用技術(shù)挺起中國建造的“脊梁”——記中建三局副總經(jīng)理、總工程師張琨

　　不算太高的個頭，配上一副厚厚的眼鏡，顯出幾分書生氣，擔(dān)任中建三局副總經(jīng)理、總工程師的張琨，并不為人所熟知。但提起中央電視臺新臺址、北京第一高樓 “中國尊”、中國結(jié)構(gòu)第一高樓天津117大廈，或許大家并不陌生。而這些享譽(yù)國內(nèi)的摩天大廈，凝聚著他的拳拳匠心。從業(yè)36載，張琨4摘國家科技進(jìn)步獎，85次獲國家發(fā)明專利，從一名基層技術(shù)員成長為敢與國際頂尖對手抗衡的科技專家，挺起中國建造的“脊梁”。

　　填補(bǔ)國內(nèi)空白

　　1982年，20歲的張琨從重慶建筑工程學(xué)院畢業(yè)，入職中建集團(tuán)旗下的中建三局，成為了一名技術(shù)員。在很多人看來，這是一項清苦、枯燥、責(zé)任多于回報的工作，但他卻樂此不疲，

　　這位酷愛鉆研的年輕人，一邊參與各類新型建筑實踐，一邊不斷用新知識裝備自己。早在1996年，很多施工單位還在手工繪圖時，張琨就開始自學(xué)三維動畫技術(shù)，在中建三局第一個學(xué)會在復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用三維動畫計算軟件，并在三局、中建集團(tuán)乃至整個施工企業(yè)推廣。

　　2000年，深圳文化中心鋼結(jié)構(gòu)工程處于招標(biāo)籌備階段，日本著名設(shè)計大師巧妙賦予其“黃金樹”的造型——67個鑄鋼節(jié)點(diǎn)沒有一個相同，最復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)伸出的接頭多達(dá)10個。

　　當(dāng)時樹枝鋼結(jié)構(gòu)非常新穎，鑄鋼節(jié)點(diǎn)更是一個尖端課題，對尚處于起步發(fā)展階段的中國建筑，被認(rèn)為與這單“瓷器活”無緣。當(dāng)時投標(biāo)時一家日本公司認(rèn)為絕不會有其他公司能與其抗衡，便給業(yè)主報了一個天價，還流露出非他們莫屬的意思。

　　面對這個集設(shè)計計算、鑄造工藝、安裝工藝于一體的綜合課題，而且其中很多方面的技術(shù)對企業(yè)來說幾乎是空白。時任中建三局鋼結(jié)構(gòu)公司總工程師的張琨迎難而上，一方面積極向?qū)＜艺埥?，研究分析施工難度；另一方面，花費(fèi)10多天繪制出每個鑄鋼節(jié)點(diǎn)的三維模型，走訪國內(nèi)最知名的幾個鑄造廠家，但結(jié)果令人失望，廠家當(dāng)時的工藝根本不能滿足這種復(fù)雜構(gòu)件的加工要求。

　　于是，他再一次認(rèn)真學(xué)習(xí)鑄造行業(yè)基本知識，多方查找信息，一遍遍設(shè)計，一遍遍修改，一次次試驗，終于摸索出一整套關(guān)于多支點(diǎn)管結(jié)構(gòu)鑄鋼節(jié)點(diǎn)的設(shè)計、驗算、鑄造以及樹枝結(jié)構(gòu)安裝、測控、焊接技術(shù)……僅用一年，就把圖紙上錯綜復(fù)雜的“樹枝狀”線條變成了“鐵”的事實，使中國企業(yè)以低于外方十分之一的報價，成功拿下“黃金樹”。更重要的是填補(bǔ)了國內(nèi)技術(shù)空白，從此中國鋼結(jié)構(gòu)施工水平跨入國際先進(jìn)水平行列。

　　這次的潛心研究，還揭開了計算機(jī)模擬施工廣泛應(yīng)用于建筑施工行業(yè)的篇章。后來競標(biāo)上海環(huán)球金融中心，在30分鐘的施工方案陳述片中，張琨采用一流的模擬實景技術(shù)展示，將極其復(fù)雜的技術(shù)展現(xiàn)得淋漓盡致、深入淺出。“世界上最好的建筑公司做的方案也不過如此。”業(yè)主看后感嘆道。

　　挑戰(zhàn)全球“最強(qiáng)悍工程”

