主2年后必须举行网球赛事的目标,我们出于对自己的技术底蕴充满信心而义无反顾。

为了实施上述方案,我们首先对施工现场的平面布置进行了精细的规划,根据现场环境条件、钢结构拼装质量要求和施工进度计划,确定钢结构地面拼装胎架的数量和具体位置;根据“花瓣”结构与机械驱动装置精密对接、组合联动、地面调试的要求,设计可转动特种胎架;根据起重机械的性能,确定履带式起重机的停机位置和开行道路;利用塔式起重机塔身和行走装置,以及军便桥结构件,设计跨度60m,起重量200t的双吊点门式起重机,解决“花瓣”结构的水平就位;验算钢环梁分节吊装时的侧向稳定、分段累积旋转滑移时的姿态控制和整体稳定;确定“花瓣”就位和吊装时的吊点数量和位置,验算“花瓣”施工状态的结构应力和变形;设计“花瓣”安装时的高空定位支架和弧形轨道梁的固定支架,满足结构和机械的高空组合;采用全站仪多点测量复核,及分时、分阶段测量等措施,消除阳光照射和钢环梁安装误差,确保机械设备的安装精度,等等。

特别是在钢环梁合龙以后,将驮着多个“花瓣”累计旋转5次、675°,滑移重量达4000t,是一个高难度的工况。虽然其他工程中也有旋转滑移施工的报道,但是一方面是规模体量没有这么大,另一方面旋转滑移过程中采用了固定中心定位,技术上较易实现。而上海旗忠森林网球中心工程,由于其看台中央是空的,难以在40m的高空设置具有足够刚度的固定旋转中心,重型结构在旋转滑移过程中如何控制姿态和轨迹,防止出轨和偏移,确保定位精度,都需要重新思考和破解。我们只能“摸着石头过河”,一步一步走来。根据下部混凝土结构的构造,设计内外2道圆形轨道梁,通过2次浇捣和水磨工艺确保轨面的高平整度;通过施工工况分析,确定滑移支腿的数量、最大反力和构造形式;设计与滑移支腿相配套的预埋支座,以及支腿与支座的转换连接工艺,实现结构体系的快速转换;通过“花瓣”在钢环梁上的姿态优化,达到内外支腿的受力平衡;优化“花瓣”的安装顺序,实现结构在滑移过程中的阻力均衡;设计和研制控制结构姿态和运动轨迹的测量工艺和特种传感器,为结构的旋转滑移提供实时位置数据;研制计算机控制的液压顶推系统,确定12组液压顶推点沿环梁等距布置、切向顶推,编制专用控制程序,根据测量数据的实时反馈调节各组液压油缸的行程,实现重型结构无固定物理中心的旋转滑移。

4000t的钢屋盖在上海机施技术人员的手中顺从地旋转,距离最终位置尚余3m时,进入了预定的精确定位阶段。在综合各测点位置信息的基础上,我们利用“矢量合成”的运算方法,“逐步趋近”的控制手段,在计算机的辅助下,向目标冲刺。从起初的10mm误差,缩小到5mm,最终达到结构中心与理论中心相差仅3mm。如此高的定位精度,远远超过预定质量标准,使我们欣喜不已。

我们在实践中摸索和创造,用独特的创新工艺和设备,实现了钢结构屋盖的旋转滑移安装,终于让钢结构屋盖转起来了。在向外界介绍这一施工创新案例时,我们形象地把钢屋盖旋转工艺比喻为餐桌上转台,把8180t重的“花瓣”喻为一盆盆诱人的菜肴,在144m直径的“圆盘”上根据需要旋转自如。这真是一个恰如其分的比喻,这真是一顿令人难忘的“盛宴”。

上海旗忠森林网球中心的可开合钢结构屋盖自2004年11月12日开始安装,至2005年4月27日结构精确定位,2005年6月2日旋转开合一次调试成功,超越了日本三菱6年建成的预期,实现了无与伦比的“上海速度”。质量上也是一次通过验收,特别是数千套精制高强螺栓顺利安装,无一扩孔,体现了技术上的完美和质量上的有效把控。

数年后的一天,网球场开合结构的原创者、日本空间结构的资深权威渡边邦夫先生因为广州一个项目的洽谈,来到了我们公司。当他看到我公司“上海旗忠森林网球中心结构安装”的动画演示时,不仅为自己建筑创意的实现感到意外,而且为我们的安装工艺所折服。他提出要与我见上一面。于是在我的办公室,我与渡边先生初次见面,惺惺相惜,相见恨晚。他提议把我们的安装方案撰写成稿件,在日本的“铁构”杂志上与他的设计创意文章一起发表,我们欣然应允。当不久以后我们收到渡边先生寄来的精美“铁构”杂志和汇来的不菲稿费时,为能亲手将中国钢结构建筑施工的创新风貌展现给国际友人,倍感自豪。

