省新科技馆的三个“极限探索”

国内最大球壳 45米钢结构悬挑 空中沉浸影院——

省新科技馆的三个“极限探索”

图为：省科技馆新馆雏形初现。

　　国内直径最大的钢筋混凝土球壳结构、长达45米的钢结构悬挑、2000平方米的空中沉浸影院……历经3年奋战，省科技馆新馆已展露身姿。这个融众多“第一”和“首例”的传奇建筑由项目建造总监慕志涛团队锻造。5月31日，湖北日报全媒记者走进这所中部地区最大、最先进的科技展馆。

　　直径30米，全国最大球壳混凝土结构

　　省科技馆新馆球幕影院，直径30米，球壳厚度0.15米，堪称全国最大直径钢筋混凝土球壳结构。

　　建设如此规模宏大的半球体，挑战不言而喻。“选用何种材料作为浇筑混凝土的模板”成了第一道难题。

　　传统木模板、钢模板，因拼缝不严密、自重大、造价高等缺点而被技术团队否定。难题如何破解？唯有创新。

　　一次次实验，技术团队根据混凝土球壳结构特点，研发了一种特殊的玻璃纤维增强水泥，这个“刚柔并济”的新材料可以担当起支撑庞然大物的重任，其“刚”性体现在托举有力；其“柔”性则表现为拼接严丝合缝。比常规支撑体系而言，其支点及斜向支撑更多，保证了支撑体系的安全稳定性。

　　据介绍，这个新材料蕴藏着两项国家发明专利：混凝土球壳结构的支撑网壳及施工技术、混凝土球壳结构的GRC模板体系及施工技术，一举解决了曲面弧度太大混凝土难以成形的难题。

　　支撑体系搭设好了，可在半球结构上浇筑混凝土一样出现困难。混凝土一遍遍浇筑、一次次塌落。“必须调配出适合半球结构的混凝土密实度。”慕志涛解释，既要保证混凝土浇筑过程流动性，又要确保混凝土不塌落。那段时间，慕志涛和工友们制作了一个半球模型，在半球模型上历经上百次试验，终于找到答案。全国最大球壳混凝土结构浇筑完成当天，慕志涛和工友们喜极而泣。

　　2000平方米空中沉浸影院

　　站在省科技馆新馆中庭，抬头仰望，一个巨型沉浸式漏斗结构浮现。这个结构内部，缔造着世界先进的全景空中影院。

　　沉浸影院建筑面积约2000平方米，整体悬挂于主体钢结构上，焊接安装精度要求极高。

　　难度超乎预期。慕志涛说：“省科技馆新馆以钢结构为主，用钢量达3.5万吨，空中影院焊接工程量大，需要在51米高空中完成作业。”

　　20名焊接工人犹如“蜘蛛侠”，飞檐走壁。为了避免产生热裂纹与冷裂纹，影响焊接质量，每条焊缝必须一气呵成。“你看，那条最长1.2米的钢板焊缝是最大挑战。”顺着手指方向望去，半空中，两件巨型钢构件，紧密相连，焊缝均匀顺直，焊道与母材平滑过渡，宛如天成。“这条焊缝需要焊工一天半才能完成，如果中途停工休息，就会因为温度冷热不均出现裂纹。3名焊工24小时轮流作业，硬是战胜挑战。”慕志涛说。

　　要使每道焊缝都能“天衣无缝”，每道工序都得层层把关，清根、预热、打底、填充、盖面、保温都有专人检查。更为严苛的是，焊缝能否合格，由超声波无损探伤论定。这个明察秋毫的仪器，可谓火眼金睛、铁面无私，任何一点小瑕疵都难逃法眼。

　　378个胎架撑起45米钢结构悬挑

　　省科技馆新馆一道长达45米的钢结构悬挑，犹如飞船展翅翱翔。

　　在施工中，项目团队采用了378个支撑胎架架起了悬挑。然而，更大的挑战是，如何安全拆除378个支撑胎架？

　　卸载过程异常惊险，一个支点出现问题，整个钢主体结构都将毁于一旦。在长达60天的时间里，卸载方案反复试验修改。

　　慕志涛解释，卸载施工的关键在于同步，否则，结构就会出现高低错落和应力紊乱，这对长悬挑是致命的。经过反复结构模型推演，最终确定24个主受力点采用液压油缸自平衡同步卸载法。

　　2018年10月31日，卸载当天，随着项目经理一声令下，卸载施工管理小组立即抵达24个卸载点，同步打开液压油阀……

　　“1号卸载点正常”“2号卸载点正常”……“不好，7号卸载点，油表无读数”顿时，大家心头一紧，项目总工史晓亮立即赶到7号卸载点。经仔细检查，原来操作人员油阀开得过小，油表读数反映缓慢。险情排除，继续卸载。

　　从早上8时至晚上6时，在揪心的10个小时里，24个油缸全部脱离主体结构，卸载平稳、顺利，现场一片欢呼。（胡蔓 杨麟 孙静）