□本报特约记者 庄肃茂 刘海洋
作为向世人展示河南新形象的窗口,河南馆独特的钢结构造型,吸引了众人的目光。援引同济大学教授、钢结构专家秦效启的话说,“河南馆这种钢结构形式在现有的教科书上是找不到的。”河南馆钢结构独具特色的地方在哪里?工程施工经历了一个怎样的过程?记者带你探个究竟。
闻讯世博,天丰人誓做第一
2009年12月,闻讯世博会河南馆工程信息后,作为河南省最大的钢结构生产、制造和施工企业,天丰集团决策层以独特的市场敏锐性和高度的社会责任感,当即做出了“责无旁贷,全力以赴,为河南增光添彩”的重大决策。
2009年12月31日,经过最后的角逐,天丰集团成功中标世博会河南馆主体钢结构工程。在欣喜的同时,集团决策者也清醒地意识到即将到来的必将是一场硬仗,工程工期紧、建筑体系设计复杂、构件跨地域运输行程较远……一个又一个的难题摆在了天丰人的面前。
对于天丰集团遇到的困难和问题,新乡市政府为世博工程顺利完工保驾护航。新乡市市长李庆贵得知年关寒冷,用电高峰工业用电紧张,严重影响世博会河南馆钢构件生产进度后,指示有关单位协调电力系统,全力保障天丰集团生产电力供应,确保生产正常进行。
为保证整个项目有序进行,天丰集团成立了以主要领导挂帅的项目领导小组,整合集团力量,抽调专业精英组成专门班子,精心策划,统筹安排,全力做好承建工作。同时,在全集团范围内抽出5名技术人员,依据设计单位的总体工程设计、要求和理念,在对工程主体钢结构部分进行深入研究,并结合上海世博会《省区市参展导则》对工程构件运输、安装的具体要求基础上,主动与设计方沟通,对结构图节点及构造进行细化设计。设计人员在保证了结构安全的前提下,兼顾装修吊挂,向设计方提出并共同商定在H型钢柱梁两侧增加C型冷弯薄壁型钢的技术设计建议,以使展演台花纹钢板安装更加灵活,装修及设备管线吊挂更为方便。在确保足够刚度、在不增加花纹钢板的支撑构件高度的前提下,对各种型状的花纹钢板进行三维放样和受力计算,调整板下钢檩间距设计方案。
同时,根据设计图纸对螺栓球网架的杆件直径、球径的控制要求,利用网架设计程序进行螺栓球、堆头、螺栓深化设计。为减少螺栓球重量,提出加柄方案……此间,通过详图设计程序,进行空间建模、检验碰撞生成深化设计图,并报设计单位确认。其中地梁21吨、深化图纸11张;展演层44.4吨、深化图纸208张;管桁架7.6吨、深化图纸32张;网架40吨、深化图纸20张;花纹钢板26.6吨、规格编号58种、深化图纸63张……
在当时河南馆总体设计尚未最后完成的情况下,天丰集团派工作人员先后3次进京,与该项目设计单位北京水晶石设计室主动联系,了解工作进展情况,进行技术沟通,以增加了相关准备工作的针对性和有效性,从而牢牢地掌握了工作的主动权。
天丰人的一点一滴的努力,不仅深得设计方的赞许,也为日后的顺利承建施工打下了良好的基础。
为了世博,天丰人攻坚克难
天丰集团项目部负责人告诉记者,因为现场等众多因素的制约,即使是搭建一个脚手架,也要算出其中每一个脚手架所承担的荷载。尽管河南馆只是一个临时建筑,但其复杂程度已经远远超出永久性建筑的科技含量,在施工过程中付出的劳动,也远远超过以往任何类似同体量的工程。
2009年的最后一天,天丰集团世博会河南馆项目部正式进驻现场,与河南省住房和城乡建设厅驻园办、中国馆部、点意空间管理公司、海程邦达物流公司进行了对接,并办理了施工临时用电手续、消防手续、钢构件运输手续和施工人员出入证,编制了钢构件物流运输计划,并做好了施工机具和施工人员的准备工作。
2010年1月初,首批钢构件正式进入现场。1月6日,根据世博局中国馆部的通知安排,河南馆正式开工,从此打响了上海世博会河南馆建设的第一枪。为确保现场施工质量和进度,天丰集团特抽调2名一级注册建造师,具体组织现场施工事宜。
工程一开始,施工人员就遇到了难题。由于网架杆件和螺栓球种类多,自重大,而施工场地狭小,大型机械设备无法进场施工,顶棚网架部分只能在脚手架平台上进行散装,造成了施工环境差、难度高、效率低、进度慢等问题。
