高端引領，構筑“二十冶鋼構”新品牌

——中國二十冶集團大型場館鋼結構品牌建設紀實

張　侃　王　軍　黃土嬌/文     發(fā)布日期：2017-07-04


江陰市民水上活動中心項目。

近年來，為響應國家大力發(fā)展基礎設施建設方針政策，鋼結構公共住宅、橋梁、高層建筑、場館類體育設施、機場車站及會展中心等便民惠民建筑應運而生，其中尤以鋼結構場館類建筑發(fā)展勢頭最為迅猛。為了跟進鋼結構建筑發(fā)展潮流及由逐漸萎縮的冶金市場向鋼結構建筑產業(yè)結構轉型需要，自2010年開始，中國二十冶集團連續(xù)承攬了江陰市民水上活動中心鋼結構、山西大同御東文化區(qū)美術館鋼結構、西藏會展中心鋼結構及鄭州新國際會展中心鋼結構等大型鋼結構場館工程，先后實現(xiàn)了大跨度階梯肋環(huán)形鋼結構組合安裝技術、大跨度異形網(wǎng)格鋼結構整體滑移技術、高海拔大溫差復雜空間管桁架整體提升技術等鋼結構安裝前沿技術的成功應用，獲得了業(yè)內的高度評價和一致認可，連續(xù)多年斬獲“中國鋼結構金獎”、上海市“金鋼獎”等殊榮，并且先后通過了美國AISC、歐標EN1090認證等，提升了中國二十冶集團的業(yè)內知名度和市場競爭力，打造企業(yè)品牌并促進了鋼結構產業(yè)結構的成功轉型。

初次“亮劍”旗開得勝

隨著國民經濟的迅速發(fā)展，大跨度場館類空間鋼結構的社會需求和工程應用逐年增加，場館類鋼結構跨度的日益增大和造型設計的復雜化對場館類鋼結構的施工技術提出了更高的要求。如何提升鋼結構施工技術水平以適應不同結構形式場館建筑施工是中國二十冶集團轉型的重中之重。

2010年，中國二十冶集團承接了江陰市民水上活動中心鋼結構工程項目。該工程屬江蘇省江陰市重點工程，其造型新穎美觀，結構復雜。建筑總體呈蘑菇狀，鋼結構屋蓋投影面積為12000平方米，東西方向長150米，南北向寬124米，中心最高點高度為32米，屋蓋結構為54榀管桁架屋架由中心點成放射狀向外布置，桁架上弦桿為階梯狀，下弦桿為非規(guī)則折線桿件結構，每榀桁架參差不齊、高低不平，結構整體重量約3200噸。

因屋蓋結構下有池底、看臺等，不適于搭設滿堂支撐架，同時考慮到屋蓋整體的空間不規(guī)則性，整體提升技術及累積滑移施工技術均不適用。針對這一結構特點，提出了階梯肋環(huán)形組合安裝技術，即利用胎架將54榀徑向主桁架兩兩組合地面拼裝成空間穩(wěn)定單元，組合單元按順序逐個吊裝至設計位置，吊裝過程中及時補裝拼裝單元間桿件。大跨度階梯肋環(huán)形鋼結構組合安裝技術將大量高空作業(yè)轉移到地面作業(yè)，降低了高空安全風險，減少了高空散裝作業(yè)的臨時措施量，縮短了大型機械的使用周期，同時錯開作業(yè)面，避免了專業(yè)交叉作業(yè)。這一技術的成功應用，得到了業(yè)主、監(jiān)理單位和業(yè)內專業(yè)人士單位的高度評價，經上海市金屬結構行業(yè)協(xié)會及江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設廳評審，該工程分獲“金鋼獎”（市優(yōu)質工程）和江蘇省“揚子杯”優(yōu)質工程獎。

自此中國二十冶集團在鋼結構場館類建筑施工業(yè)績上又添濃重的一筆，翻開了鋼結構場館類建筑施工的新篇章。

攻克高難度技術難題一技驚人

2011年，中國二十冶集團承接了山西大同御東文化區(qū)美術館鋼結構工程。大同美術館由世界著名的英國福斯特建筑事務所設計，總建筑面積32239平方米，系大同市七大重點工程之—。主體為全地下結構，上部采用鋼結構空間桁架體系。鋼結構在外型上，由四個從24米到36米高度不等的三角錐形相連而成，形成雄偉的金字塔建筑布局。建筑物仿佛是從地下漸漸升起的景觀，聳起的屋頂被自然色的耐候鋼板覆蓋，像突出的山峰，又猶如悉尼歌劇院般充滿無限延展的浪漫氣息。通過下沉式設計，與緊鄰的圖書館、體育館、博物館達到了視覺上的完美平衡，其獨特的金字塔疊合結構，使藝術性與功能性完美統(tǒng)一。白天，日光通過塔體間的天窗在建筑內投下律動的光影，夜間，能夠在建筑外感受到燈光四射而出的璀璨。

