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國家大劇院巨大鋼殼無一根柱子支撐 奇招大揭秘

2003年07月23日 19:20


國家大劇院效果圖(資料)

  中新網(wǎng)7月23日電 沒有一根柱子支撐,國家大劇院如何“托殼”而出?這一構思精巧浪漫的“水上明珠”,提出了一個世界級的施工難題。上海的《新民晚報》通過現(xiàn)場“探營”,揭開這一謎題。

  第一招是“空中釣魚”。國家大劇院的設計構想,是“城市中的劇院、劇院中的城市”,橢球大穹頂曲面主要采用銀光閃閃的鈦金屬板飾面,中部為漸開式玻璃幕墻,與四周波光粼粼的人工湖相映成輝。由于在3.5萬平方米殼體內,歌劇院、音樂廳、戲劇院三組巨大建筑以及地下深達三四層的輔助設施濟濟一堂,不得不在殼體外圍進行遠距離高空作業(yè)。

  為此,上海建工集團機施公司特地招兵買馬,斥巨資從德國進口了600噸巨型履帶吊車。這一自重1500噸的“洋力士”,由34輛車拆零裝運8天8夜趕到北京。在吊裝單個重量38噸的頂環(huán)梁構件時,身材修長的強力吊車如老鷹抓小雞般,輕松平穩(wěn)地將構件送上45米高的穹頂安裝。

  據(jù)悉,大劇院鋼結構殼體的許多部件都采用又穩(wěn)又準的“空降”,最遠的吊裝半徑可達108米。

  第二招是“切西瓜”,這使測量難題迎刃而解。成千上萬構件組成的大型殼體與橫平豎直的一般工程測量不同,由無數(shù)曲面組成的超級橢球體控制點多,大型構件分段對接的最大偏差必須控制在2毫米內,吊裝精度要求近乎苛刻,在鋼結構建筑史上前所未聞。按照外方設計要求,需要在四周設幾千個測量點,從外部制高點來監(jiān)控安裝精度,但在天安門廣場附近這一想法根本無法實現(xiàn)。

  于是,上海建工自行設計了一套全新測量校正方案,按空間殼體特點分解成1個水平平面和148個豎直平面控制點,結合原地測量控制網(wǎng),甚至連陽光折射溫度變化造成的誤差都算計在內。但因殼體內混凝土結構密度大,“切西瓜”花了3個月時間,才使內部測量點面面俱到。

  最令人驚奇的是,如此高、大、重的曲線殼體竟無一根柱子支撐,全靠弧形鋼梁承重,安裝時如何下手?哪怕施工時能暫時起用臨時支撐件,但因中間最大荷載度可達1600噸,而荷載100噸的頂梁柱就必須把根基打到地下20米。為了化解這強大的壓力,采用外圈、內圈、中心圈三道螺栓球節(jié)點網(wǎng)架式支撐體系,按“先中心、后輻射、均衡對稱”的安裝作業(yè)流程,可使最大荷載降到15噸、單個支撐構件幾公斤而已,實現(xiàn)了“四兩撥千斤”。

  吊裝完畢后,建設者們將采用獨特的結構協(xié)調變形均衡卸載控制技術,確保6750噸的巨型殼體轉換到永久性結構荷載狀態(tài)。(秦武平、徐祖恂、章華平)

 
編輯:余瑞冬

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