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国家大剧院巨大钢壳无一根柱子支撑 奇招大揭秘
华夏经纬网   2003-07-24 08:26:32   
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    华夏经纬网724日讯:据中新网报道,没有一根柱子支撑,国家大剧院如何“托壳”而出?这一构思精巧浪漫的“水上明珠”,提出了一个世界级的施工难题。上海的《新民晚报》通过现场“探营”,揭开这一谜题。

  第一招是“空中钓鱼”。国家大剧院的设计构想,是“城市中的剧院、剧院中的城市”,椭球大穹顶曲面主要采用银光闪闪的钛金属板饰面,中部为渐开式玻璃幕墙,与四周波光粼粼的人工湖相映成辉。由于在3.5万平方米壳体内,歌剧院、音乐厅、戏剧院三组巨大建筑以及地下深达三四层的辅助设施济济一堂,不得不在壳体外围进行远距离高空作业。

  为此,上海建工集团机施公司特地招兵买马,斥巨资从德国进口了600吨巨型履带吊车。这一自重1500吨的“洋力士”,由34辆车拆零装运8天8夜赶到北京。在吊装单个重量38吨的顶环梁构件时,身材修长的强力吊车如老鹰抓小鸡般,轻松平稳地将构件送上45米高的穹顶安装。

  据悉,大剧院钢结构壳体的许多部件都采用又稳又准的“空降”,最远的吊装半径可达108米。

  第二招是“切西瓜”,这使测量难题迎刃而解。成千上万构件组成的大型壳体与横平竖直的一般工程测量不同,由无数曲面组成的超级椭球体控制点多,大型构件分段对接的最大偏差必须控制在2毫米内,吊装精度要求近乎苛刻,在钢结构建筑史上前所未闻。按照外方设计要求,需要在四周设几千个测量点,从外部制高点来监控安装精度,但在天安门广场附近这一想法根本无法实现。

  于是,上海建工自行设计了一套全新测量校正方案,按空间壳体特点分解成1个水平平面和148个竖直平面控制点,结合原地测量控制网,甚至连阳光折射温度变化造成的误差都算计在内。但因壳体内混凝土结构密度大,“切西瓜”花了3个月时间,才使内部测量点面面俱到。

  最令人惊奇的是,如此高、大、重的曲线壳体竟无一根柱子支撑,全靠弧形钢梁承重,安装时如何下手?哪怕施工时能暂时起用临时支撑件,但因中间最大荷载度可达1600吨,而荷载100吨的顶梁柱就必须把根基打到地下20米。为了化解这强大的压力,采用外圈、内圈、中心圈三道螺栓球节点网架式支撑体系,按“先中心、后辐射、均衡对称”的安装作业流程,可使最大荷载降到15吨、单个支撑构件几公斤而已,实现了“四两拨千斤”

  吊装完毕后,建设者们将采用独特的结构协调变形均衡卸载控制技术,确保6750吨的巨型壳体转换到永久性结构荷载状态。

 

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