□郑建果

 

钢结构建筑以力学性能优,承受动载能力强,制作周期短,环境污染小,抗震性能优越,质量易保证,施工进度快,绿色环保好而成为现代建筑潮流。建筑钢结构在我国是一个新兴行业,其普及率大大低于世界许多发达国家。虽然这些年来不断在工业建筑以及多层、高层、大跨度民用建筑被采用,但发续发展潜力还十分巨大,值得高度重视。目前钢结构产业的发展企业不少,但层次复杂,良莠不齐,并不平衡,其中需要解决的一个重要问题就是“专业化”。

钢结构企业要做强做优,就必须要走专业化的道路。这是因为新兴市场高速增长的趋势所决定。以上海为例,当今钢结构房屋年建筑面积与上世纪90年代比达到数百倍的增长,专业化要跟上行业发展的速度。同时,这是由于钢结构技术密集系列化、多样化所决定的。如在设计的先进性上、制造的性能可靠上、在安装的施工工艺上、钢结构建筑的检测上等都需要专业化。还有这是由于钢结构行业的竞争白热化所决定的。目前国外企业、国有企业、民营企业纷纷跻身这一市场,市场竞争激烈而又惨烈,能否作为优者胜出,整个产业能否健康有序科学发展,专业化水平提高十分重要。

上海宝冶集团在这方面始终在作不断地努力和探索,并给人以启示。在发展战略上,宝冶深刻认识钢结构建筑绿色环保的特点,按照其产业与建筑企业关联性和建筑企业可持续发展要求,始终坚持了明确的产业专业化的设计、制造、安装、检修、检测一条龙发展战略;在紧跟潮流上,宝冶及时把握钢结构建筑已经成为二十一世纪建筑结构时代发展趋势,大力开拓广阔的市场,不仅仅是大型冶金钢结构建筑,还早就开始涉足以会展中心、体育场馆为代表的大型公共建筑钢结构市场,并形成了优秀的品牌。在产业转型上,上海宝冶完成了一系列工作,主要有:由原来辅助产业向主业转型,通过一系列整合,钢结构产业出现跨越式增长,仅钢结构制作生产能力也由原来的几万吨达到目前的几十万吨;从原来的承揽建筑工程项目制作钢结构,到已成龙配套,独立系列地向社会提供钢结构产品的转型;由内销向外销转型,海外的市场不断打开,已遍布美国、德国、印度等多个国家。还有由分散生产向管理集中化、布局规范化、工艺最优化、生产标准化转型,由单一产品向产品系列化转型;由低端向高端转型等。宝冶已获得全球最苛刻的AISV认证并承建了国内外许多高、大、难、新的地标性建筑等。宝冶根据冶炼和房屋建筑总承包双特级资质强化钢结构专业承包的竞争力,重点从科技创新、现场安装实力、客户服务延伸来形成专业化的品牌。

不可少的含金量——专业科技要领先

钢结构建筑改变了传统建筑秦砖汉瓦式砌筑,梁柱繁多的建筑特点,以结构的科技含量独树一帜。尤其在高、大、难、新的建筑中,充分发挥了科技进步的独特作用。

大跨度、大体量的大网格空间钢结构设计制造安装是世界级的科研课题。宝冶就承担了这项国家立项,并给予财政资助的专业化科研项目,虽然早已经结题完成,但仍在进一步不断地提升,而且在理论上和实践上取得了不俗的成果。在科技创新和科研开发中,上海宝冶集团与中国知名院校和科研单位优势互补,合作共赢。2009年上海宝冶集团与清华大学、西安建筑科技大学、浙江大学联手攻关,完成《现代钢结构稳定性关键技术研究与应用》成果,涵盖“拱形钢结构、钢管格构柱、轻型钢结构、钢管筒壳结构、防屈曲型结构、高层钢结构以及钢板剪力墙”七大技术的,获得国家科学技术进步二等奖。2010年,东南大学、上海宝冶集团等单位合作的《大跨度空间钢结构预应力施工技术研究与应用》又通过了2010年度国家科学技术进步奖的二等奖。而在2012年,宝冶施工的北京奥运国家体育场鸟巢建筑所采用了巨型钢桁架吊装技术、新型胎架支撑体系、钢屋盖合拢控制技术、大跨度结构分区、分级等比例液压同步卸载技术,Q460E-235原板焊接关键技术申报后,又获得了2012年度国家科技进步二等奖。四年间,中冶上海宝冶钢结构建筑技术获三个国家科技进步二等奖,这在业界也是独有。