十三、巧夺天工建南站


上海铁路南站位于上海市区的西南隅,是上海与浙江及南方各省的重要铁路枢纽。建筑方案经过国际招标,由法国的建筑设计方中标。整个车站的建筑造型状似硕大的飞碟,直径达278m。据说是为了与其他交通工具实现便捷换乘,故把车站设计成圆的。但建成后由于建筑物的方向感不强,旅客需依靠标识前行,不然容易迷失方向,此是后话不提。

车站的钢结构屋盖由18根内柱、36根外柱、18根分叉异形大梁及中心压环等组成。钢管立柱沿圆周等分布置;分叉大梁像雨伞的伞骨,沿径向布置,每根大梁重200t,其外侧对应1根内柱、2根外柱,另一端与中心压环连接;中心环梁和大梁下部设置预应力钢棒,构成空间结构,以提高屋盖的刚度;大梁上缘设置环状弧形檩条,上覆阳光板和铝板。钢结构总重约7000t。

钢结构屋盖位于标高+9.9m、外径300m的环形预应力混凝土平台上,中央和下部布满了高低不等的平台和纵横交错的地下通道。其四周的环境条件更为复杂,北有地铁车站在建,东为轻轨车站施工,南为下沉式广场开挖,仅有西侧场地可供使用。但因尚有沪杭铁路贯穿整个南站工地,每天多个班次的列车通行其间而增加了前所未有的复杂性。为保证整个施工期间铁路的畅通,需多次翻交和更动平面规划。施工现场堪比“孤岛”,运营的铁路更对施工顺序和安全保障提出特殊要求,其条件之严苛,无出其右。

鉴于钢结构构件最重达200t,长逾百米,加上现场三面封闭,作业半径近300m,其跨内又是构筑物林立、地下通道密布,火车往来频繁,施工工期又较为紧迫。面对如此重大的异形构件和局促的时空条件,负责钢结构安装的上海机施何以应对?

经过公司技术人员的多方案比较和反复研究,又一个大胆的想法浮出水面。设计1台大跨径旋转门式起重机,一端支承于车站中央的固定承重支架上,另一端支腿开行于设置在+9.9m的环形平台的圆周轨道上,360°全回转,可覆盖整个施工区域;同时利用唯一的西侧工地作为钢构件堆放和扩大组装场地,由600t履带式起重机定点就位大型构件分段,喂给门式起重机安装。采用上述工艺,封闭的环境限制被规避了,列车在+9.9m平台下开行,也不受任何阻挡。这个想法甫一出现,便使我们精神一振,豁然开朗。

经仔细核算,分叉异形大梁经过合理分段,最大分段重量达80t左右;考虑+9.9m环形平台的承载要求,轨道设在距中心123m的圆周上最为合理。这就是说需要设计和制造一台跨度达123m,起重量为50t×2的旋转式龙门起重机,才能满足施工要求。要知道这样一台非标起重机,一般厂家不愿意制造,因为无法批量生产。即使同意制造,价格又是个大问题,没有几千万拿不下来,可能超过工程的总造价,这个方案的合理性就不存在了。然而我们却信心十足,因为上海机施历来是施工设备创新和研制的行家里手,人称“变形金刚”。利用自有的周材和机械部件灵活组合,是我们的拿手好戏。

我们利用沪闵二期高架用过的22m和44m跨度的滑移钢桁架结合浦东机场的张弦梁技术,创新组合成123m的张弦桁架大梁,利用杨浦大桥高架门式起重机的转换钢梁、3~8t塔式起重机的高接架和600t·m塔式起重机的行走装置组合成了移动支腿,利用原有的25t卷扬机设计了50t起重小车。最巧妙的是利用地铁盾构机报废的主轴承充作门式起重机大梁固定端的中心轴承,原来需花费几十万、耗时经年的轴承定制难题,在公司技术人员的手中轻易解决了,总共才花了3万元。整个旋转门式起重机除了张弦桁架的2根拉索、旋转支腿上的118m钢梁和2台起重小车的底架等是新制的,其余全部利用既有的结构件和设备部件,把门式起重机的研制费用降至最低,而周材和部件用毕后均可物归原处。我们的技术人员不仅技术过硬,而且一贯具有精打细算的“经济头脑”和资源节约的绿色理念。

除此以外,我们在华东建筑设计院和周建龙总工的支持下,在门式起重机中心支撑处,增加了若干根支承桩;为了避免+9.9m混凝土平台的加固,以及影响下部火车的通行,严格控制门式起重机移动支腿一侧的反力,利用8组分配梁和24个轮子,把荷载扩散至11t/m;为了加快屋盖钢檩条的吊装速度,在门式起重机的中心固定支腿上又加装了1600t·m的塔式起重机。这使我不由自主地想起了小时候“双头马”的神话故事。

我们还结合现场条件,同步制定600t履带式起重机安装大跨度旋转门式起重机的详细方案;还根据钢结构屋盖完成后的实际工况,预先设计了门式起重机分步解体的具体工艺,充分体现了上海机施技术人员队伍的思维成熟和考虑周全。

