中國國家大劇院“托殼”探秘

[img]http://m.36byz.com/upload/news/2003723105037327.jpg[/img] 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，作為首批現場探營的媒體，本報記者獲知了破解之道。 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。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噸的頂環梁構件時，身材修長的強力吊車如老鷹抓小雞般，輕松平穩地將構件送上45米高的穹頂安裝。據悉，大劇院鋼結構殼體的許多部件都采用又穩又準的“空降”，最遠的吊裝半徑可達108米。 “切西瓜”高招則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，從外部制高點來監控安裝精度，但在天安門廣場附近這一想法根本無法實現。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，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點網架式支撐體系，按“先中心、后輻射、均衡對稱”的安裝作業流程，可使最大荷載降到15噸、單個支撐構件幾公斤而已，實現了“四兩撥千斤”。吊裝完畢后，將采用獨特的結構協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。 經過兩輪國際競賽、3次修改和4年爭論歷程的國家大劇院設計方案，曾被專家認為足足超前了20年。