为保证按期完成施工进度,经过现场实地仔细勘查研究,项目部按合同约定的总工期,制定了月、周、日施工进度计划,将工程进行量化分解,落实到人和班组,并在进度计划执行方面制定了相应的应急措施。同时,针对构件空间结构体系较为复杂,空间建模及输入节点不尽相同而导致的构件加工难度加大的问题,项目部及时将情况反馈给“后方”,更好地将生产加工和发运环节搞好衔接,以确保施工顺利进行。
为赶工期进度,现场施工人员发扬特别能吃苦、特别能战斗的精神,甚至舍弃春节与家人团聚的机会,废寝忘食,加班加点,全身心地投入到施工中去。为了不耽误工作,现场员工经常连续加班加点,有的时候一天只吃一顿饭,饿了就啃口方便面,渴了就喝点矿泉水……
为确保现场施工质量和进度,项目部坚持对每批进场的工程材料、构配件严格执行报验程序,经监理检验合格后方才使用。对于高强螺栓扭矩系数、摩擦面抗滑移系数、防火涂料性能等要求进行现场抽检和复试的工程材料,均按规范要求进行了送检和复试。
在钢构件二级焊缝探伤方面,除严格进行自检外,还委托河南省建科院工程检测有限公司到加工现场进行探伤,并出具了焊缝检测报告。在地梁、钢柱、展演层梁等主要构件安装过程中,项目部对施工人员进行书面技术交底,严把安装质量关,保证误差在规范允许范围内。
在高强螺栓连接安装过程中,严格按照《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ 82-91执行,首先根据检验报告高强螺栓的扭矩系数值计算出终扭扭矩值,施工时,高强螺栓的紧固分为初拧、终拧两步进行,在施工过程中确保技术资料和工程同步,对每个分项工程的关键部位进行拍照,以保证有一套完整的图片管理档案资料。
在现场安全施工管理上,对施工人员进行三级安全教育,针对每道工序的特点,分别进行书面安全交底,设置专职安全员,制定严格的安全管理制度,确保在整个施工过程中,未发生任何安全事故。
主体钢结构工程完成后,进入了工程布展阶段。天丰集团派出专人主动与上海施工方联系,现场提供配合和技术服务,并对装修过程中全程进行结构变型监测,形成了技术上优势互补,遇难题携手攻关的生动局面,有效地提高了工作效率,大大地缩短工期,得到了合作伙伴和省驻园办领导的高度评价。
天丰集团以强烈的事业心和社会责任感,不辱使命,在规定的时间内完成了场馆的主体钢结构建设任务,给家乡人民交上了一份合格的答卷。
前卫结构,引众人惊叹
河南馆位于上海世博园中国馆一层A片区,占地为长方形,长30.10米,宽16.30米,总建筑面积690平方米,建筑总高度7.00米。
整体结构体系分为地梁、展演层和顶棚三部分。地梁平辅在室内地面,钢柱栓接于地梁之上。展演层沿宽度方向设置刚架结构(折梁直柱),刚架之间设置系梁,在系梁平面内设置柱间支撑。顶棚按照桁架进行结构布置并设置系杆与支撑,部分节点采用网架螺栓球做法,顶棚由钢柱三边支撑。主体结构集多种钢结构形式于大成,设计理念独特,结构形式新颖。
河南馆钢架结构,看上去简单地说就像一个长方块,由“后上”、“前下”两个长边,斜对角切开,“下三角”为藏宝室的位置,“上三角”悬挂近200平方米的LED液晶超大屏幕装饰。
整个河南馆共计消耗钢材近140吨,仅是顶部重量就达40吨以上。为达到场馆的通透的视觉效果,除后排设置的13根钢柱外,在前方两侧仅设置4根斜向钢柱做上下支撑,这种前卫的设计极具挑战性。
为确保施工安全,做到万无一失,施工过程中,天丰集团多方寻求技术支持,为承建任务提供坚实可靠的技术支撑和保障。集团先后特聘钢结构专家秦效启教授、中建总公司钢结构专家刘嘉华总工程师等多名专家,数次亲临现场进行会诊。
2010年2月24日,由秦效启教授现场指导,天丰集团多名技术精英参与,对工程结构进行了3.9吨负荷的加载试验,确认工程安全可靠,达到了设计施工要求。
加载试验成功以后,有人开玩笑说,如果世博中国馆评建筑结构奖,河南必得。天丰集团一位负责人回了一句玩笑话,“这下中国馆领导与兄弟省馆的朋友们,总该相信河南馆够结实了吧”。