“艺高胆大”,但更需“谨慎细心”。为了确保门式起重机设计的安全性,我们对其张弦式桁架大梁进行了足尺加载试验。在上海市建筑机械检测中心的支持下,我们完全按现场作业工况和起重机测试规定,进行反复试验。记得试验的某天,我正在公司开会,忽然接到试验现场的电话,说张弦索和竖腹杆的节点发生滑移,严重影响桁架的承载能力。我赶到现场,经仔细了解。原来腹杆下端与张弦索用抱箍固定,连接处两侧索的角度差异,会产生导致腹杆滑移的水平力。设计计算时,用跨中的静荷载代替动荷载,计算结果引起腹杆滑移的力很小,并已采用增加侧向钢索约束腹杆下端的措施,以防万一。但实际上桁架上作用的往复移动的荷载,张弦索力变化幅度较大,产生的侧向滑移力远超计算值,发生了约束钢丝绳崩断,腹杆滑移的险象。我们立即羊补牢,在巨力集团和郑健经理的全力配合下,将原来的整根长索分成3段,腹杆与索改成销轴连接,既确保了系统安全可靠,又避免了经济损失。通过此次试验,使我们更深刻地认识到试验验证工作的重要性。“一切新工艺、新设备、新材料的应用,必须经过试验验证”,已经成为上海机施技术创新的规定程序,成为我们规避技术风险的“护身符”。

除此以外,我们对每一个工艺细节都进行了悉心研究。我们针对+9.9m平台因预应力张拉出现柱脚预埋螺杆位移数厘米的情况,研究了柱靴构造改进和容差措施;设计了内外双筒互不干扰、确保侧向刚度和竖向承载力的中心支撑系统;设计了由桁架与钢梁组成的结构转换层,将中心支撑的荷载转换至+7.5m混凝土平台的10根立柱上;制定了分叉异形大梁对称安装的工艺路线,减少对中心压环侧移的不利影响;与上海建科预应力公司合作,确定了屋盖空间结构系统钢棒预应力张拉顺序和检测方法;制定了中心支撑卸载、拆除的具体工艺;还根据华东建筑设计院的要求,设计了用碟形弹簧与聚四氟乙烯减摩板等组成的外圈柱顶释放温度应力的弹性支座,等等。

上海铁路南站主站屋面钢结构自2004年9月28日开吊,至2005年3月5日完成。一切均按方案顺利实施,不仅工程的安全、质量和工期得到了保证,而且创制特大跨度旋转式龙门起重机和创新成套工艺,实现了在主体钢结构安装的同时,沪杭列车往来如常,周边基础设施照常施工。其对整个区域的按时建成和对社会提供的巨大效益是有目共睹的。连该工程的法国建筑师看到如此壮观的施工场面,也为之赞誉有加。上海机施在铁路南站的工程实践,又向机械化施工的创新领域跨越了一大步。

十四、扬帆中国航海博物馆


上海中国航海博物馆位于浦东新区东南的临港新城,它的建筑造型恰似两幅洁白高大的风帆,与蓝天相伴、白云为伍,又如太极拳师双手合掌相向而立,临空御风,卓尔不群。帆体钢结构坐落于+12m的混凝土结构上,顶点标高+70m;每一风帆底部2个支座相距70m,两帆在标高58m处的高空相交于一点。帆体为曲面双层钢网壳结构,由边缘箱梁、三铰拱架和双向正交月牙形桁架等组成;两帆相交处采用大型关节轴承相连并由帆体(金属幕墙)、单层索网玻璃幕墙与边侧玻璃幕墙构成了博物馆的大厅。钢结构总2300t。

与三角形的帆体钢结构高和宽相比,其厚度最大仅约3m,施工过程中的侧向刚度极弱其弯曲倾斜的造型,及空间相交的安装精度以毫厘计,故如何控制施工过程中的安装精度,确保高空精确合龙,是一个难题;组合后的大型关节轴承部件重达几十吨,塔式起重机吊不动,重型履带式起重机又无法靠近,如何进行安装又是一个难题;工程地处长江口,阵风频频,如何抵御风荷载也是关乎施工安全的关键因素。

经过对帆体钢结构安装过程的受力分析,我们发现钢结构双层网壳的竖向刚度和面内刚度特别大,只要侧向给予可靠约束,就能确保结构在施工阶段的稳定和较高的安装精度。问题是采用传统的独立支撑,已不能满足结构体系在施工阶段的侧向刚度要求;而2个帆体结构之间的距离达十米,用对撑来构筑两帆体间的平衡和相互约束也不可能;两帆体之间空空如也,如果采用满堂钢管脚手排架,高近60m,上万吨钢管的搭拆和运输,工程量浩大,且仍未解决大型关节轴承的安装问题。有否捷径,路在何方?

