作為全球第六、中國第三高樓，西塔項(xiàng)目建造難度之大，技術(shù)要求之高，是前所未有的。高標(biāo)號(hào)、高強(qiáng)度、高粘性混凝土泵送作業(yè)的世界級(jí)施工難題在這里得以破解！西塔項(xiàng)目的成功，向全世界展示了由中聯(lián)重科所領(lǐng)軍的中國工程機(jī)械設(shè)備先進(jìn)的混凝土泵送設(shè)備與施工技術(shù)。

     項(xiàng)目承建商中國建筑總公司繼中央電視臺(tái)新樓建設(shè)項(xiàng)目全部選擇中聯(lián)設(shè)備承擔(dān)混凝土泵送施工之后，再次戰(zhàn)略性地選擇了中聯(lián)重科作為工程機(jī)械設(shè)備供應(yīng)商。西塔工程由此成為中國建筑界施工單位與工程機(jī)械設(shè)備廠商強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、共同挑戰(zhàn)世界新高度的典范之作。項(xiàng)目總投資60億元，2007年1月31日開工，日前即將竣工。

     廣州西塔結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，建造難度非常大。中建四局董事長兼西塔項(xiàng)目總經(jīng)理葉浩文介紹，在施工過程中，聯(lián)合體項(xiàng)目部先后研發(fā)和采用了多項(xiàng)全國乃至世界領(lǐng)先的施工工藝和施工技術(shù)，有效解決了工程施工中的四大世界級(jí)難題：一是1007天的工期內(nèi)完成這棟高432米、103層的龐大建筑物；二是將C100高性能混凝土一次成功泵送到333米高度，刷新了超高性能混凝土超高泵送的世界紀(jì)錄；三是自主研究“低位三支點(diǎn)長行程頂升鋼平臺(tái)可變模架體系”綜合施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速改變適應(yīng)豎向與水平向的體形變化；四是針對(duì)項(xiàng)目巨型超高斜交網(wǎng)格鋼管柱制作與安裝，先后采用了精確切割與焊接加工、無攬風(fēng)吊裝、空間多點(diǎn)三維坐標(biāo)精確定位和復(fù)雜環(huán)境下超厚鋼板焊接等多項(xiàng)先進(jìn)施工技術(shù)，確保工程進(jìn)度和質(zhì)量。

     該工程投入的大型施工裝備有3臺(tái)M900D塔吊，1臺(tái)可泵400多米高的混凝土輸送泵以及1套大型爬升模板平臺(tái)系統(tǒng)等等。這些設(shè)備在通常的建筑市場上是極少使用的，像M900D的塔吊只有在央視新址大樓和廣州電視塔等超高超大建筑才見其使用，且為進(jìn)口產(chǎn)品，國內(nèi)企業(yè)目前還不生產(chǎn)這種設(shè)備；混凝土輸送泵是中聯(lián)重科為西塔工程專門研發(fā)的產(chǎn)品。項(xiàng)目用的施工電梯安裝在全部的樓層中，是變頻電梯，在里面充分利用了內(nèi)景道來實(shí)施電梯，像室內(nèi)電梯一樣，緩慢、穩(wěn)定、高速運(yùn)行。

超高性能混凝土超高泵送   破解世界級(jí)施工難題

     全程為西塔項(xiàng)目提供混凝土泵送解決方案的中聯(lián)重科混凝土機(jī)械公司，面對(duì)日趨激烈的混凝土機(jī)械市場競爭，將科技作為第一生產(chǎn)力，將技術(shù)研發(fā)作為核心要?jiǎng)?wù)，構(gòu)建起完善的技術(shù)創(chuàng)新體系，依靠技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)，通過科技產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)市場突破。

     根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，目前超高性能混凝土雖然已開始應(yīng)用于建筑施工領(lǐng)域，但由于該混凝土配合比還不穩(wěn)定，且行業(yè)內(nèi)對(duì)此沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致其在高層建筑領(lǐng)域使用不多。為此，廣州西塔項(xiàng)目部做了大量的準(zhǔn)備工作，承建方中國建筑工程總公司——廣州市建筑集團(tuán)有限公司聯(lián)合體，針對(duì)超高性能混凝土的配制和泵送，成立了科技攻關(guān)小組，在中聯(lián)重科等多方參與合作下，進(jìn)行了大量的相關(guān)試驗(yàn)，總結(jié)出了較為穩(wěn)定的配合比相關(guān)參數(shù)，其研制的C100超高性能混凝土的強(qiáng)度和韌性均達(dá)到了施工要求。

