在武汉市经济技术开发区春晓路与蔷薇路交汇处,一条悬浮于30多米高空的空中连廊,引起了众多市民的注意。这正是中交二航局在华中地区建造的独具特色的中交城空中“云连廊”——在36米高空中,采用围合式钢连廊串联起写字楼、酒店等单体建筑,形成一条空中走廊。
“要在空中架起这座‘云连廊’,并不是一件易事。因为‘云连廊’架设在几座超限建筑物上。”华中·中交城项目总工程师刘富发说。所谓“超限建筑物”,是指超出国家现行规范、规程所规定的适用高度和适用结构类型的建筑工程,体型特别不规则的建筑工程,以及有关规范规程规定应进行抗震专项审查的高层建筑。
华中·中交城为商务主题综合体,包含5A甲级写字楼、酒店、独栋办公楼、商业区域等。其中5A甲级写字楼属于超限设计,设计高度为180米,比常规设计100米多了80米。但超限设计,并未让华中·中交城的建设者们退缩,反而激发了他们无限的创造力。
超限逼出的第一个极限,就是钢材重量比原设计轻了70多吨,大大减轻了地基承重。
控制重量,是打造“云连廊”的关键。按照设计,单段连廊必须严格控制在12吨以下,以减轻大楼结构承重和地基承重。项目技术团队原计划采用普通碳钢、锌钢等作为“云连廊”的材料,然而其重量太大,变形、下坠等危险系数太大。经过集体“头脑风暴”,项目部决定采用国内钢结构建筑物最常用的轻型耐候钢,这种材料抗腐蚀性能强,外表美观,而且质量轻。然而经过预拼装验证,重量仍然超出预期。“仅一段连廊就超过了预期重量0.51吨。”项目部生产主管陆国庆颇为无奈。
项目部技术团队再次展开攻关,对预拼装的轻型耐候钢进行检测,发现超重的原因出在焊接材料上。原来,焊接会产生大量烟雾,烟雾中的镁锌氧化物与焊料中的铝等金属元素在高温下结合,生成质量较重的氧化层。“氧化层就附着在焊接处,每段钢连廊都有近千个焊接点,这就是单段连廊超重的原因。” 陆国庆为找到超重原因欣喜不已。
随后,项目部采用吹风机吹散烟雾的方法,最大限度地减少了氧化层的形成。经过第二轮预拼装,单段连廊终于达到预期重量。“整个云连廊原计划重308吨,经过项目部技术攻关,如今只有232吨。”
解决了重量问题,剩下的就是控制减震和变形,让云连廊稳稳地“漂浮”在36米的高空。“‘云连廊’本身的设计也超出了常规,有的悬廊挑距长达15.2米,即额外伸出支撑结构的部分有15.2米。这个设计,就像一个‘7’字形的跷跷板,缺了一端。”刘富发介绍。
这一次,二航局建设者再度发挥了无穷的创造力,他们把控制大桥变形和减震的技术完美地运用在了“云连廊”上。“二航局靠水工起家,随后进军桥梁市场,把水工技术嫁接到了桥梁建设中。如今,我们又把桥梁建设技术嫁接到了房屋建造上。”刘富发说。云连廊作为一个建造在空中的花园景观平台,其结构和受力与大桥建设有颇多相通之处。
建设者在云连廊的四个支架上,设计了四个“铅芯橡胶支座”,这正是桥梁用来防止变形和减震的利器。“铅芯橡胶支座”由连接板、上封板、铅芯、多层橡胶、加劲钢板 、保护层橡胶、下封板和下连接板组成。它除了能承受“云连廊”的重力和水平力,还能吸收能量,可通过橡胶提供水平恢复力,从而控制云连廊变形。尤其令人惊叹的是,如果有地震发生,“铅芯橡胶支座”将能通过动态恢复与再结晶,以及橡胶的剪切拉力作用,让云连廊自动恢复原位。“这四个‘铅芯橡胶支座’,能承受600多吨的重量,而整个‘云连廊’才350吨。”谈起这些,每一名参战员工都感到无比自豪。
另一项桥梁技术“调谐质量阻尼器”也被成功运用在“云连廊”上。“这个阻尼器就像摩托车前车轮上的弹簧式减震器。”刘富发的比喻总是简单直接,让人一下就理解了工程行业中晦涩难懂的东西。调谐质量阻尼器经常应用于大桥减震,让大桥相关结构物在承受自身重量和行驶在上面的交通工具重量时,还能稳如泰山。“这就像给‘云连廊’上了控制减震和变形的双保险。”刘富发说。
如今,集结着二航建设者智慧和汗水结晶的“云连廊”已经紧紧地环绕着华中·中交城。这条总长722米、漂浮于空中的景观花园和绿色走廊,正成为武汉一抹新的靓丽风景。(莫雨 金利来 赵兵)