当时正好施工分包中机上海分公司有一批H型钢支撑材料从其他工地退场回到上海,我们获知这一消息,似旱天遇甘露。

我们立刻根据施工工况,在帆体相交点关节轴承下部的三铰拱区域,设计了由H型钢组成的临时框架支撑体系,用预应力钢索作为剪刀撑,增加体系的侧向刚度。由于临时框架支撑除了其自重,基本上不承受其他垂直荷载,极为轻巧,因此经济而高效;同时利用中央部分框架立柱构成重型提升支架,解决关节轴承组合件的提升安装问题,一举两得;在三角拱架以上部位,则采用了独立的格构式支撑加双侧缆索的形式,保证了边缘箱梁的竖向定位和侧向稳定。

我们充分利用帆体钢结构本身的竖向承载能力和面内的刚度,设计了轻便高效的预应力支撑体系,在保证结构的安装精度的同时,也有效地解决了施工阶段结构稳定、大风频袭和重大结构件的起重吊装难题。

在方案深化过程中,陆续解决了H型钢框架支撑的结构布置、节点构造和预应力施加工艺;支撑体系的安装和拆除方案;帆体双层网壳现场组拼、吊装单元的划分;帆体钢结构的安装顺序和水平支撑的布置;两个帆体合龙方法和大型关节轴承组合件的运输就位、现场拼装,以及单元组合提升安装设备和工艺设计;三维坐标测量工艺及测量基准网和测点的设置;高空安全操作体系的设计,等等施工问题。

本工程自2007年12月10日开吊,至2008年5月10日完成,支撑卸载过程中,关节轴承的转动角度控制在设计要求范围内,在安全、质量和进度控制方面均取得较好的效果。值得欣慰的是,施工分包的H型钢周材不多不少,刚够临时支撑框架的组合,大大降低了施工成本,可谓“雪中送炭”;施工过程中数度大风施虐,又恰遇数年不见的冬雪,纷纷扬扬,使得整个工地银装素裹,正在施工的钢结构依然安然无恙。

上海中国航海博物馆虽然规模不大,却因为“双帆合抱”的别致造型而成为一个隽永的地标和人们观光的场所。

十五、拥抱“小蛮腰”

  

2010年的亚运会在羊城广州召开,广州新电视塔银妆素裹,烟花夺目,异彩纷呈,在全国和亚洲人民的面前第一次展现其靓丽的身姿。从此,她成为了蜚声中外的广州市地标建筑,昵称“小蛮腰”。

广州新电视塔位于广州市新城市中轴线和珠江景观轴的交汇处,与广州新城市中心隔江相望,造型好似一尊“少女回眸”的雕塑,亭亭玉立于珠江之滨,超脱不凡。

大约在2005年仲秋,我参加了广州新电视塔业主召开的专家论证会,才得知在广州这个南方的大都市,将要建造高达610m的电视观光塔。它那奇特的造型和另类的结构形式,对国内大型建筑施工企业来说,能参与其建造是巨大的挑战,极具吸引力。大家摩拳擦掌,跃跃欲试。

经过业主考察后,上海建工与广州建总集团组建联合体参与投标。我们立即投入到紧张的、连续数月的投标策划工作中去了,2006年的春节也在忙碌中不经意地过去了。

广州新电视塔的建筑方案由荷兰建筑师马克通过国际招标而中标,它既有别于传统的塔-桅结构,又不同于超高层建筑。其主体结构由钢网格外筒体、混凝土核心筒、部分建筑楼层和顶部钢桅杆等组成,钢结构总量50000余t。

钢网格外筒标高+0.0+462m(最高点),由24根钢管柱、46组钢管环梁和钢管斜撑共同构成,为相贯节点全焊接结构,钢管柱内灌筑混凝土;外筒体为椭圆截面,底部椭圆长轴80m,短轴60m,顶部椭圆长轴46m,短轴35m,上下椭圆中心偏离近10m;整个筒体顺时针扭转45°,形成下大上小,中间束腰,略呈偏斜的特异高耸结构。

混凝土核心筒标高-10.0+454m,亦为椭圆截面,长轴17m,短轴14m,筒壁厚度自下而上由1m收缩至0.4m,呈阶梯状,筒壁中分布14根H型钢劲性柱。高度400m的整个核心筒显得极为纤细柔弱,与一般的超高层核心筒大相径庭。

钢桅杆标高+454+610m,总长156m,由钢管格构段和实腹箱型段组成。钢管格构段底部为对边10m的正八边形,向上逐渐收分,与箱型段连接的一部分为等截面段;箱型段为阶梯状变截面的正八边形和正方形断面,边长2.51.5,1.2和0.75m不等,总重2000t。