由于項目設計既體現(xiàn)空間上與毗鄰建筑的協(xié)調，又要實現(xiàn)自身藝術和功能上的完美統(tǒng)一，工藝結構復雜，加之工期緊，大大增加了該項目的施工難度。為了確保工期，減少交叉作業(yè)和降低施工難度，中國二十冶集團精心部署、科學論證、大膽創(chuàng)新，采用鋼結構屋蓋拼裝和土建施工同步進行的施工方式。鋼結構“先行拼裝、整體滑移”，即鋼結構在相鄰場地進行整體拼裝，下鋪300米長的4條滑移軌道延伸至土建施工現(xiàn)場，完成拼裝后，在12個計算機控制的滑移機器人的推動下沿著軌道前行到達設計位置，然后卸載、固定和就位，在整個項目部的努力下，重達3500噸的鋼結構屋蓋以每小時8米的速度開始前移，用四個工作日完成206米的行程，到達設計位置。鋼結構面積及結構的不規(guī)則性、體量之重以及滑移距離之長，在國內尚屬首次。該工程榮獲了上海市“金鋼獎”、中國鋼結構金獎（國家優(yōu)質工程）等榮譽。

截至2013年，中國二十冶集團的鋼構專業(yè)已經形成了強大的鋼結構提升和滑移優(yōu)勢，并在此基礎上不斷開拓場館鋼結構市場。

乘勢而上打造大型場館鋼結構領跑優(yōu)勢

2013年，中國二十冶集團承建了西藏會展中心鋼結構工程。該工程開創(chuàng)了集團公司承接的最高海拔的鋼結構工程的先河。項目位于拉薩市東郊，地面高程3657.22～3658.89米，由會展中心1號館兼會議中心、會展中心2號館及配套車庫等附屬設施組成。建筑總面積約37407.10平方米，鋼結構總安裝量約9200噸。鋼結構屋蓋由平面管桁架組成，最大桁架跨度84米，之間采用單榀次桁架連接，整個屋蓋桁架支承在四周框架柱上。工程建筑高度1號館為28.4米，2號館為29.3米。屋蓋鋼結構總安裝量約為4200噸。高原地區(qū)的物資匱乏，條件艱苦，對鋼結構專業(yè)提出了更大的挑戰(zhàn)。

屋蓋建筑造型在空間呈不規(guī)則的曲面多邊形，結構為雙曲面空間管桁架形式，主桁架跨度近100米，屋面桁架桿件數(shù)量多達近4萬件，屋蓋矢高變化大，最高和最低點相差14米之多。桿件截面為圓管，最大截面為Ф550*40，復雜多管相貫處采用鑄鋼節(jié)點。屋蓋支撐為V形鉸接支撐，通過盆式支座與下部結構連接。針對工程屋面鋼結構桿件多、結構柔等特點，將屋面鋼結構分為外圍屋面鋼結構部分和內部屋面鋼結構部分，提出外圍屋面鋼結構采用組合單元法安裝，內部屋面鋼結構采用整體提升法，通過混合安裝法順利高效的完成了工程，讓中國二十冶集團鋼構的大旗在海拔3650米的拉薩迎風飄揚。工程榮獲上海市“金鋼獎”、中國鋼結構金獎（國家優(yōu)質工程）。