     而讓這一課題成為世界性難題的另一個(gè)原因，就是超高性能混凝土的粘度極高，泵送難度極大。承擔(dān)此次混凝土泵送任務(wù)的中聯(lián)重科組建了由資深專家組成的項(xiàng)目技術(shù)攻關(guān)小組，進(jìn)行西塔成套泵送設(shè)備開發(fā)、設(shè)計(jì)及制造，成功研發(fā)了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的HBT90.40.572RS型超高壓混凝土泵。其混凝土出口壓力可達(dá)40MPa，理論泵送高度超過1000米，可完全滿足本工程的泵送要求。通過對(duì)關(guān)鍵件如：料斗、S閥、水箱、眼鏡板、拉桿等進(jìn)行有限元分析，對(duì)液壓、電器件進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，一道道難題隨之被破解：如整體布局的合理性、液壓系統(tǒng)在高壓大排量的工作條件下的密封可靠性及工作可靠性、大功率工作條件下油溫的控制；泵送系統(tǒng)的系統(tǒng)剛性；密封可靠性；高粘度混凝土的泵送工作條件下的吸料效率；低阻尼泵送管道的設(shè)計(jì)及管道在高壓力工作條件下的密封可靠性等等；設(shè)置了GPS的全程跟蹤系統(tǒng)，將混凝土的泵壓以及配送速度由電腦記錄。每一次將高性能混凝土的性能都進(jìn)行了記錄，根據(jù)現(xiàn)有的公式和現(xiàn)場實(shí)測的參數(shù)進(jìn)行了理論推算超高壓的泵管，計(jì)算混凝土的輸送量。

     西塔項(xiàng)目是一個(gè)系統(tǒng)工程，它不僅需要高質(zhì)量的泵送設(shè)備，更需要布局合理的泵送管道及提高高性能混凝土的可泵性，對(duì)管道的材料、管徑、管厚、熱處理工藝、接頭形式、密封圈等細(xì)小環(huán)節(jié)，項(xiàng)目組逐一進(jìn)行論證，選擇最優(yōu)方案，從而有效保證了泵送施工要求。中聯(lián)重科技術(shù)人員深入西塔施工工地，冒著高溫酷暑進(jìn)行實(shí)地堪測。設(shè)計(jì)了多個(gè)布管方案，和施工建設(shè)單位負(fù)責(zé)人反復(fù)溝通，終于確定最科學(xué)、合理的混凝土輸送管布管方案，保證了混凝土泵送施工順利進(jìn)行。國內(nèi)混凝土研究領(lǐng)域的權(quán)威、清華大學(xué)馮乃謙教授任專家組組長，他介紹到，日本現(xiàn)在在超高層建筑中雖然使用了超高性能混凝土，但采用的是將超高性能混凝土吊升至高處再進(jìn)行澆灌的方式，像西塔這樣直接泵送如此高標(biāo)號(hào)混凝土到如此高度的工程，目前在國內(nèi)外都沒有先例。然而，正是有了中國建筑工程總公司、廣州市建筑集團(tuán)有限公司和中聯(lián)重科的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，才使得西塔工程成為泵送施工世界新紀(jì)錄的誕生地！中國工程機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)理事長韓雪松表示：“中聯(lián)重科通過西塔項(xiàng)目的成功，向全世界展示了其領(lǐng)先的混凝土泵送設(shè)備與施工技術(shù)，同時(shí)也表明中國工程機(jī)械設(shè)備完全有能力承擔(dān)世界任何難度的混凝土泵送工程！”