科技专业化不仅在新型的大型公共建筑钢结构科技创新大有所为,传统的工业建筑施工也同样大有可为。如冶金炼铁厂是钢铁生产的龙头,具有举足轻重的作用。超大型特大型高炉大修,又拆又建,是典型工业钢结构安装的工程。要达到又好又快,经济效益和社会效益影响都很大。高炉短期化大修,是宝冶承担的又一国家级攻关项目,也是世界各国冶金同行企业追求的目标。经过多年的理论创新和实践攻关,宝冶完成了特大型高炉短期化大修300余项工程技术研究,成功地开发出了一套完整的《特大型高炉短期化大修成套技术》,这套技术包括了:特大型高炉短期化大修旧炉体拆除分段及运出技术研究、特大型高炉短期化大修新炉体气垫运输技术等。其中核心技术有两项申请了国家专利并获授权。这套技术填补了我国特大型高炉短期化大修的空白。特大型高炉大修由原来几百天,到创出98天完成,又创出78天完成的“神话”纪录,达到了国际先进水平。中央电视台海外中心还上门宝冶,制作了《高炉传奇》20多分钟专题片,宣传改革开放三十年中国崛起的成就,在央视四套国际频道向全球播出达半年之久。

不可少的“现场力”——专业安装要过硬

提到钢结构产业,人们一般想到的是钢结构制造加工,这固然是钢结构产业的基础。但再好的制作加工,最终是要靠安装来完成。国内外许多钢结构企业还有许多业主都非常看重钢结构安装。这是因为设计可在图纸上,通过周密计算上进行精心控制,制造可按图纸依托先进设备在生产线进行规范控制。而安装是要在现场进行大规模的拼装、吊装、组装成建筑成品,可控性和难度要大得多。尤其是现代钢结构建筑奇型异状,无所不有。大跨度钢结构安装法、高层钢结构安装法、桥梁钢结构安装法等,各有门道,各有绝活。现场安装施工能力决定了钢结构建筑产品的最终质量。中国钢结构金刚奖最终评奖是看安装施工质量,有没有专业能力,最终还是要看现场安装的成品质量。

在钢结构安装上,宝冶总承包的获得2012国家工程鲁班奖就是典型的案例。按国际一流标准建造的深圳大运中心主体育馆造型新颖独特,结构复杂。由16个(8组)形状相近的巨大水晶体状结构单元构成,每个直径为158米,该建筑集高耸结构和大跨度空间结构于一体,其结构形式为空间折面网格结构,是世界上最新颖的一种结构形式,也是在国际上首次应用于大型体育馆建筑。针对其钢屋盖的整体钢度、承载能力、动力特性以及节点性能等受力特性,为了确保该创新结构形式的安全性、经济性、合理性,深圳工务署还专门设立了有关模型试验研究科研课题。以现场条件和构件类型,具有多重复杂性和安装的难度,安装施工的挑战性极高。宝冶在大运主体育馆钢结构安装施工中,采用的定点地面拼装、定点高空组装;分级同步卸载;液压爬行器提供动力同角速度推进;光纤、光栅传感网络分析全程计算机控制等多项具有创新的先进施工方法。尤其是宝冶项目部总结宝冶厦门国际会展中心、南京奥林匹克体育中心、奥运鸟巢、世博项目等工程摸索积累的好的方法,反复研讨,精确计算。最终确立了主体育馆钢结构工程采用空间多轨道对称累积旋转滑移的安装工艺,其空间跨度之大、重量之重、弧线滑移之复杂等特点为国内罕见。旋转滑移的同步性、结构的稳定性要求也很高,也是世界最大的此类工程总量的旋转累积滑移。而这项高难度的顶尖的安装获得了巨大成功。其中支撑体系设计与制作安装、累积旋转滑移安装、主结构卸载与支座就位安装,用于沿弧形轨道滑移板材的滑板、用于钢结构旋转和卸载的装置,获得了国家两项实项新型专利。所采用的先进施工方法填补了我国大跨度钢结构在该项施工技术方面的空白,也使我国大跨度钢结构安装施工技术迈上了一个崭新台阶。