通過江陰水上中心、山西大同美術館、西藏會展中心3個項目的實踐，中國二十冶集團將場館鋼結構中常用的使用方法組合安裝、滑移、提升分別應用，為場館工程積累了寶貴經驗。2017年，中國二十冶集團再度中標場館工程——鄭州新國際會展中心鋼結構工程。鄭州新國際會展中心位于鄭州航空港經濟綜合實驗區(qū)，該區(qū)定位為國際航空物流中心，以航空經濟為引領的現(xiàn)代產業(yè)基地、內陸地區(qū)對外開放重要門戶、現(xiàn)代航空都市、中原經濟區(qū)核心增長極，規(guī)劃面積415平方公里。規(guī)劃包括綠地會展一期、綠地會展二期、高鐵站、汽車站、會展商務平臺等。工程具體位置位于南水北調干渠以東、迎賓大道以南、會展路以西，凈占地面積約為2450畝（其中一期凈占地約為1080畝，二期凈占地約為1370畝），工程統(tǒng)一規(guī)劃設計，總規(guī)劃面積高達100萬平方米，其中一期建筑面積為40萬平方米，二期建筑面積為60萬平方米，依托航空、鐵路航空、鐵路樞紐，集商務辦公、會議酒店、休閑商業(yè)、綠色宜居等功能為一體的、輻射整個鄭州，乃至全國的新國際智慧型會展城。會展中心將設計打造成國內一流、國際先進的以會展為主體，兼顧會議和酒店功能的大型現(xiàn)代化綜合文化交流場所。項目擬建一個共享大廳、16個大型展館，可承辦大型展會、航空展、機械展等科技、商業(yè)展覽。中標工程為綠地會展城的會展一期項目，包括1號——8號展廳，單個展廳結構形式為門型排架（空間桁架梁+人形柱），主跨84米，縱長126米。鋼結構屋蓋直接由下部人形柱直接支承，人形柱與下部鋼筋混凝土結構拉結，受力形式極為明確。投標期間中國二十冶集團就已制定組合單元模塊安裝的施工方法，即按照設計意圖，將單個展廳鋼結構劃分為主桁架、次桁架及人形柱等吊裝模塊單元，人形柱工廠制作，主次桁架工廠制作成小拼單元，現(xiàn)場地面拼裝成吊裝單元，進行模塊化吊裝?，F(xiàn)階段已完成4號展廳及8號展廳的鋼結構安裝，組合單元模塊安裝技術的應用效果明顯。

以創(chuàng)新驅動引領鋼結構成績斐然

短短幾年，中國二十冶集團完成了場館類鋼結構工程施工業(yè)績的從無到有，施工技術的研究探索到成功應用，實現(xiàn)了場館類鋼結構工程施工水平質的飛躍。在這一過程中，中國二十冶集團始終秉承“一天也不耽誤，一天也不懈怠”的中冶精神，一步一個腳印，積水成淵，取得了累累碩果。

自2010年至今，中國二十冶集團承建的場館類鋼結構工程獲得了 “中國鋼結構金獎”2項；上海市“金鋼獎”3項及其他省級工程獎2項，打響了企業(yè)在行業(yè)內的知名度，提升了企業(yè)的市場競爭力，得到了業(yè)界的一致認可。

經過不斷積累和創(chuàng)新，中國二十冶集團在場館類鋼結構施工技術方面形成了專利、工法、論文等一系列成果。其中專利方面，共申請專利58件，其中授權發(fā)明專利12件，依托大同市御東區(qū)美術館工程形成專利“大跨度異形三角錐體空間網(wǎng)格管桁架結構整體滑移關鍵技術”，經由上海市知識產權局、上海市科學技術協(xié)會及上海市發(fā)明協(xié)會聯(lián)合組織的上海市優(yōu)秀發(fā)明選拔賽組織委員會評定為“第二十八屆上海市優(yōu)秀發(fā)明選拔賽優(yōu)秀發(fā)明一等獎”；論文方面，共計發(fā)表國內核心期刊論文16余篇；工法方面，共計發(fā)布工法21部，其中7部經中國冶金建設協(xié)會評審為冶金行業(yè)部級工法；科技研發(fā)方面，形成了“階梯式肋環(huán)形網(wǎng)格管桁架結構組合安裝關鍵技術研究”（2011年）、“大跨度異形三角錐體空間網(wǎng)格管桁架結構整體多軌滑移技術（2012年）”、“高海拔大溫差大跨度復雜空間管桁架鋼結構安裝技術研究（2013年）”、“高層超大跨度鋼結構連廊施工關鍵技術研究與應用（2015年）”、“高層懸挑鋼結構安裝關鍵技術研究與應用（2016年）”等五項科技研發(fā)成果，經中冶集團科技成果鑒定委員會鑒定，其中4項關鍵技術鑒定為國內領先水平，1項關鍵技術鑒定為國內先進水平。同時積極參加行業(yè)技術交流會議，獲得“中國施工企業(yè)管理協(xié)會科學技術獎科技創(chuàng)新成果”一等獎1項，二等獎3項以及“中國建設工程施工技術創(chuàng)新成果獎”1項。

場館類鋼結構工程施工的成功經驗，加快了中國二十冶集團鋼結構產業(yè)結構的轉型步伐，給二十冶人以極大的激勵和信心。接下來他們將繼續(xù)發(fā)揚樸實厚重的中冶精神，遵循“選擇二十冶就是選擇放心”的責任理念，進一步打開場館鋼結構、高層鋼結構、橋梁鋼結構、外資鋼結構等市場，努力打造“中冶鋼構”成為引領世界鋼結構建筑發(fā)展潮流的品牌企業(yè)。 （作者單位：中國二十冶集團）