在國內(nèi)，空中懸挑結(jié)構(gòu)建筑造型，

▲建成后的上海圖書館東館造型

▲項目最新建設(shè)情況

上海建工四建集團項目經(jīng)理張永陟介紹說：“整個工程共用重達2萬多噸的鋼結(jié)構(gòu)建造，單是屋面桁架及懸挑系統(tǒng)就有1萬多噸，而且大量運用了Q420等高強度鋼材。建筑外側(cè)有最大跨度達16.8m的懸挑結(jié)構(gòu)懸掛于屋蓋，由28個斜拉桿支撐，受力原理跟扁擔類似。國內(nèi)也有其他結(jié)構(gòu)設(shè)計原理相同的建筑，不過，這么大體量的懸挑結(jié)構(gòu)應(yīng)用在一棟單體建筑中的，卻是少之又少。”

上海圖書館東館項目主要包括新建一座集中式大型公共圖書館，總建筑面積為114951㎡，地上建筑面積為77968㎡。地下局部2層，上部結(jié)構(gòu)7層，高度達50m，上部是鋼結(jié)構(gòu)為主體的框架剪力墻體系，28根支撐圓柱及核心筒東西側(cè)均為清水混凝土。由上海圖書館建設(shè)，上海市工程建設(shè)咨詢監(jiān)理公司代建，丹麥SHL建筑師事務(wù)所及上海院合作設(shè)計，上海建科監(jiān)理，上海建工四建集團總承包，安裝集團、機施集團、三鑫科技專業(yè)分包。

▲項目建設(shè)信息圖

一走進施工現(xiàn)場，小編就發(fā)現(xiàn)它的文明施工做得不錯，而且有不少亮點：

安全通道不但設(shè)置得規(guī)范，在它的入口左上角還有一只白色的喇叭，每當有人通過時，這只紅外線感應(yīng)喇叭就會自動播放安全須知，時刻敲響安全警鐘。

▲安全通道頂部也采用盤扣式腳手架

▲安全通道兩側(cè)貼滿了形象生動的中英文安全注意事項

整條安全通道都采用了經(jīng)久耐用、可周轉(zhuǎn)的鍍鋅壓型鋼板。據(jù)項目經(jīng)理張永陟介紹：“雖然壓型鋼板單次投入成本較高，但是今后還可以在多個工地上多次循環(huán)使用，這樣平攤算下來的成本是不高的?！?/p>

在現(xiàn)場體驗區(qū)這里，也做了多個種類的布置。不難看出，項目部在安全管理方面也是下了一番功夫的。

▲半封閉式的安全晨會講評臺

▲規(guī)范的臨邊洞口防護措施

▲顯眼整齊的防護欄

▲現(xiàn)場區(qū)域清晰的指示標識

在中庭區(qū)域，這根“定海神針”引起了小編的關(guān)注。談起它的施工難點，上海建工四建集團副總工程師徐整偉說：“這是一根高達21.5米的勁性清水混凝土圓柱，分四次澆筑最終成型，真的不容易，需要克服垂直度控制、混凝土色差控制和成品保護這三大難題。”

說著帶小編看到另一個已澆筑完成的勁性清水混凝土圓柱，仔細一看確實外觀飽滿、表面平整。

本工程上部結(jié)構(gòu)4個核心筒東西兩側(cè)剪力墻，以及主樓與部分裙房區(qū)域圓柱為清水混凝土。清水混凝土應(yīng)用面積約11300平方米。

1）層高高、內(nèi)部有較大截面的型鋼柱

勁性圓柱普遍高度在6.2m以上，包括1根高21.5m，1根20.2m以及2根14m圓柱。

獨立柱層高很高，混凝土澆筑必須分段實施。如何防止砼離析，同時保證砼澆筑密實，尤其是要精確控制獨立柱整體垂直度，這給現(xiàn)場施工帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。

2）梁柱節(jié)點有外伸鋼牛腿

本工程梁柱節(jié)點處存在外伸鋼牛腿，限制了模板的安裝和合模方式，模板的選擇余地變小，且圓柱模必須在梁下合模。此外，工字型或箱型鋼梁對梁柱節(jié)點模板的現(xiàn)場鑲拼帶來不小難度， 其施工質(zhì)量將直接影響圓柱節(jié)點造型及是否會產(chǎn)生漏漿。

3）勁性混凝土強度等級高、易產(chǎn)生溫度裂縫

本工程框架柱及剪力墻的混凝土強度高，等級為C60。在保證強度的情況下，單位立方米水泥用量較高，水化熱較大，加上墻柱內(nèi)部暗柱、剪力鋼板等的約束，極易產(chǎn)生裂縫， 裂縫對清水砼的觀感影響較大，且難以進行修補。

4）門洞、管弄等的不規(guī)則分布對模板、螺栓眼的排列影響較大

從現(xiàn)有圖紙看，核心筒內(nèi)分布著較多的門洞、管弄、消防箱等，且分布沒有規(guī)律可循，這些均影響飾面清水混凝土蟬縫、螺栓眼的設(shè)置，飾面清水混凝土對模板、螺栓眼的排版要求很高。此外，與桁架梁連接的外伸牛腿、幕墻埋件等也是影響清水砼墻面觀感質(zhì)量的重要因素。