楼层分为A、B、C、D、E 5个功能区,其中D、E区上下之间相距160m;楼层的径向主梁与钢立柱通过大型关节轴承连接。

在技术标的策划过程中,有3个问题始终困扰着我们。首先是起重机械的配置,其次是施工测量工艺和测量设备的确定,最后是钢桅杆的安装。

针对这样一个高耸结构,结合自身的起重设备资源,我们很快出了如下部署:在土建混凝土核心筒尚未形成 前,地下室及塔体下部结构选用2300t履带式起重机吊装,并据此安装21200t·m塔式起重机100m以下塔体结构由300t履带式起重机塔式起重机共同安装;100m以上结构采用塔式起重机安装,从吊装覆盖范围和施工进度上能满足要求。与常规超高层工程不同的是,本工程的混凝土核心筒中部空间狭小,竖向结构密集,连一台内爬式塔式起重机也布置不下,遑论2塔式起重机;如果采用外附式塔式起重机,则高度超限,且为避让钢框外筒,距离混凝土核心筒过远而难以附着;若附着于钢外筒,则起重半径过大,不能覆盖所有吊装区域,且外筒刚度不足,形体特殊,附着也很困难。常规思路行不通,我们只能“铤而走险”,设想把2台爬升塔式起重机对称挂在混凝土核心筒外壁,占据这个唯一的制高点,就可以覆盖整个吊装区域,满足施工要求。问题是单台1200t·m塔式起重机自重即达240t,加上吊重60t,总重300t,在高空风荷载和塔式起重机自重的作用下,如此细柔而又壁薄(400mm)的核心筒能否承受并确保安全?加上塔式起重机使用高度已突破设计限值,爬升、吊装工况发生较大改变,塔式起重机能否正常作业?我们立即咨询了塔式起重机生产厂家,澳大利亚的FAFUCO公司。FAFUCO公司的塔式起重机虽然行销全世界,但是把1200tm的内爬塔式起重机改成挂壁式附在墙外,也来没有遇到过。目前超高层钢结构施工时,塔式起重机外置附壁已是司空见惯,但在当时却是史无前例的。第一个吃螃蟹的人是需要勇气的。尽管我们的这一决策使得风险陡增,但经反复思考,实是华山一条路,别无选择。基于对自己应对挑战的能力充满信心,在公司机械、结构工程师和厂方技术人员的共同努力下,经过对塔式起重机爬升、使用工况的复核,在对部分塔身加固的条件下,设备可保安全无虞;又对混凝土核心筒仔细验算,确认其整体强度和变形在可控范围内,而局部加固和构造处理,以及塔式起重机的附着支承系统通过自行设计有把握解决,我们便义无反顾地拍板定案了。

钢网格外筒的环梁和斜撑本来就是倾斜布置,而由于外筒的扭转,连24根钢柱也呈不等的角度倾斜,整个外筒构件竟然无一件垂直或水平;如此不规则的结构形体,在施工过程中如何精确测量定位,着实令我们困扰不已。当时全站仪虽在建筑空间结构施工领域有所使用,但三维坐标测量在超高层或高耸结构施工中则鲜有所闻。我们曾设想借助46道环梁进行结构定位,即通过预应力临时支撑系统,先行闭环安装钢环梁和柱节点,以柱节点定位钢柱的安装。因环梁处于一个斜平面内,把空间测量改为平面测量较易控制;环梁和柱节点在工厂制作预拼装,以加工精度来提高高空安装精度。该方案终因涉及到钢管柱的节点构造要作较大调整,并会增加高空全位置焊接难度而作罢。经过与测量工程师的反复讨论,最终确定以全站仪和垂准仪为主要测量仪器,通过三维坐标测量来进行精确定位的技术路线。经分析,其精度能满足钢结构施工要求,至少从理论上是行得通的。这在当时超高层和高耸结构施工领域也是创新之举。

广州塔的钢桅杆长156m,矗立于+454m的塔顶,远远超过了塔式起重机的起重高度。照搬上海“东方明珠”桅杆整体提升安装的方法,塔内又没有可供组装和提升的空间。我们利用桅杆下大上小的特点,作出了将钢桅杆分成上下两部分,下部钢管格构结构的塔体由塔式起重机分件综合安装,把上部桅杆组装在下截塔体的腹中,即采用套装工艺,再利用计算机控制的液压千斤顶组将上截桅杆整体提升至设计位置,从而打通了这一技术瓶颈。

技术方案初稿,特地请了上海同济大学和华东建筑设计院的众多专家把脉和完善。经过激烈竞标,我们有幸以微弱优势取胜。在庆贺中标的便宴中,不胜酒力的我,也把盏不已,自我“陶醉”了。从此,我以项目总承包部副总工程师和上海机施钢结构施工负责人的身份,开始了长达4年的“广州之旅”。

在现场编制钢结构施工组织设计和实施细则的过程中,我们技术团队对广州塔在建工地的周边环境进行进一步踏勘调研,对设计图纸反复查阅思考,发现投标时确定的技术路线合理可行,但距离实施的要求很远,只能逐步攻克难关。

我们与负责钢结构加工的沪宁钢机、东南网架和浙江精工等单位协调详图深化中的种种问题,包括构件分段、节点构造和坡口形式、制作安装基准、预拼装和涂装要求、供货顺序和时间,等等。而最先需要决策的是预变形方案。

