探營北京城建集團(tuán)構(gòu)件廠“鳥巢”混凝土看臺板生產(chǎn)線
奧運熱點工程——國家體育場,人們俗稱“鳥巢”,從設(shè)計創(chuàng)意到建筑風(fēng)格、藝術(shù)魅力,在世界上都是獨一無二的。作為“鳥巢”看臺板的生產(chǎn),同樣要有獨一無二的質(zhì)量要求,精細(xì)施工要求控制到每一個具體的施工環(huán)節(jié)。按照設(shè)計要求,看臺板無論是外觀質(zhì)量要求,還是構(gòu)件混凝土等級強(qiáng)度,在混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)史上都是第一次,北京城建集團(tuán)構(gòu)件廠承擔(dān)了制作看臺板50%的任務(wù)量。
比木工打家具還難
通州區(qū)最東邊的宋莊鎮(zhèn),有一個占地面積200畝,專業(yè)從事大型混凝土構(gòu)件生產(chǎn)廠,這就是北京城建集團(tuán)構(gòu)件廠通州分廠。一個長270米、寬32米的“鳥巢”看臺板混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線就建在這里。生產(chǎn)線正中間有一座面積為1100平方米的淺池,它是專門用于看臺板生產(chǎn)和前期養(yǎng)護(hù)的。淺池分隔成多個流水施工段,在東側(cè)的淺池中一次能生產(chǎn)8塊看臺板。池中有2塊已經(jīng)澆灌好的混凝土,有2塊正在進(jìn)行蒸養(yǎng),熱騰騰的蒸汽從覆蓋的帆布滲出飛向藍(lán)天,即刻煙消云散,這就是在進(jìn)行構(gòu)件蒸氣養(yǎng)護(hù)。池中還有2塊剛剛脫模,2套模板正在進(jìn)行清理。在淺池上口南側(cè)場地上四五名工人正在對剛出池的看臺板進(jìn)行清理。
在長200米的生產(chǎn)線上到處都是施工人員忙碌的身影,有鋼筋下料的、有鋼筋綁扎的、有立模的,還有檢查清點看臺板標(biāo)注型號的,現(xiàn)場施工一片繁忙景象。分廠書記夏正廣介紹說,夏季日生產(chǎn)最多達(dá)到36塊。現(xiàn)場還配有1立方米和2立方米混凝土攪拌機(jī)組2座。淺池南側(cè)20多米遠(yuǎn)就是鋼筋加工區(qū)。在生產(chǎn)核心區(qū)還備有鋼筋加工、成型、養(yǎng)護(hù)、儲存等工序。淺池東側(cè)和北側(cè)是4600平方米硬化好的看臺板存放區(qū),存放區(qū)內(nèi)已堆滿了各種型號的看臺板。
北京城建集團(tuán)構(gòu)件廠通州分廠經(jīng)理孫萬懷介紹說,構(gòu)件廠成立以來,從沒有生產(chǎn)過要求這么嚴(yán),標(biāo)準(zhǔn)這么高的混凝土構(gòu)件產(chǎn)品。要求嚴(yán),是指看臺板表面顏色必須一致,平整光滑無瑕疵;要求高,是指幾何尺寸要符合設(shè)計規(guī)范要求。剛一開始大家不以為然,認(rèn)為不就是混凝土構(gòu)件嗎?廠里生產(chǎn)立交橋大梁,一天至少要生產(chǎn)七八根,澆灌混凝土就是150多立方米;看臺板一天澆灌混凝土只有10多立方米,澆灌量差10多倍,這點“小活兒”算得了什么?可是把圖紙拿來進(jìn)行試生產(chǎn),大家都傻了眼!這活兒要求太細(xì)了,比木匠打家具還難。用分廠工人的話說,生產(chǎn)這玩意兒費工“海”了去了,有人要打退堂鼓。為了提高看臺板質(zhì)量和工作效率,分廠召開專門會議,統(tǒng)一大家思想認(rèn)識。很快,以分廠廠長為組長的“國家體育場看臺板預(yù)制領(lǐng)導(dǎo)小組”成立了,以分廠總工程師為組長的“技術(shù)攻關(guān)小組”及以分廠生產(chǎn)副廠長為組長的“生產(chǎn)指揮小組”也相繼成立并迅速開展工作。各小組各負(fù)其責(zé),分廠領(lǐng)導(dǎo)協(xié)同指揮。北京城建集團(tuán)構(gòu)件廠在生產(chǎn)資金上給予了分廠大力支持,確保正常生產(chǎn)所需水泥、鋼筋、砂石、模板等資金的需求。
隨后,分廠立即調(diào)整施工隊伍,調(diào)集分廠生產(chǎn)技術(shù)最強(qiáng)的人員到作業(yè)線上。廠長孫萬懷每天都要在現(xiàn)場檢查五六次,發(fā)現(xiàn)勞動力不足就立即調(diào)整,哪個工序人員富余就進(jìn)行調(diào)配。經(jīng)過一周的磨合,施工形成了流水作業(yè),操作形成了規(guī)范模式,日產(chǎn)量也從幾塊上升到20多塊,最高產(chǎn)量達(dá)到了36塊。
僅模具就有100多套
