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國內最大球殼 45米鋼結構懸挑 空中沉浸影院——圖文:省新科技館的三個“極限探索”

時間:2019-06-04 10:20:01        來源:

  圖為:省科技館新館雛形初現。

國內直徑最大的鋼筋混凝土球殼結構、長達45米的鋼結構懸挑、2000平方米的沉浸影院……歷經3年奮戰,省科技館新館已展露身姿。這個融眾多“第一”和“首例”的傳奇建筑項目建造總監慕志濤團隊鍛造。5月31日,湖北日報全媒記者走進這所中部地區最大、最先進的科技展館。
直徑30米,全國最大球殼混凝土結構
省科技館新館球幕影院,直徑30米,球殼厚度0.15米,堪稱全國最大直徑鋼筋混凝土球殼結構。
建設如此規模宏大的半球體,挑戰不言而喻。“選用何種材料作為澆筑混凝土的模板”了第一道難題。
傳統木模板、鋼模板,因拼縫不嚴密、自重大造價高等缺點而被技術團隊否定。難題如何破解?唯有創新
一次次實驗,技術團隊根據混凝土球殼結構特點研發了一種特殊的玻璃纖維增強水泥,這個“剛柔并濟”的新材料可以擔當起支撐龐然大物的重任,其“剛”性體現在托舉有力;其“柔”性則表現為拼接嚴絲合縫。比常規支撐體系而言,其支點及斜向支撐更多保證了支撐體系的安全穩定性。
據介紹,這個新材料蘊藏著兩項國家發明專利:混凝土球殼結構的支撐網殼及施工技術、混凝土球殼結構的GRC模板體系及施工技術,一舉解決了曲面弧度太大混凝土難以成形的難題。
支撐體系搭設好了,可在半球結構上澆筑混凝土一樣出現困難。混凝土一遍遍澆筑、一次次塌落。“必須調配出適合半球結構的混凝土密實度。”慕志濤解釋,既要保證混凝土澆筑過程流動性,又要確保混凝土不塌落。那段時間,慕志濤和工友們制作了一個半球模型,在半球模型上歷經上百次試驗,終于找到答案。全國最大球殼混凝土結構澆筑完成當天,慕志濤和工友們喜極而泣。
2000平方米空中沉浸影院
站在省科技館新館中庭,抬頭仰望,一個巨型沉浸式漏斗結構浮現。這個結構內部,締造著世界先進全景空中影院。
沉浸影院建筑面積約2000平方米,整體懸掛于主體鋼結構上,焊接安裝精度要求極高。
難度超乎預期。慕志濤說:“省科技館新館以鋼結構為主,用鋼量達3.5萬噸,空中影院焊接工程量大,需要在51米高空中完成作業。”
20名焊接工人猶如“蜘蛛俠”,飛檐走壁為了避免產生熱裂紋與冷裂紋,影響焊接質量,每條焊縫必須一氣呵成。“你看,那條最長1.2米的鋼板焊縫是最大挑戰。”順著手指方向望去,半空中,兩件巨型鋼構件,緊密相連,焊縫均勻順直,焊道與母材平滑過渡,宛如天成。“這條焊縫需要焊工一天半才能完成,如果中途停工休息,就會因為溫度冷熱不均出現裂紋。3名焊工24小時輪流作業,硬是戰勝挑戰。”慕志濤說。
要使每道焊縫都能“天衣無縫”,每道工序都得層層把關,清根、預熱、打底、填充、蓋面、保溫都有專人檢查。更為嚴苛的是,焊縫能否合格,由超聲波無損探傷論定。這個明察秋毫的儀器,可謂火眼金睛、鐵面無私,任何一點小瑕疵都難逃法眼。
378個胎架撐起45米鋼結構懸挑
省科技館新館一道長達45米的鋼結構懸挑,猶如飛船展翅翱翔。
在施工中,項目團隊采用了378個支撐胎架架起了懸挑。然而,更大的挑戰是,如何安全拆除378個支撐胎架?
卸載過程異常驚險,一個支點出現問題整個鋼主體結構都將毀于一旦。在長達60天的時間里,卸載方案反復試驗修改。
慕志濤解釋,卸載施工的關鍵在于同步,否則,結構就會出現高低錯落和應力紊亂,這對長懸挑是致命的。經過反復結構模型推演,最終確定24個主受力點采用液壓油缸自平衡同步卸載法。
2018年10月31日,卸載當天,隨著項目經理一聲令下,卸載施工管理小組立即抵達24個卸載點,同步打開液壓油閥……
“1號卸載點正常”“2號卸載點正常”……“不好,7號卸載點,油表無讀數”頓時,大家心頭一緊,項目總工史曉亮立即趕到7號卸載點。經仔細檢查,原來操作人員油閥開得過小,油表讀數反映緩慢。險情排除繼續卸載。
從早上8時至晚上6時,在揪心的10個小時里,24個油缸全部脫離主體結構,卸載平穩、順利現場一片歡呼

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