北京老山腳下,矗立著一座類似自行車賽車手的頭盔式的飛碟形建筑,這就是老山自行車館。說(shuō)起老山自行車館,幾乎所有親眼見到的人,都會(huì)被那巨型圓頂及其中間直徑達(dá)56米的大天窗所吸引,可開啟窗戶的面積達(dá)240平方米。也就是在安裝這個(gè)巨型鋼結(jié)構(gòu)圓頂時(shí),誕生了大跨度網(wǎng)殼(架)外擴(kuò)拼裝、拔桿接力轉(zhuǎn)換整體提升國(guó)家一級(jí)施工工法。
據(jù)參與施工的中國(guó)新興建設(shè)五公司黨委書記吳正睿、項(xiàng)目總工程師楊博介紹,老山自行車館圓形鋼結(jié)構(gòu)屋蓋水平投影直徑149.536米,鋼網(wǎng)殼跨度133.06米,矢高14.69米,網(wǎng)殼厚度2.8米,頂標(biāo)高35.29米,整個(gè)屋蓋系統(tǒng)由雙層球面焊接球網(wǎng)殼、全封閉相貫線節(jié)點(diǎn)環(huán)形管桁架構(gòu)成。如此超大型的鋼結(jié)構(gòu)施工在國(guó)內(nèi)還是首例,國(guó)際上可供參考的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也極為少見,特別是巨型大跨度鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼的施工難度之大、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之高,在國(guó)內(nèi)更為罕見。如何將一個(gè)巨型網(wǎng)殼安裝成功,是整個(gè)工程的最大難點(diǎn)。
楊博回憶說(shuō),2005年5月,實(shí)施老山自行車館鋼結(jié)構(gòu)安裝前夕,由新興建設(shè)總公司工程部多名工程師牽頭,在哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京市建委、鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)、北京市2008工程建設(shè)指揮部辦公室等單位有關(guān)專家的指導(dǎo)下,項(xiàng)目部組建了一個(gè)科技攻關(guān)小組,他們先后否定了滿堂紅腳手架高空散拼方案、微單元拼裝法、整體頂升法、計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)控制的整體提升法等6種方法,歷時(shí)3個(gè)多月,最終創(chuàng)造性地拿出了一個(gè)全新方案。
2005年10月8日,鋼網(wǎng)殼安裝采用外擴(kuò)拼裝與拔桿接力提升相結(jié)合的施工方法,在老山自行車館實(shí)施。據(jù)楊博介紹,這個(gè)巨型網(wǎng)殼安全提升、順利合龍對(duì)整個(gè)工程建設(shè)具有里程碑式的意義。經(jīng)反復(fù)論證后,項(xiàng)目部鋼網(wǎng)殼安裝采用外擴(kuò)拼裝與拔桿接力提升相結(jié)合的施工方法,逐圈外擴(kuò)、逐步提升,提升系統(tǒng)采用由絞磨牽引的獨(dú)腳拔桿系統(tǒng)。
巨型網(wǎng)殼的安裝,如同一把從場(chǎng)館中央慢慢撐開的巨傘。在高度達(dá)5米的混凝土平臺(tái)上放出中心控制點(diǎn)和控制軸線,砌設(shè)支撐磚墩,這就如同先確定了傘桿。由中心開始拼裝網(wǎng)殼,逐圈向外擴(kuò)散,當(dāng)周圍無(wú)法向外繼續(xù)拼裝時(shí)開始提升,這就如同打開傘的第一步。每次提升的高度要滿足外擴(kuò)2圈至3圈的要求,依次循環(huán),“傘”就這樣被慢慢打開。提升拔桿系統(tǒng)由內(nèi)環(huán)、中環(huán)、外環(huán)3圈拔桿組成。其中,內(nèi)環(huán)共設(shè)置8根拔桿,中環(huán)共設(shè)置14根拔桿,外環(huán)共設(shè)置24根拔桿。隨著網(wǎng)殼的外擴(kuò)拼裝,3圈拔桿以接力的方式完成網(wǎng)殼的提升任務(wù)。內(nèi)環(huán)、中環(huán)拔桿分別在中環(huán)、外環(huán)拔桿完全受力后退出工作并被拆除,整個(gè)網(wǎng)殼共分7次完成提升就位。
楊博回憶說(shuō),最后一次提升,就如同整個(gè)傘被完全打開,近700人一起從場(chǎng)館四周用52臺(tái)提升絞磨同時(shí)進(jìn)行推動(dòng)。他們采用一邊拼裝網(wǎng)殼,一邊提升拔桿的方法,當(dāng)拔桿被提到最后一級(jí)的時(shí)候,拼裝網(wǎng)殼也同時(shí)完成,整個(gè)屋頂安裝一步到位,不會(huì)出現(xiàn)由于分片施工所造成的不確定因素過多,連接縫隙過大,返工過多等情況,既節(jié)省了工期,又減少了鋼材浪費(fèi),降低了成本。
由于采用了科學(xué)的施工方法,在規(guī)定的工期內(nèi),老山自行車館順利完工并交付使用。而鋼網(wǎng)殼安裝采用外擴(kuò)拼裝與拔桿接力提升相結(jié)合的施工方法也被實(shí)踐證明是一種科學(xué)、合理的施工方法。
2007年,大跨度網(wǎng)殼(架)外擴(kuò)拼裝、拔桿接力轉(zhuǎn)換整體提升施工工法經(jīng)原建設(shè)部專家組論證,被批準(zhǔn)為國(guó)家一級(jí)工法。