為破解施工難題，項目部開展了多場科技攻關(guān)活動，先后進行了四次清水混凝土試驗，保證了最終成品一次成優(yōu)。

▲第一次定型木模及內(nèi)部構(gòu)造小樣

▲第一次清水砼柱小樣

第一次清水混凝土圓柱小樣在外借場地施工，共一根圓柱、一面轉(zhuǎn)角剪力墻。

圓柱高3.6m，采用定型木模，豎向蟬縫兩條，水平蟬縫間距1.2m。

▲第一次板墻模板小樣

▲第一次清水砼板墻小樣

剪力墻墻體高度3.57m，一側(cè)采用芬蘭板，一側(cè)采用普通優(yōu)質(zhì)木模。

▲清水砼第二次小樣

▲第二次定型木模小樣

▲第二次紙筒模小樣

第二次清水混凝土小樣，兩根圓柱、兩面剪力墻。

柱1根為3m，模板采用紙筒模，無水平蟬縫，有螺旋狀紋路。另一根為4m，采用定型木模，豎向蟬縫兩條，水平蟬縫間距為3m 。

▲第二次清水砼板墻模板小樣

混凝土墻高均為2.4m，一面墻兩側(cè)均采用芬蘭板。另一面墻一側(cè)采用金屬面模板，一側(cè)采用光面優(yōu)質(zhì)木模。

▲清水砼第三次小樣

▲第三次清水砼圓柱模板小樣

第三次清水混凝土小樣為一根圓柱、一面剪力墻。

清水混凝土柱1根為3.6m，采用木模內(nèi)襯軟玻璃面板定型木圍檁加固，高度方向分兩次澆筑。

▲第三次清水砼板墻模板及預(yù)埋線盒

清水混凝土墻一面采用金屬面模板，一面采用普通木模板；鋁合金圍檁調(diào)整為鍍鋅方管；金屬面模板側(cè)門洞，設(shè)置倒角條；墻面預(yù)埋開關(guān)線盒。

▲清水砼第四次小樣

第四次小樣為兩根圓柱；此次小樣僅模擬鋼筋排布，不設(shè)剪力鋼板。其中一根為方圓模板，另一根為玻璃鋼模板。

方圓模板柱高度為4.8米。圍檁采用配套抱箍，不設(shè)明縫，蟬縫有豎向兩道、水平一道（高2.4m處），接縫處增設(shè)連接片。

玻璃鋼模板，柱高度為3.6米。圍檁采用配套抱箍，不設(shè)明縫，蟬縫有豎向兩道、水平無縫。

1）懸挑結(jié)構(gòu)以吊柱掛于屋架結(jié)構(gòu)，懸挑長度最大16.8米，變形控制難度大，最大起拱量超過100mm，且吊柱粗達210mm，吊柱節(jié)點位置 板厚160mm，需進行節(jié)點試驗 驗證該部位可靠性。

2）本工程中的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點復(fù)雜，加勁肋密集，且框架柱及框架梁（桁架）、吊柱、上翻桁架、次桁架均采用Q420等規(guī)格，最大板厚達到100mm。

因此，工程鋼材等級高、焊縫多、要求高，同時焊接作業(yè)多為高空、 懸挑臨邊施工，焊接時需搭設(shè)焊接操作平臺，焊接作業(yè)條件十分復(fù)雜。

3）本工程樓層桁架、屋蓋桁架自重大，鋼結(jié)構(gòu)總噸位數(shù)逾25000噸、 屋面桁架噸位逾8000噸、懸挑區(qū)域約3700噸。主樓外圍一圈均為懸挑桁架下掛結(jié)構(gòu)樓層，整品桁架不僅僅重量超過塔吊起重量，而且最長約23 米。

小編在現(xiàn)場看到16.8米大空間鋼結(jié)構(gòu)布置，整棟建筑的主梁全部采用空腹桁架形式，今后，機電管線可以從桁架上下弦穿出，優(yōu)化了大量管線路徑。

張永陟指出：“整個工程67%的建筑面積都是鋼結(jié)構(gòu)形式，我們采用預(yù)制構(gòu)件進行裝配式施工，減少了施工現(xiàn)場的環(huán)境、噪音污染。”

1）建筑四面設(shè)置了4個跨度達17m的大窗體系，且幕墻結(jié)構(gòu)以67°外傾，外懸挑的主體結(jié)構(gòu)變形不可忽視，幕墻需要實時對變形進行監(jiān)控，保證幕墻正常的施工以及安裝精度、外觀的控制。

2）幕墻單塊尺寸達4200mm×1550mm，玻璃尺寸較大，玻璃各項參數(shù)（合片、組框）易產(chǎn)生加工誤差，大面多采用了較復(fù)雜的dip打印彩釉玻璃及三角形玻璃，如何保證玻璃原材料及加工的質(zhì)量至關(guān)重要。

3）在幕墻支撐系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計中，采用了大量定制鋼型材，由于結(jié)構(gòu)逐層變化特點，外立面折線下部鋼制立柱截面設(shè)計為平行四邊形造型，此定制鋼型材為外露小R角鋼材，且直接外露在人眼可視范圍之內(nèi)，對加工精度要求高。

4）單元鋼架現(xiàn)場吊裝較困難，斜面部位（斜面傾斜角67°）的單元鋼架吊裝更加困難。折線部位的單元鋼架為異形鋼架，大窗位置折線部位為上下鋼架拼接而成，如何保證立面斜線拼接精度和質(zhì)量。大跨度單元鋼架的吊裝擾度變形如何控制？鋼構(gòu)件現(xiàn)場施工極易發(fā)生磕碰，表面掉漆現(xiàn)象時常發(fā)生，現(xiàn)場成品保護非常重要。

在工地現(xiàn)場，這塊玻璃幕墻視覺試樣頗為引人注目。目前，整個工程的主體建筑已初具雛形。

▲第一次玻璃幕墻視覺試樣

▲已初具雛形的建筑主體結(jié)構(gòu)

上海工地，上海建筑圈權(quán)威自媒體。