　　兩棟高234米的塔樓，雙向傾斜6度，在160米高空由鋼結(jié)構(gòu)大懸臂連為一體，形成巨大而不規(guī)則的“門”字型“立體城市”。懸臂14層、寬39.1米、高56米，用鋼量1.4萬噸，相當(dāng)于將國內(nèi)第一棟鋼鐵大廈深圳發(fā)展中心懸空建造。這便是坐落于北京CBD的中央電視臺新址，曾被英國《泰晤士報》評選為全球十大“最強(qiáng)悍工程”之一，2013年被世界高層建筑學(xué)會授予全球最佳高層建筑獎。

　　傾斜與大懸臂的造型特點(diǎn)，使其從設(shè)計之初就受到建筑界和公眾的高度關(guān)注，能否順利合龍一時成為懸念。“傾斜塔樓與懸臂自重產(chǎn)生的荷載會使兩棟塔樓在施工過程中不斷變形。” 2004年，兼任中央電視臺新址項目總工程師的張琨，經(jīng)反復(fù)審閱設(shè)計圖，謹(jǐn)慎地提出自己的觀點(diǎn)，如簡單按設(shè)計位形制作與安裝構(gòu)件，樓身傾斜便會超過設(shè)定角度，懸臂結(jié)構(gòu)無法合龍。

　　在無先例可循的情況下，他會同項目技術(shù)人員和有關(guān)專家反復(fù)論證，精心計算構(gòu)件的精確偏移量，大膽提出“兩塔懸臂分離、逐步階梯延伸、空中階段合龍”的安裝方式，即采用預(yù)先把塔樓傾斜設(shè)計角度向反方向扳一定角度的“反變形”方法進(jìn)行施工，以確保結(jié)構(gòu)最后施工完成后，通過自身變形落回設(shè)計位置。

　　歷時4載，2008年12月26日，隨著最后一根合龍桿件擰上螺栓，中央電視臺新臺址主樓懸臂鋼結(jié)構(gòu)在合龍點(diǎn)上精確安裝就位。在新聞發(fā)布會上，張琨自豪地宣布：我們嚴(yán)格按照國際一流的標(biāo)準(zhǔn)，完成了不可能完成的任務(wù)，達(dá)到國際鋼結(jié)構(gòu)的最高水準(zhǔn)。

　　自主研發(fā)殺手锏“造樓機(jī)”

　　從20世紀(jì)80年代起，我國超高層建筑施工技術(shù)從傳統(tǒng)的搭設(shè)腳手架到滑模，再到爬模、提模，施工機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化、高效化程度不斷提高。

　　進(jìn)入新世紀(jì)，300米、400米、500米、600米……超高層建筑越來越高、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，不僅要承受較大的垂直荷載，還要承受較大的水平荷載，傳統(tǒng)模架難以滿足施工要求。如何在保證質(zhì)量與安全的情況下提高施工速度，成為業(yè)界亟待破解的難題。

　　歷經(jīng)數(shù)個項目實踐，張琨于2005年大膽提出了“造樓機(jī)”的設(shè)想：將施工豎向結(jié)構(gòu)的模板和掛架懸掛在鋼平臺以下，采用大行程、高能力、支承在剪力墻預(yù)留洞處的液壓千斤頂頂升鋼平臺，帶動模板與掛架整體同步上升一個高度，完成上一樓層的混凝土結(jié)構(gòu)施工。

　　這一想法成功運(yùn)用于廣州西塔核心筒施工中，速度最快達(dá)到兩天一個結(jié)構(gòu)層，總工期縮短280天，創(chuàng)造了令人矚目的“世界速度”。

　　盡管第一代頂模具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但在工程實踐中還存在一些問題。2009年，張琨帶頭成立模塊化低位頂模課題小組，認(rèn)真研究低位頂模模塊化設(shè)計方法，將整個模架拆分為由多個標(biāo)準(zhǔn)組件組成的裝配式結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)模架在不同項目間的周轉(zhuǎn)使用，最終研發(fā)出第二代頂模——模塊化低位頂模，并在福州世茂國際中心成功應(yīng)用，大幅降低模架成本，提高了模架的工業(yè)化程度與功效。

　　伴隨建筑高度與建造難度的不斷提升，低位頂模技術(shù)已難以滿足施工要求。張琨又打破傳統(tǒng)設(shè)計思路，首創(chuàng)了全新頂撐組合模式：利用核心筒外側(cè)墻體表面2-3厘米素混凝土微凸構(gòu)造承力，單個支點(diǎn)承載力達(dá)400噸，除了使承載力、整體性、抗側(cè)剛度、內(nèi)部垂直運(yùn)輸設(shè)備安裝空間得到顯著提升外，更重要的是在高效性、適應(yīng)性、安全性和智能化上實現(xiàn)了飛躍。