广州新电视塔由于倾斜和扭转的特殊结构形式,使得其在恒载作用下即会发生一定的整体结构偏移,并超出高层建筑结构或高耸结构质量控制的允许值。因此究竟采取何种预变形的策略,在保证质量可控和施工可操作性之间做出平衡是问题的关键。完全根据结构的理论位移,三维空间等值反向预变形,看似完美,但需对结构施工模型作复杂的调整和认定。而完全基于理论边界条件的假定,使得结构的验算结果存在着某种不确定因素,并徒增设计和施工的难度,而我们一心追求满足质量验收要求的施工最简化。毋容置疑,用最简单的方法解决复杂问题,才是最高明的境界。在大量的施工阶段结构验算的基础上,我们终于形成了以下结构预变形策略:“以阶段调整实现高程的补偿,以逐级归零抵消结构的侧移”。即把塔体分成若干个安装阶段,根据现场实测数据反馈给构件制作厂调整个别柱段的长度,实现高度方向的压缩补偿和消除施工累积误差;在每一节柱安装定位时则以结构中心坐标和构件的设计坐标为基准,消除下部结构的水平偏位,勿使累积。采用这种策略的好处是:既能保证结构的竖向变形和水平偏位均在相关钢结构验收标准的允许范围内,又不需重构结构模型及再论证,从而消除了验算工程中的不确定因素,达到施工管理简便和操作高效的目标。实施过程有力地证实了上述各点,结构的特殊变形得到了预期的控制。

接着,我们立即着手解决倾斜柱脚的精确定位。300t履带式起重机在地下室顶板上开行和作业;塔式起重机悬挂爬升架的设计和核心筒的局部加固;快速布设竖向供电系统;在周边无法建立空中导线和日照引起塔体变形条件下进行施工测量;高空全位置焊接和焊接变形控制;重型钢桁架吊装;大型空间万向铰高空安装;核心筒顶部钢板剪力墙施工;塔顶吊车的转换和钢桅杆施工;凌空作业必需的安全操作平台、水平走道、楼层平网、悬挑隔离以及防火防雷等整个安全防护系统的规划等等施工难题。一环扣着一环,来不得半点疏忽。

2006年8月8日,是广州电视塔钢结构开吊的大喜日子。工地上彩旗飘扬,宾客满场。即便是300t履带式起重机的身上也披红挂绿,迎接这一喜庆时刻。上午10点是正式开吊的时间,而我却突发胸部不适,无缘见证这一盛况。也许是一段时间的劳累所致,我感觉浑身乏力,身边的同事立即给我含了几颗“麝香保心丸”,才使情况有所缓解。建工集团的领导闻讯立即派了职工医院的领导和医生专程从上海赶来,把我接送回沪紧急救治。我从内心对组织的关爱感动不已,但牵挂的仍是广州塔工地现场千头万绪的工作。八字还没有一撇,多少复杂的技术问题有待研究和解决,我怎么能抛下不管呢?幸得老天眷顾,经过半个月的反复检查和专家会诊,心脏血管虽有堵塞,尚不严重,无需手术。我终于又回到了魂绕梦牵的工地,回到了同事和工友们中间,唯一不同的是身边多了一瓶“保心丸”。

300t履带式起重机在地下室顶板上进行施工作业,是一个颇具难度的施工问题,吊车的施工荷载大大超过混凝土顶板的设计荷载。在广州市设计院和周定总工的全力支持下,利用地下室结构的立柱和大梁作为支承,改变部分主梁的布置、增设若干临时钢立柱、加固局部底板、加工可周转钢桥面板,终于顺利实现以300t履带式起重机为主机在地下室顶板上进行的100m以下的钢结构安装。我与周定总工在数年以前的广州体育馆工程前期技术接洽过程中见过一面,虽时间不长,但相互印象深刻。这次能在广州塔工程中愉快合作,不能不说是一种“缘分”。

外挂于混凝土核心筒的重型塔式起重机的爬升支承架,由上海机施技术中心的机械工程师自行设计,加工后陆续运抵现场。在第一次安装、试吊和爬升过程中,我须臾不敢离开现场,连吃饭也搬到了塔式起重机的身边。虽然经过层层计算复核和反复论证,毕竟是第一次将几百吨重的塔式起重机,挂在混凝土外壁。筒壁的加固是否合理?预埋件是否可靠?焊接质量是否达标?安装过程是否顺利?人员操作是否安全?塔式起重机作业时的检测数据是否正常?设计和施工的技术工作是否无懈可击?一连串的问题在我脑海中盘旋,但一切只有通过实践来最终验证。几千万元刚从国外进口设备的安全,与我朝夕相处的工友们的安全均在我的职责之中因此,在这样的关键时刻,我又怎么能够离开现场。当一切按计划进行,塔式起重机试吊正常,检测数据正常,工人和司机的反映正常,才使我那颗悬着的心慢慢放下。以后每一次塔式起重机爬升前,我总是再三叮嘱机长和相关人员,对每一个环节仔细检查,确保安全无虞。当第23次,也就是最后一次爬升完成,我的心才真正放了下来。对于实施过程中因连接轴销与孔的安装间隙较大引起塔式起重机晃动和核心筒壁加固时工人操作十分危险等等暴露出来的问题,我立即采取补救措施,并在往后的工程,如上海中心大厦工程中加以彻底改进。经验来自实践,对于从事建筑施工来说,乃是颠扑不破的真理。

