来自 科技 2019-07-11 12:15 的文章

用技术挺起中国双胞胎饲料图片建造的“脊梁”

  不算太高的个头,配上一副厚厚的眼镜,显出几分书生气,担任中建三局副总经理、总工程师的张琨,并不为人所熟知。但提起中央电视台新台址、北京第一高楼 “中国尊”、中国结构第一高楼天津117大厦,或许大家并不陌生。而这些享誉国内的摩天大厦,凝聚着他的拳拳匠心。从业36载,张琨4摘国家科技进步奖,85次获国家发明专利,从一名基层技术员成长为敢与国际顶尖对手抗衡的科技专家,挺起中国建造的“脊梁”。

  填补国内空白

  1982年,20岁的张琨从重庆建筑工程学院毕业,入职中建集团旗下的中建三局,成为了一名技术员。在很多人看来,这是一项清苦、枯燥、责任多于回报的工作,但他却乐此不疲,

  这位酷爱钻研的年轻人,一边参与各类新型建筑实践,一边不断用新知识装备自己。早在1996年,很多施工单位还在手工绘图时,张琨就开始自学三维动画技术,在中建三局第一个学会在复杂工程结构设计中使用三维动画计算软件,并在三局、中建集团乃至整个施工企业推广。

  2000年,深圳文化中心钢结构工程处于招标筹备阶段,日本著名设计大师巧妙赋予其“黄金树”的造型——67个铸钢节点没有一个相同,最复杂的节点伸出的接头多达10个。

  当时树枝钢结构非常新颖,铸钢节点更是一个尖端课题,对尚处于起步发展阶段的中国建筑,被认为与这单“瓷器活”无缘。当时投标时一家日本公司认为绝不会有其他公司能与其抗衡,便给业主报了一个天价,还流露出非他们莫属的意思。

  面对这个集设计计算、铸造工艺、安装工艺于一体的综合课题,而且其中很多方面的技术对企业来说几乎是空白。时任中建三局钢结构公司总工程师的张琨迎难而上,一方面积极向专家请教,研究分析施工难度;另一方面,花费10多天绘制出每个铸钢节点的三维模型,走访国内最知名的几个铸造厂家,但结果令人失望,厂家当时的工艺根本不能满足这种复杂构件的加工要求。

  于是,他再一次认真学习铸造行业基本知识,多方查找信息,一遍遍设计,一遍遍修改,一次次试验,终于摸索出一整套关于多支点管结构铸钢节点的设计、验算、铸造以及树枝结构安装、测控、焊接技术……仅用一年,就把图纸上错综复杂的“树枝状”线条变成了“铁”的事实,使中国企业以低于外方十分之一的报价,成功拿下“黄金树”。更重要的是填补了国内技术空白,从此中国钢结构施工水平跨入国际先进水平行列。

  这次的潜心研究,还揭开了计算机模拟施工广泛应用于建筑施工行业的篇章。后来竞标上海环球金融中心,在30分钟的施工方案陈述片中,张琨采用一流的模拟实景技术展示,将极其复杂的技术展现得淋漓尽致、深入浅出。“世界上最好的建筑公司做的方案也不过如此。”业主看后感叹道。

  挑战全球“最强悍工程”

  两栋高234米的塔楼,双向倾斜6度,在160米高空由钢结构大悬臂连为一体,形成巨大而不规则的“门”字型“立体城市”。悬臂14层、宽39.1米、高56米,用钢量1.4万吨,相当于将国内第一栋钢铁大厦深圳发展中心悬空建造。这便是坐落于北京CBD的中央电视台新址,曾被英国《泰晤士报》评选为全球十大“最强悍工程”之一,2013年被世界高层建筑学会授予全球最佳高层建筑奖。

  倾斜与大悬臂的造型特点,使其从设计之初就受到建筑界和公众的高度关注,能否顺利合龙一时成为悬念。“倾斜塔楼与悬臂自重产生的荷载会使两栋塔楼在施工过程中不断变形。” 2004年,兼任中央电视台新址项目总工程师的张琨,经反复审阅设计图,谨慎地提出自己的观点,如简单按设计位形制作与安装构件,楼身倾斜便会超过设定角度,悬臂结构无法合龙。

  在无先例可循的情况下,他会同项目技术人员和有关专家反复论证,精心计算构件的精确偏移量,大胆提出“两塔悬臂分离、逐步阶梯延伸、空中阶段合龙”的安装方式,即采用预先把塔楼倾斜设计角度向反方向扳一定角度的“反变形”方法进行施工,以确保结构最后施工完成后,通过自身变形落回设计位置。

  历时4载,2008年12月26日,随着最后一根合龙杆件拧上螺栓,中央电视台新台址主楼悬臂钢结构在合龙点上精确安装就位。在新闻发布会上,张琨自豪地宣布:我们严格按照国际一流的标准,完成了不可能完成的任务,达到国际钢结构的最高水准。

  自主研发杀手锏“造楼机”

  从20世纪80年代起,我国超高层建筑施工技术从传统的搭设脚手架到滑模,再到爬模、提模,施工机械化、标准化、高效化程度不断提高。