圖2    法門寺合十舍利塔鋼骨體系三維圖

2、鋼結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)
      2.1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜
      鋼骨結(jié)構(gòu)體系平面展示為雙對(duì)稱結(jié)構(gòu)，體系沿高度方向平面變化大，轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)折節(jié)點(diǎn)以及開(kāi)口數(shù)量多，層間尺寸大，豎向三次折線往復(fù)變化，鋼骨柱長(zhǎng)度變化多，加之采用懸挑形式施工，使安裝難度加大。
      2.2、施工中的不穩(wěn)定性
      本工程為筒體鋼骨砼結(jié)構(gòu)，上部為雙向懸挑，施工過(guò)程鋼結(jié)構(gòu)變形大，穩(wěn)定措施復(fù)雜。
      2.3、工期緊
      法門寺舍利塔造型復(fù)雜，必須精雕細(xì)作，設(shè)計(jì)單位和有關(guān)專家計(jì)算的主體工期為2年，業(yè)主要求8個(gè)月完成，工期壓力很大。
      2.4、現(xiàn)場(chǎng)條件差
      現(xiàn)場(chǎng)工作面小，主體工程有鋼結(jié)構(gòu)吊裝與焊接、鋼筋綁扎、混凝土澆灌檢測(cè)與試驗(yàn)等多種工序同時(shí)施工，造成現(xiàn)場(chǎng)擁擠，工作面和起重機(jī)之爭(zhēng)矛盾非常突出。
      2.5、質(zhì)量要求高
      現(xiàn)場(chǎng)接焊縫等級(jí)為一級(jí)，檢驗(yàn)等級(jí)為B級(jí)，評(píng)定等級(jí)為Ⅰ級(jí)，主體高峰期正處冬季；懸挑法施工給鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋和混凝土三次加載過(guò)程中的變形控制帶來(lái)了很大的困難。
      2.6、安裝難度大
      塔樓高127m，54m-74m向外傾斜54°，74m-104m向內(nèi)傾斜54°，懸臂部分外伸22.5m。在無(wú)外支撐條件下，給高空作業(yè)帶來(lái)較大的困難。 

 
法門寺合十舍利塔 24m標(biāo)高轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)（1）


法門寺合十舍利塔 24m標(biāo)高轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)（2）


法門寺合十舍利塔 整體節(jié)點(diǎn)（3）


法門寺合十舍利塔 44m-54m轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)(4)
圖3    結(jié)構(gòu)中部分轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)

2.7、特殊節(jié)點(diǎn)復(fù)雜
      該塔屬特殊結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)受力大且復(fù)雜，故選取了圖3各種節(jié)點(diǎn)類型。
      3、吊裝方案的確定
      3.1、外支撐體系安裝法：第一，外支撐體系用鋼量較大，不經(jīng)濟(jì)；第二，不能滿足74m以上內(nèi)傾斜部分不穩(wěn)定現(xiàn)象；第三，四周群房與舍利塔安裝同步施工，無(wú)條件搭設(shè)支撐架。
      3.2、內(nèi)支撐體系安裝法：在79m標(biāo)高處，內(nèi)側(cè)設(shè)支撐桁架。第一，用鋼量?。坏诙?，不占用施工場(chǎng)地；第 三，起到撐拉作用，即解決54m-74m外傾穩(wěn)定，又解決了74m-109m內(nèi)傾穩(wěn)定，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果比較明顯。
      3.3、考慮每層鋼筋，混凝土及土建施工荷載對(duì)鋼骨柱產(chǎn)生的局部變形，在預(yù)調(diào)值變形計(jì)算中將鋼骨與土建參差行作為先決條件：
      0-54m鋼骨安裝超前土建施工面10m左右；
      54m-117m鋼骨安裝超前土建施工面20m。
      79m-84m處增設(shè)水平支撐桁架。
      4、結(jié)構(gòu)吊裝及設(shè)備選擇
      4.1、24m以下鋼骨結(jié)構(gòu)的安裝
      由于塔內(nèi)不允許設(shè)起重設(shè)備，±0以下施工階段無(wú)條件設(shè)立外圍塔吊，故 -19m-24m所有結(jié)構(gòu)采用一臺(tái)400t和一臺(tái)300t履帶吊吊裝，兩臺(tái)50t汽車吊倒運(yùn)。
       先立四角筒體再搭設(shè)操作平臺(tái)，由內(nèi)向外安裝，逐層積累。因該部分無(wú)切斜，所以安裝工藝與普通高層鋼結(jié)構(gòu)接近。 
       本層方案的采取主要是由于地下結(jié)構(gòu)安裝完畢，上層結(jié)構(gòu)隨即進(jìn)行安裝，而塔吊還未安裝到位所決定的。  
      4.2、24m-44m的安裝
      按每10m一層安裝，順序?yàn)椋轰摴侵?rarr;墻肢鋼骨→槽鋼墻肢→梁鋼骨。每個(gè)鋼骨柱均整根吊裝，先豎向鋼骨柱，再斜向鋼骨柱。
      采用四臺(tái)外附著式塔式起重機(jī)吊裝，其中主吊為MC480型、輔吊為MC320型，各兩臺(tái)，對(duì)角布置，吊臂半徑40m，最大起重量25t。
      先筒內(nèi)后筒外，先鋼骨柱后鋼骨梁(墻肢)，先豎向鋼骨柱后斜向鋼骨柱，最后安裝筒體間水平鋼骨梁，。
      4.3、44m-54m的安裝
      該段最為復(fù)雜，由以下部分構(gòu)成：第一、四個(gè)角部筒體 ；第二、筒體之間的鋼梁及墻肢柱；第三、筒體之間的桁架及桁架之間的聯(lián)結(jié)構(gòu)件；第四、中部的穹頂；第五、穹頂上部的鋼梁。其節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，用鋼量大，最重構(gòu)件38t。
       本層作為整個(gè)結(jié)構(gòu)的主要轉(zhuǎn)換層之一,在整個(gè)結(jié)構(gòu)上起著承前啟后的作用,所以決定了此部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的特殊性,構(gòu)件在結(jié)構(gòu)布置上的復(fù)雜性,尤其是其中的桁架與穹頂,給吊裝均帶來(lái)一定的難度。基于對(duì)結(jié)構(gòu)的分析及吊裝過(guò)程保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的分析，吊裝順序?yàn)椋合人膫€(gè)角筒體構(gòu)件，后桁架，再穹頂，最后安裝橫梁。
其中桁架的吊裝是本層安裝的難點(diǎn)與重點(diǎn)，桁架的順利安裝是保證工期及鋼結(jié)構(gòu)不影響后續(xù)混凝土施工的先決條件，對(duì)8榀重型桁架采用雙機(jī)抬吊進(jìn)行安裝。主要安裝措施為：第一、塔吊負(fù)荷不大于允許起重量的80%；第二、起升和回轉(zhuǎn)力求同步；第三、吊車司機(jī)和指揮必須有抬吊經(jīng)驗(yàn)；第四、抬吊過(guò)程中加強(qiáng)觀測(cè)。具體詳見(jiàn)圖4~7。