不可少产业链——专业服务要周全

钢结构产业的专业化要达到系统性,稳定性,就应要有为客户服务的体系化的产业链。包括在上游抓好设计,在基础上抓好制造,在现场抓好安装,在完工服务延伸方面抓好检修与检测。这种全产业链的服务,上海宝冶在大规模参加上海世博会众多总承包工程中得到了充分体现。

如在世博工程设计上,由于世博工程特殊性,2010年上海世博场馆的外国场馆极少有施工单位进行设计施工总承包,但中冶宝冶却在强手如林的竞争中承担了波兰馆设计施工总承包,这是在宝冶承担的众多世博总承包工程中一个开先河的突破。在充分表达对波兰馆特别的建筑创意中,作为设计施工总承包的宝冶,遇到了很多在普通工业与民用建筑设计工程中没有遇到的难题。宝冶以其超常的领悟力进行了创新和优化的设计,圆满完成了设计施工总承包一体化任务,使波兰馆成为一个有特色的建筑精品,并得到好评。

如在世博工程钢结构制作上,中冶宝冶建设在世博承担了美国馆、非洲馆、荷兰馆、卢森堡馆等多个场馆工程,还有世博高架人行平台工程,其中有许多项目钢结构达上万吨,加上世博配套的高铁虹桥枢纽站大型交通枢纽工程,钢结构制作量大为世博参战单位最多;加上时间紧、战线长、涉及面广,钢结构制作压力很大,但宝冶以其加工制造不俗能力和管理组织,确保了世博工程的高速度建筑和巨大的需求。受到了世博局的好评。

如在世博工程钢结构安装上,宝冶人在世博也是名列前茅,如在世博获得建筑工程“金刚奖”和建筑工程“鲁班奖”的主题馆,在钢结构安装中,宝冶创造了许多纪录。如创造了上海世博钢结构单月安装八千零五十吨安装的最高纪录。还有世博主题馆钢结构安装东区大面积屋面滑移创造了比计划工期提前整整二十天难以想象的施工纪录。另外,宝冶建设钢结构安装的世博主题馆南北跨度180米的大跨度空间双索张弦桁架其跨度为国内之首。宝冶在世界最大的同时可以由4架波音737飞机同时驶入的双向无柱展厅钢结构安装施工中,对大型钢结构件采用了先进的液压机器人滑移安装技术,高空滑移距离达180米,在国内更是首屈一指。

如在世博钢结构安装完工后服务延伸上,作为具有国家级检测资质的宝冶,是世博为数不多的设备和手段完备的独立的法人检测单位。宝冶在技术上已形成了钢结构检测核心技术。包括钢结构原材料、力学性能检测;金相分析;化学分析;无损检测;焊接工艺评定;油漆、涂料检测;应力测试和监控以及钢结构厂房检测与评估等成套检测技术。宝冶以独有的钢结构检测实力为世博打造钢结构精品工程提供了施工过程控制的检测和施工交工的验收检测,为世博工程项目保驾护航。世博阳光谷钢结构检测堪称宝冶世博工程检测的亮点。阳光谷钢结构和巨型索膜结构被称为世界之最,是世博轴最具特色工程之一。而结构截面连接节点做法是目前世界上独一无二的。其变曲率的网壳型钢结构、钢结构接点复杂,紧密尺寸要求高,缺陷定位难,宝冶人一丝不苟,严格把关,认真进行检测。还帮助施工方分析产生原因缺陷与不足,提出如何改进处理的方案,使得“阳光谷”工程成为精品。宝冶还完成了世博架人行平台重大工程近一万五千吨钢结构总量的工程检测任务,完成了美国馆、以色列馆、韩国馆等十多个场馆的钢结构工程检测任务,其优异的表现使得中冶宝冶检测在世博工程建设树立了优秀品牌。

目前宝冶的结构检测不仅仅用于建筑,而且还应用于飞机制造,汽车生产制造设备结构等领域。 ②