施工测量,虽然在招标时已确定了“三维坐标测量”的总体技术路线,但在实施时却又遇到了困难。首先是对于广州塔而言,平面测量基准网需随建(构)筑物结构施工的高度,每50~80m向上转移一次,每一次转移都会增加少量误差,多次累积就会影响测量精度。常规用经纬仪从外部复校垂直度的方法,不适用于广州塔这种偏扭网格结构,而利用周边高层建筑物屋顶建立空间导线的方法,又因没有合适的建筑而作罢。我公司的测量女工程师张晶,提出用GPS卫星定位系统来进行平面基准网的校核,使我眼前一亮。经了解,GPS技术当时在大地测量或海上作业已被广泛使用,但在高耸或超高层结构施工中却是第一次应用。通过4个基站组网,即时快速测量精度可达10mm,2h慢速跟踪测量,其精度可达1mm。构件安装的测量需快速定位,GPS的精度还达不到要求,但作为平面基准网垂直转移后的精度复核,则绰绰有余。公司立即以80万元购买了整套GPS测量系统,投入广州塔的钢结构施工,取得了良好的效果。我也为公司测量工程师的宽阔眼界和应变能力所折服。

然而,一波未平,一波又起。根据设计咨询单位提供的广州塔钢结构在当地日照条件下的温度分布值,我们验算后发现,结构因日照温差引起的变形相当可观,这在具有较大侧向刚度的超高层结构或没有混凝土核心筒的高耸结构的施工中不会发生,只有在具有混凝土核心筒遮挡而又细柔至此的广州塔才会对日照效应如此敏感。地面上的基准网“岿然不动”,而施工中的结构随日落日出往复摆动,如何进行精确测量,使我们又一次陷入苦恼之中,施工测量岂非成了“驻足四顾,引弓射鸟”?当时施工监理单位的钢结构顾问傅总,是位参加过多座电视塔施工的身经百战的施工专家,他在工程例会上,也替我们设想说:能够把构件对上,形成结构已属不易。但我们还是通过结构计算和反复分析,发现了混凝土核心筒与外筒钢结构几近协同变形的重要规律,内、外筒相对误差仅以毫米计,而日照引起的钢网格结构在施工阶段的扭转效应微乎其微,不必实时调整构件定位的三维坐标值。一条“以动制动”的测量技术路线逐渐明朗:即“在日出前将测量基准网设置于混凝土核心筒各施工阶段的相应位置,在钢管柱上段中心设测量标志,以原设计三维坐标为控制目标,每根立柱由2台全站仪交会测量以互相校核,进行钢结构高精度施工测量”。这样做,基本上规避了日照对基准网设置的精度影响,施工时核心筒虽然在日照下左摆右摇,但与外钢筒的相对位置关系不变,按常规施工,也不需进行三维坐标的转换,即可解决问题。理论和实践的统一,使得棘手的测量难题迎刃而解。在实施的过程中,测量方案得到全面的贯彻,结构的安装精度有了切实的保证。真可谓“踏破铁鞋无觅处,得来全不费工夫。”当广州塔建到六七十米高的时候,负责设计咨询的奥雅纳公司的江民董事到广州,特地赶到工地现场,望着雏形初现的宏伟塔体,不无感慨地说了一句:“终于可以建起来了。”或许广州塔的建造难题,一直是他心中挥之不去的纠结。

广州电视塔的外筒钢管网格结构和钢桅杆结构采用全焊接连接,钢管柱直径自下而上由2m渐变至1.2m,壁厚由50mm变至30mm;环梁和斜撑直径都在0.7~0.8m,壁厚2030mm;采用Q345GJ钢材,部分为Q390GJ。钢桅杆下部是钢管格构结构,钢管柱直径1m,上部为箱型结构,最大板厚50mm;其中钢管柱采用Q460GJ,箱型桅杆采用Q460GJ的耐候钢。除了全熔透对接节点,更多是大直径斜交的管管相贯节点,需要在超高空进行全位置焊接。为了确保焊接质量,我们在制定详细的焊接工艺的基础上,选择了具有压力容器焊接资质的焊工队伍,并进行现场模拟考核和选拔;配备了专职的焊接高级技师;落实应对不良气候条件的防护设施,使得焊接质量的一次合格率稳定在99%左右。我们还针对斜交、环闭网格结构的特点,制定合理的焊接顺序,进行焊接过程的结构变形监测,掌握变形规律,控制焊接对结构安装精度的影响。2006年12月31日深夜,正在上海的我,接到来自广州现场的电话,登使我一夜无眠。电话告知第1根钢管斜柱对接焊接试验的变形监测结果:在焊接过程中由于自重的偏心作用,斜柱增加了10mm的偏斜。虽然该偏差尚在可控范围之内,但第1节柱就有如此误差,几十节柱对接的安装精度和外观质量着实堪忧。元旦的早晨,我立即在电话里和焊接技师王兆根、测量技师严玉龙,商量钢斜柱安装采取反变形措施,以抵消焊接过程中的附加变形。2007年的新年伊始,就这样在一阵忙碌中匆匆过去。当第2根钢管斜柱的焊接检测结果出来时,我已赶回广州工地现场。焊接变形得到有效控制的消息,使我心中恢复了平静。看着挺拔笔直的钢管柱向高空伸展,我知道,又过了一道坎。