M900D塔吊拆裝難度大

     擔(dān)任垂直運(yùn)輸任務(wù)的3臺(tái)M900D塔吊每臺(tái)重達(dá)200多噸，是從澳大利亞專門為西塔定制，其拆卸和再安裝是改模所有工序中最重要的工序之一，同時(shí)也是最危險(xiǎn)的工序。這三臺(tái)M900D塔吊是目前世界上最先進(jìn)的大型塔吊。

     西塔結(jié)構(gòu)分外筒和內(nèi)筒：外筒為斜交網(wǎng)格鋼管柱加玻璃幕墻，構(gòu)成“藍(lán)色水晶”外形；內(nèi)筒為混凝土結(jié)構(gòu)，構(gòu)成輔助功能核心。整個(gè)工程混凝土結(jié)構(gòu)的模板和混凝土主要依靠提模系統(tǒng)自身的爬升和一套超高壓泵送系統(tǒng)完成，而工程的鋼構(gòu)件則主要依靠三臺(tái)自爬升式的巨型塔吊吊裝完成。西塔的三個(gè)邊緣有三座塔吊，這樣做是比較合理的。M900D塔吊能力很強(qiáng)，最大起重64噸。地下室完成后，上面由三臺(tái)900D吊裝。三臺(tái)塔吊將施工區(qū)域分成三塊，首先是直板連接，之后是第二、第三個(gè)管柱相互連接。吊裝后，直館里面要澆鑄混凝土，前期是吊裝的，后期采用泵送。對(duì)于超寬、超高、超重節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了斜切處理，如果不做任何的處理，就是68噸，超過了64噸的起重承載量。

     西塔建設(shè)到69層、300米高度時(shí)，提模系統(tǒng)面臨“變身”難題：重新拆、改提模系統(tǒng)和三臺(tái)塔吊。三臺(tái)巨型塔吊高空移位，難度也非常大。西塔總包項(xiàng)目部黨委副書記程貴清說，由于結(jié)構(gòu)對(duì)三臺(tái)巨型塔吊附著力承受能力的變化，導(dǎo)致原有塔吊方案被全盤否定，塔吊需高空移位，提模系統(tǒng)須高空改裝?！霸?00米高空，把這個(gè)重達(dá)700噸左右的龐然大物重新改裝，要拆裝幾萬個(gè)構(gòu)件，難度可想而知”！“三臺(tái)塔吊各高約70米，是承建方專門為西塔工程在澳大利亞定制的。我們?cè)?00米高空，愣是四天拆裝一臺(tái)。將來西塔每往上‘長’六層，塔吊自爬升一次，直到封頂?！?/p>

     為確保塔吊的拆卸與安裝工序順利展開，項(xiàng)目工程協(xié)調(diào)部、安全部、技術(shù)部、施工部在施工前就做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，包括人員的準(zhǔn)備及配備、維護(hù)所需材料的準(zhǔn)備、安全防護(hù)工作的完備以及組織協(xié)調(diào)的分工等等。針對(duì)西塔結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)，塔吊支承架設(shè)計(jì)是保障施工安全的重要前提。西塔的吊裝除了選塔吊的形狀之外，還要對(duì)吊裝技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，采取耳板連接，直接讓他立起來，經(jīng)大量計(jì)算分析，指出確定塔吊支承架結(jié)構(gòu)荷載工況必須考慮的3個(gè)要素：注意塔吊豎向荷載在支承架結(jié)構(gòu)4個(gè)支點(diǎn)上的不均勻分配，考慮塔臂方位的變化，要把塔吊的“停工狀態(tài)”與“工作狀態(tài)”同等對(duì)待，因?yàn)橹С屑芙Y(jié)構(gòu)中某些構(gòu)件的控制工況可能發(fā)生在“停工狀態(tài)”。另外，基于塔吊的安全性在施工過程中的突出地位，提出了在災(zāi)害環(huán)境下支承架結(jié)構(gòu)不能發(fā)生“高空倒塌”的設(shè)計(jì)原則，建立了廣州西塔塔吊支撐架有限元模型，采用四個(gè)工況來模擬塔吊在工作狀態(tài)時(shí)的受力情況。計(jì)算各工況下桿件的應(yīng)力與變形，并且與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，確保主體結(jié)構(gòu)施工安全順利進(jìn)行。