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用智慧托起“东方明珠”——记中国工程院院士、华东建筑设计研究院总工程师江欢成

编辑:admin 日期:2014-06-13

世界大都市,通常都有自己的标志性建筑。北京的故宫、巴黎的埃菲尔铁塔、纽约的自由女神像、旧金山的金门大桥、悉尼的歌剧院……上海的标志,近半个世纪里一直为外滩的万国建筑群所替代。这群被称为世界近代建筑博览会的楼宇堂馆,大多毕竟不是出自中国建筑师之手,令人在赞美之余,总有一种难以名状的遗憾。如今,在浦东陆家嘴,“东方明珠”电视塔拔地而起,斜撑与巨柱擎天串起熠熠生辉的明珠,与散布周围的球形建筑交相辉映,成为上海的Landmark。谱写世界建筑史上新篇章的,正是华东建筑设计研究院总工程师江欢成先生。

匠心独运育“明珠”

1986年初春,上海市委市政府决定在浦东陆家嘴建造一座与上海的国际地位和发展远景相匹配的广播电视塔。招标消息公布,一些有实力的建筑设计单位都跃跃欲试。华东建筑设计研究院也成立了电视塔投标小组,江欢成作为设计总负责人,提出“树上海腾飞标志,创世界建筑丰碑”的设计目标。在对各国著名电视塔广泛对比研究的基础上,将精心设计30多个方案归纳提炼成5个参加投标。经过50多位专家、学者严格审慎的筛选,江欢成主持设计的“东方明珠”在12个候选方案中脱颖而出。

“东方明珠”倍受青睐,因为她独特而新颖的造型。三根直径7米与地面成58度交角的斜撑,支扶三根直径9米的擎天大柱,连同上下两个直径分别为45米、50米的球体,组成了一个多筒式带斜撑的巨型空间框架,从而打破了世界电视高塔单简体构造的惯例。15个大小不等、错落有致的球体建筑和地面设施,在浦东公园形象逼真地营造出白居易《瑟琶行》中“大珠小珠落玉盘”的意境,烘托出浓烈的东方文化气息。“东方明珠”方案造型新颖独特,结构不同凡响,文化氛围浓郁,赢得专家们的一致好评,当时的市委书记江泽民高兴地拍板定案,称之为上海的Landmark。

江欢成兴奋地宣称,主持设计这座标志性建筑,最得意的手笔是“三条腿、一只碗和一把伞”。

三条腿”是指支撑下球体和地面成60度角并在93米高空与立柱相交的三个斜撑。从建筑力学角度看,有三条腿的支撑,东方明珠电视塔的“地基”被“升高”了9 3米,468米高的电视塔独立凌空的部分变成375米,既节省了投资,又提高了安全度。

下球“一个碗”,上球“一把伞”。两个大球,是电视塔最引人注目的结构件,也是世界上离地面位置最高的两个大球。江总率领设计师针对不同力学结构巧妙地设计两个大球的结构:下球采用碗形锥壳结构支撑48根斜柱结构;上球设计成一把向外撑开的巨伞,12根重型钢桁架挑向空中。这把大伞悬挂在东方明珠电视塔的水泥桅杆上。巨伞悬空后,再向下渐渐收拢,变成一个漂亮的圆球。

这样的设计,世界罕见。

集思广益啃“硬骨头”

“东方明珠”优美的造型和复杂的结构,对建筑施工提出了一系列难题。江欢成带领三十多位设计人员现场设计,合力攻关,凭着敢为人先的创造精神和集思广益的团队作风啃下一块又一块“硬骨头”。

东方明珠真可谓“上穷碧落下黄泉”,地面爬高46日米,深入地下20.5米。在上海软土地基条件下作此深基础施工实为罕见。江总与工程技术人员研究最佳施工方案,采用一级放坡、二级板椿支护,三级土全加固的分层施工工序,不用地下连续墙,仅半年时间即完成深基础施工,并节约四分之三的支护费用。

电视塔下部的巨型斜筒,从三个方向向上爬,在空中与直筒相交,这样的斜撑结构在建筑史上前所未有,混凝土质量与几何形状的正确对接是一大难题。江欢成和同仁们反复推敲,最后决定采用劲性钢架、跳跃式钢大模、改进混凝土级配和定向导管浇注等先进工艺,突破了斜筒体施工的禁区。将近1 08米长、直径7米的斜撑,浇注得如此挺直和光洁,中外建筑专家无不对设计的大胆和施工的高超叹为观止。

350米的直简体是电视塔工程的关键部位,江总工程师与技术人员、施工人员协作制定了合理方案。不仅采用优质粉煤矿及高效外加剂双掺技术,把混凝土一次泵送到350米高度,成为世界之最,而且首创内筒外架整体自升式模板体系,实现3根9米直径的直筒体每天1米的速度同时上升,做到筒体清水混凝土外观平整光洁,质量达到国际水平。

“东方明珠”有一根重450吨、长118.7米的钢天线,顶端截面0.7×0.7米、下端截面3.8×3.8米。要把如此庞大的世界第一天线升入468米的高度安装就位,真是“难于上青天”。用塔吊吊装吧,鞭长莫及;用直升飞机分段吊装吧,风险太大。这样的难题也没能难倒他们,先把钢天线整体立于电视塔3个直筒之间的空洞中,布置20只爬绳式千斤顶,安装120根钢绞索,在3组电脑的自动控制下,让所有千斤顶像猴子爬竹杆一样在钢绞索同步攀升,带动巨型钢天线缓步上升,带动巨型钢天线缓步上升。终于把钢天线准确地安装就位,实现了采用电脑控制、液压电气机械统一协调进行施工的重大突破。

上海是个多地震区,又是多台风区域。为了增加电视塔稳固性,给塔身施加预应力,江总工程师还主持与同济大学等单位合作进行风洞、抗震试验,使之足以承受上一遇的12级台风和超7级地震。

“巨大的压力才会创造巨大的成果”,法国大作家雨果的这句话用在江欢成和他的同仁身上,同样贴切。

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