当广州塔进入桅杆安装阶段,进行Q460耐候钢的箱体焊接时,一桩令我终身难忘的事情发生了。那是2009年的3月份,由于我们第一次在高空进行Q460特种耐候钢的焊接,尚无经验。我对焊接高级技师王兆根说:“焊接质量控制由你全权负责,出了问题唯你是问。”老王与我已是几十年的老搭档,在我刚进机施公司做起重工时,还是他第一个带我上了高空。虽然当时这句话半开玩笑半认真,但老王却把它当成了“军令状”。实际上那时他正因便后频繁出血在医院检查,医生立即叫他活检复查,可见不是好兆头。但老王此时满脑子想的是钢桅杆的焊接不能出一丝纰漏,白天黑夜扑在焊接现场,攀登于五六百米的高空。当所有焊接工作顺利完成,桅杆如期登顶后,已是5月初了。记得2009年的5月6日,在广州塔建设各方为结构顺利封顶而举杯祝贺时,老王手握半杯红酒,依旧不露声色地向我缓缓说起,要去医院继续那拖了3个月之久的复查。我顿时如遭雷击,大惊失色。这种事情也能拖吗?我第一时间就很懊悔自己当初说的话。对于这样的搭档,什么话都是多余的,我立即购买了2张当天返沪的机票,把他“押”回上海,在最短的时间内由建工医院淡副院长亲自主刀,把直肠恶性肿瘤割除。记得手术前在医院的小花园里,我们相对而坐,面对凶吉未卜的手术,沉默良久。我想安慰他,半天才说了句:“人的生命有限,但我们所参建的工程,包括广州塔将长存于世。”吉人天相,王兆根的肿瘤病症虽然严重,但手术顺利,欣然康复。不久,他那不屈的身影又活跃在上海中心的工地上。谁说建筑工程只是物质的堆砌,它更是精神的塑造。

如果说广州塔的建成有赖于施工技术和项目管理的成功,或许仅说对了一半,具有关键作用的是业主方的有力支持。我和广州新电视塔建设有限公司的董事长黄家添原先从未谋面,记得第一次见面,竟是在工地现场楼梯旁的一间值班室里。狭小的房间,几个人落座便无法转身。但初次见面的几句话语,却对整个工程的建设影响极大。我对黄总说,“虽然施工的总体技术路线已定,但真正要把纸面上的东西落实下去,关键还是靠在现场操作的工人和管理人员啊!”可谓所见略同,黄总点头称是。谁能想到,这一赞诺,竟然体现在了工程建设的全过程。业主对参加施工的工人和管理人员的关心无微不至。无论是工人宿舍的防暑降温、登高防滑,还是中秋月饼、现场电影放映,黄总都把这些琐事放在心上,安排得妥妥帖帖,年复一年,从不间断使得我们这些来自五湖四海的外来建设者,把工地当成了家,热情高涨地投入到各自的工作中去。为了确保安全设施落实到位,黄总每周至少一次登上数百米高空,检查走道、操作平台和安全网,发现管理漏洞,立即反馈给我们,防患于未然。有哪个业主方的一把手能做到这个份上?他上塔的次数远远超过了我,使我至今惭愧不已。特别是他看到现场施工人员无暇参加一年一度的体检,特地把医务人员连带设备请到了工地,利用工余间隙,为工人进行体检。我的起重工师兄张长柏,就是在工地的体检中查出肺部阴影,及时到上海就诊,转危为安,脱此大难的。我到现在还深深感谢他——黄家添。

怀着对业主的感激,我在塔楼即将到顶时,向业主提出了在塔楼顶增设移动球舱,以提升观光效果的建议,被黄总欣然采纳。经过国际竞标,上海机施和同济大学马人乐老师、卞永明老师,还有上海游艺机公司的林明总工等创意设计的斜卧式摩天轮便应运而生,犹如镶嵌在“小蛮腰”肩上的项链,常年在塔顶上闪烁,吸引着一批又一批游客。据说这一观光项目,已成为广州塔重要的创收来源之一。这实在是上海机施想以此报答业主和黄总于万一。

为了广州塔的建造,上海建工集团和机械施工公司付出了巨大而艰辛的劳动,我公司的教授级高工潘令誉也因为过度劳累而病倒在工地上,只能常年以医院为家。我在广州断断续续住了四五年,它也是我年届六十的“收官之作”。2009年9月,我终因心血管的堵塞,在现场会议室突发阵阵背痛,继而进行了心脏支架手术。其时,广州塔的巍峨身姿已卓然挺立在珠江之畔。多年的风风雨雨,给我最大的安慰是:遇上了这么好的业主、设计单位和合作伙伴;在如此险峻的条件下杜绝了重大工伤事故;特别是广州人民对“小蛮腰”的接纳和喜爱,这比什么嘉奖都来得珍贵。

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