圖4   法門寺合十舍利塔 塔式起重機(jī)平面布置圖 


圖5   法門寺合十舍利塔吊裝順序圖


圖6 法門寺合十舍利塔 桁架圖


圖7   法門寺合十舍利塔桁架吊裝圖

4.4、54m以上及79-84m支撐桁架的安裝
      先筒內(nèi)后筒外，先鋼骨柱后鋼骨梁(墻肢)，先豎向鋼骨柱后斜向鋼骨柱，最后安裝筒體間水平鋼骨梁。
從施工計(jì)算得出，安裝至79m標(biāo)高時(shí)，其結(jié)構(gòu)變型較大，為防止混凝土裂縫和變形問(wèn)題，在此增設(shè)四榀支撐桁架。每榀桁架設(shè)置兩個(gè)斷面為三角型的格構(gòu)式立柱, 桁架主要構(gòu)件規(guī)格為:φ711×16,φ299×20,φ168×10。
      桁架吊裝采用地面拼裝，分段吊裝，高空對(duì)接完成。先吊裝桁架的立柱，然后吊裝兩側(cè)的兩段桁架，最后吊裝中間段。
      5、施工措施
      綜合工程的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜條件及工期緊等因素，鋼結(jié)構(gòu)安裝采取了以下幾項(xiàng)措施。 
      5.1、對(duì)各種安裝方案進(jìn)行驗(yàn)算、比較，選擇既滿足工期要求，又安全穩(wěn)妥的最優(yōu)方案。
      5.2、對(duì)施工階段結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定和各層鋼結(jié)構(gòu)的局部穩(wěn)定進(jìn)行了計(jì)算分析，并采取了有效的加固方案。
      5.3、采用北京CCTV 鋼結(jié)構(gòu)預(yù)調(diào)值方法，對(duì)施工過(guò)程中的變形進(jìn)行了有效的控制。
      5.4、為解決懸挑結(jié)構(gòu)施工階段的不穩(wěn)定性，在79m柱高處設(shè)水平支撐體系。
      5.5、鋼結(jié)構(gòu)安裝定位采用內(nèi)外雙向測(cè)量控制，即以結(jié)構(gòu)中心為控制點(diǎn)逐層安裝；外控采用兩臺(tái)全站儀配反光貼對(duì)各角點(diǎn)、拐點(diǎn)進(jìn)行空間定位測(cè)控。
      5.6、對(duì)所有上崗電焊工針對(duì)該工程的特殊要求進(jìn)行了培訓(xùn)考試，并做了焊接工藝試驗(yàn)，制定了相應(yīng)的焊接工藝，現(xiàn)場(chǎng)焊縫進(jìn)行100%超聲波探傷檢驗(yàn)。
      5.7、施工期間，加強(qiáng)與設(shè)計(jì)部門緊密聯(lián)系，及時(shí)解決設(shè)計(jì)與施工中存在的技術(shù)問(wèn)題。
      6.8、斜柱安裝就位利用操作平臺(tái)H型鋼和纜風(fēng)進(jìn)行撐拉臨時(shí)固定。

 
圖8   舍利塔主體完工照片

六、結(jié)束語(yǔ)
      法門寺舍利塔屬特種異型工程，頭重腳輕見(jiàn)圖8，采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，其懸挑折線特點(diǎn)對(duì)施工帶來(lái)了許多困難。若54m以上采用全鋼結(jié)構(gòu)，第一，減輕結(jié)構(gòu)自重，54m關(guān)鍵部位彎矩減小；第二，抗震性能好；第三，在懸挑結(jié)構(gòu)中充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)；第四，工程成本低，節(jié)約造價(jià)；第五，避免交叉作業(yè)，安裝效率高，安全可靠。
      參考文獻(xiàn)：
      【1】郭彥林等 《中央電視臺(tái)新臺(tái)址主樓施工技術(shù)及變形預(yù)調(diào)值研究》（.中國(guó)建筑工業(yè)出版社2007.）
      作者簡(jiǎn)介:雷文秀，高級(jí)工程師，任陜西建工集團(tuán)機(jī)械施工有限公司生產(chǎn)處處長(zhǎng)，中國(guó)空間結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)理事。
      聯(lián)系地址：西安市金花北路406號(hào)，郵編：710032
      聯(lián)系電話：13572850981.