　　2012年，在華中第一高樓、高438米武漢中心項目，第三代頂模——微凸支點(diǎn)頂模技術(shù)首次應(yīng)用，頂升力達(dá)4000多噸，工人們高空施工如履平地，4天施工一個結(jié)構(gòu)層，展現(xiàn)了中國超高層建筑施工技術(shù)在全世界的領(lǐng)先地位。

　　創(chuàng)新的道路永無止境。張琨帶領(lǐng)團(tuán)隊不斷開展技術(shù)攻關(guān)，研制出升級版“超高層建筑智能化施工裝備集成平臺”，在全球首次將超高層建筑施工的大型塔機(jī)直接集成于平臺上，實現(xiàn)了塔機(jī)、模架一體化安裝與爬升，并將核心筒立體施工同步作業(yè)面從3層半增至4層半。

　　同時，他借鑒旋轉(zhuǎn)餐廳思路，全球首創(chuàng)“多吊機(jī)廻轉(zhuǎn)平臺”，“超高層建筑智能化施工裝備集成平臺”實現(xiàn)塔機(jī)吊裝范圍對超高層建筑的360度全覆蓋，并可根據(jù)吊裝需求選擇大小級配的塔機(jī)進(jìn)行合理配置，充分利用每臺塔機(jī)的工作性能，可節(jié)省30%-40%的費(fèi)用。

　　這一系列創(chuàng)新研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的攻克，成為中建集團(tuán)在超高層建筑市場中制勝的“殺手锏”。

　　貢獻(xiàn)“中國智慧”

　　2015年，中建集團(tuán)中標(biāo)“中巴經(jīng)濟(jì)走廊”最大交通基建項目——巴基斯坦PKM項目（蘇庫爾-木爾坦段），全長392公里，全線按照雙向6車道、時速120公里標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，合同額28.9億美元，是中建集團(tuán)海外史上最大的項目，工期36個月。

　　張琨帶領(lǐng)項目技術(shù)團(tuán)隊聘請巴基斯坦高速公路專家作為我方顧問，多次與業(yè)主溝通解釋中國規(guī)范的合理性，說服業(yè)主接受中國設(shè)計測量、施工材料、質(zhì)量管控、智能交通等標(biāo)準(zhǔn)，并積極開展技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)施工生產(chǎn)。采用的無人機(jī)航拍攝影并矢量化成圖技術(shù)首次在巴基斯坦高速公路項目中應(yīng)用，提高了工作效率和測量精度，減小了施工誤差；采用集成管理、高性能混凝土配合比設(shè)計、高溫環(huán)境下柔性路面結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計、高填方低液限粉土路堤工后沉降分析及施工控制、低液限粉土路基施工技術(shù)和長期性能保障技術(shù)、高填方路基沖擊碾增強(qiáng)補(bǔ)壓措施等多項創(chuàng)新科技成果，成為“一帶一路”高速公路項目的建設(shè)典范。

　　今年5月26日，項目33公里路段提前15個月通車，業(yè)主稱贊項目是巴基斯坦迄今規(guī)范最高、標(biāo)準(zhǔn)最嚴(yán)的高速公路。“一個人的力量總是有限的，只有打造行業(yè)一流的技術(shù)研發(fā)平臺，才能更好為企業(yè)服務(wù)。”張琨還十分注重團(tuán)隊建設(shè)和人才培養(yǎng)，經(jīng)常對年輕人說：“要踏踏實實做研究，每個人都要致力成為行業(yè)專家。”在張琨的鼓舞和感召下，一大批科技小組和青年人才脫穎而出，在多項創(chuàng)新創(chuàng)效大賽中取得優(yōu)異成績。

　　創(chuàng)新是一項只有起點(diǎn)沒有終點(diǎn)的賽跑。除了在企業(yè)盡心盡力，張琨還身兼“數(shù)職”，先后被聘為中國建筑業(yè)協(xié)會專家委委員、中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會副會長、中國土木工程學(xué)會理事、中建集團(tuán)專家委員會委員和超高層建筑學(xué)術(shù)委員會副主任等。（記者 王璐）

　　轉(zhuǎn)自：經(jīng)濟(jì)參考報

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