大国工匠 架起奇幻之桥-凯发会员官网
阅读提示:两座桥的设计建造突破了众多难点,实现了工程技术与建筑美学的完美结合,完成了“中国首创、世界第一”的奇幻之举。
记者|王 煜
上海迪士尼度假区星愿湖的西南和东南角,各有一座弧形景观桥如同彩虹般飘逸在水面。空间曲梁、单边悬索、主副桥结合……它们独特的建筑结构和外观已足够让人感觉到建筑之美。到了晚上,灯光照亮纤细的缆索、扶手,把副桥的玻璃桥面渲染得晶莹剔透,站在桥上,近赏湖中的灯光倒影,远望对岸璀璨的城堡和焰火,更是令人沉醉。
两座桥分别有一个好听的名字:“奇幻桥”、“奇缘桥”。这可谓名副其实:两座桥的设计建造突破了众多难点,实现了工程技术与建筑美学的完美结合,完成了“中国首创、世界第一”的奇幻之举;而参与设计建造的人们,则与这场挑战和考验结下了一段奇缘。
大胆创新攻克难题
三年前,接到这两座桥的设计建造任务时,庞学雷没有想到它会这么难。
乍看下来,这只是公园里的两座跨度分别为120米、90米的景观“小桥”。但美方提出,希望这两座桥能建得如彩虹一般,具有飘逸的美感,向中方提出了“单边悬索桥”的设计概念。
作为上海申迪项目管理有限公司总工程师、教授级高级工程师的庞学雷,从事土木工程专业技术工作近30年,拥有丰富的实践经验,作为工程一线的项目部经理参加了上海南浦大桥和杨浦大桥的建设,对于桥梁建设可谓非常熟悉。但是,一般的悬索桥都是对称的双边悬索,而单边悬索的弧形桥,在国内没有先例。
国际范围内,有8座类似的桥梁,分布在德国、西班牙等地。为了摸清情况,庞学雷赶赴德国实地考察了其中的几座。他发现,自己面临的,是世界上从未有人经历过的挑战。
现实世界的彩虹拥有“主虹”和“副虹”,而美方要求:星愿湖的景观桥也要真正如彩虹一般,造出紧挨着的“双弧”:主桥和副桥。这一下子又增添了太多的难题:主副桥的半径不同、圆心不同、起坡点不同、坡度不同,副桥和主桥间的连接方式需要非常独特,对副桥的支撑力需要巧妙传导……
这些问题也被设计方案评审团的专家们一一提出。“其中最关键的就是受力结构不合理。”庞学雷告诉《新民周刊》。不能解决这个问题,设计方案就不能通过,工作无从开展。
面对全新的难题,在“无规范、无方法、无标准、无经验”的“四无”情况下,庞学雷带领团队,突破框框、返璞归真,回归结构力学、空间几何的基础来研究,终于获得突破。
常规的流程是先有设计图纸再建设,但是,单边悬索桥的结构复杂,现有的人员、技术根本就画不出来。庞学雷打破常规,决定让科研先行,申请该项目的bim课题研究,以课题聚拢设计、施工、制造、监测等各方面单位,将科研、设计、生产融合在一起。
bim即建筑信息模型技术,是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。
庞学雷钻研bim已有5年,他的另一个身份是上海bim技术应用推广中心副秘书长。
主桥的宽度该怎样确定?5米宽的桥显得更飘逸,6米宽的桥则更安全。究竟选择哪个方案,中美双方工作人员讨论了两个多月,也没有达成一致。中方工作人员使用bim技术,将5米宽桥、6米宽桥在湖面上的模型分别展示出来,仅仅用了20分钟,双方便认同将主桥的宽度确定为6米。庞学雷解释道:bim技术建模不仅可以提前展示完工后的实际效果,还可以保证施工的准确性,甚至可以准确到一颗铆钉的施工要求。通过bim的模拟演示,团队还发现桥的主缆与吊索连结处的每个索夹均需扭转角度,才能实现严密的咬合而不滑动。通过精准受力计算,最终提前在工厂完成了每个索夹的定制,避免了安装之后问题的出现。
上海已对bim技术推广提出了明确目标,从2017年起,全市投资额1亿元以上或单体建筑面积2万平方米以上的政府投资工程、市重大工程,申报绿色建筑、市级及国家级优秀勘察设计、施工等奖项的工程,均需实现设计、施工阶段的bim技术应用。不仅是单边悬索桥,上海迪士尼工程的许多其他项目也成功应用了bim,这是一个很好的示范。
工匠精神打磨细节
俗话说:“细节是魔鬼”。在单边悬索桥的建设过程中,这样的“魔鬼考验”可谓数不胜数。
例如,为了产生梦幻的观景效果,副桥采用了玻璃桥面。但是对玻璃材质而言,透明与防滑是一对矛盾,既要满足视觉效果,又要保证防滑的安全性能达标,这样的玻璃,团队“满世界找”。最后通过9次试验,提交了13个样本,花了10个月时间,终于得以解决。
又如,单边悬索桥的栏杆上都布置了锁网,看上去好像平淡无奇,其实里面也大有讲究:首先当然是起到安全防护的作用;其次,用锁网的形式,可以让风从孔洞中透过,这就减少了桥梁的风荷载;最后,锁网采用细钢索,这和吊索的细钢索相似,做到了建筑的整体风格一致性。
桥的扶手栏杆为什么要做那么粗?是为了引导游客的视线,让他们比较容易地体会到桥的优美弧线。主桥和副桥之间为什么要用阶梯踏步连接?除了让主副桥之间可以互通外,还能让游客坐在阶梯上休息,更美好的是夜晚可以坐在这里,远眺迪士尼城堡的焰火。从桥的同一端出发,两个人分别走主桥和副桥,他们之间的相对位置、相对高度会一路发生变化,这也设计师为了让游客有动态体验的精心设计……
这样的保证细节、精益求精、屡试屡败、屡败屡试、最终成功的故事,实在太多了。“可能需要讲上三天三夜”,庞学雷说。
将近2年半的时间里,整个团队奋斗了1000多个日日夜夜,开会讨论超过100次,其中不乏激烈的争论。大家在建设、生产的过程中发现问题、提出问题,随时记录在案,接下来集思广益,攻克难关。
庞学雷将这些日子里的经验成果总结成书,即将出版。两座单边悬索桥正在申请上海建筑工程“白玉兰奖”,同时也在申请外观专利和发明专利。
在旁人看来,两座“彩虹桥”的建造是一次重大的创新过程。而对于创新,庞学雷有自己的理解:
创新是有风险的。在一切未知的情况下,拍板是一件很有风险、很痛苦的事,毕竟谁也不想犯错。庞学雷说,他非常感谢政府相关部门、申迪集团领导和参建各单位的信任和支持,是他们给了整个团队创新的空间。
创新是挑战和考验。每一个决策、行动都是对专业知识、专业能力、组织统筹能力的挑战和考验。经受考验的还有身心素质。庞学雷回忆:最担心的是落架成桥阶段,“那几天,天天吃不下饭睡不着觉”。
创新是渐进式的。创新中跨出的每一步都是进步,同时会有缺陷和遗憾。“现在回首,如果要我再来一次,也许有的地方能做得更好。”但只要坚持不懈,目标终会实现。
虽然只是两座“小桥”,但在庞学雷看来,这充分考验了制造业、安装业的水平。唯有秉持“大国工匠”精神,方可赢得这样的考验。
“我们是有幸遇到这样的机会和考验。”他说。
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