北京城建集團(tuán)構(gòu)件廠通州分廠工程師劉振宇在介紹看臺板時說,看臺分上、中、下三層,最寬處共97排。預(yù)制混凝土構(gòu)件有看臺板、踏步和樓梯三類,預(yù)制混凝土構(gòu)件為清水表面。構(gòu)件總數(shù)量約14726塊,但是構(gòu)件型號就多達(dá)1264種??磁_板合計10056塊,其中上層看臺板總數(shù)為2976塊、中層用量為3289塊、下層看臺板用量為3791塊。還有踏步板4600塊。
總工程師劉振宇打開圖紙,指著表格里的密密麻麻的英文和數(shù)字代碼說,看臺板型號有L型、U型、L+U型和一字型,下層看臺板最重18噸、板的最大寬度為1.25米,最大長度為11.3米,最大高度為0.74米;中層看臺板最重11.3噸、板的最大寬度為1.25米,最大長度為6.676米,最大高度也為0.74米;上層看臺板最大重量為12噸、板的最大寬度為2.125米,最大長度為8.284米,最大高度為1.058米??磁_板沒重樣的,僅模具就有100多套。“鳥巢”看臺呈橢圓形碗狀,看臺板呈L型,每層看臺板長度從最底層到頂層都不一樣,板長誤差只允許2毫米,要是木材、鋼材還可修整,而混凝土構(gòu)件要求是一次成活,這對我們施工能力是個巨大考驗。
看臺板生產(chǎn)最難的是每塊板上預(yù)留孔,要求誤差要控制在2毫米以內(nèi)。由于每塊的板長不一樣,鋼模板上的預(yù)留件位置每次都在變化,為了保證預(yù)留孔準(zhǔn)確,技術(shù)人員在每一次合模前都要檢查預(yù)留件的位置,核準(zhǔn)后才能合模。
為確保看臺板生產(chǎn)快,質(zhì)量好,模板很關(guān)鍵。北京城建集團(tuán)構(gòu)件廠組織專業(yè)人員自行設(shè)計并安排專業(yè)模板廠家進(jìn)行模板加工,模板結(jié)構(gòu)形式采用組合拼裝式鋼模板,在滿足生產(chǎn)看臺板的強(qiáng)度、剛度要求外,還要達(dá)到拆裝方便,不變形、密封嚴(yán)密不漏漿、減少人工操作等優(yōu)點,在保證外觀情況下,模具加工精度都控制在允許偏差范圍內(nèi),為后來大批量生產(chǎn)提供了重要保證。
讓科技筑入看臺板
“鳥巢”看臺板混凝土質(zhì)量好壞,是直接影響成品的關(guān)鍵。為了確保設(shè)計的混凝土配合比,滿足看臺板預(yù)制的需要,經(jīng)過反復(fù)實驗,最后確定了適宜的水膠比、粉煤灰最佳摻量、合理砂率、減水劑。為防止成型看臺板的混凝土出現(xiàn)龜裂縫,隨后對上述選定的配合比分別摻入五種纖維進(jìn)行試拌并制作了試件,最后,選定了兩種效果較好纖維作為摻拌物。
為了使鋼筋混凝土的耐久性滿足設(shè)計要求,劉振宇總工和技術(shù)人員利用多年的經(jīng)驗制定了控制結(jié)構(gòu)的耐久性措施,一是加強(qiáng)鋼筋原材料、半成品及骨架覆蓋保護(hù),防止鋼筋發(fā)生銹蝕;二是采用足夠剛度的混凝土保護(hù)層墊塊,確?;炷帘Wo(hù)層達(dá)到設(shè)計要求的25毫米;三是混凝土耐久性措施,采用低堿水泥、控制外加劑的堿含量、使用低堿活性骨料或堿活性骨料、摻用礦物摻合料等控制混凝土單方堿含量不高于3㎏;控制混凝土中氯離子含量不高于0.06%;提高混凝土密實度,使其抗?jié)B等級達(dá)到P10要求。
在看臺板混凝土澆灌施工中,經(jīng)過多次摸索,創(chuàng)出了立打方案。立打方案能夠使看臺板正面與背面全部和模板密貼成型,保證看臺板的外露面盡可能多的與模板接觸,能夠更好地保證看臺板的外觀質(zhì)量。對懸挑板和洞口板,在施工中又摸索出反打方法,不僅方便施工,又能保證板各面的外觀效果。
為確保季節(jié)性施工期間的產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)均勻,顏色一致,施工中選擇將生產(chǎn)模具固定在淺池中的方法。淺池分隔成3個小池,可安排50套模具以上進(jìn)行施工,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足生產(chǎn)要求。為提高混凝土凝固周期,采用帶模常壓濕熱養(yǎng)護(hù)蒸養(yǎng)工藝。養(yǎng)護(hù)時,設(shè)施有淺池和水封淺池蓋及能夠使蒸汽循環(huán)的養(yǎng)護(hù)管線,在淺池四周內(nèi)側(cè)不同深度設(shè)有溫度傳感線插槽以便實現(xiàn)對溫度的精確控制。
“鳥巢”看臺板表面不得有氣泡,這就要求混凝土成型工藝相當(dāng)過硬,而成型的關(guān)鍵工序是振搗密實過程。經(jīng)過試驗,施工中探索出了采取在模板底部或兩側(cè)輔助振搗和插入式振搗相結(jié)合的方法,每套模板配備直徑50毫米插入式振搗器2臺,并輔以直徑30毫米振搗棒。每層澆筑厚度控制在不超過振搗器作用半徑,振搗上層時將振搗器插入下層混凝土5-10厘米,以保證混凝土層間密實。振搗器選用了附著式的,雖然功率小,但能保證振搗質(zhì)量和效果,又不會造成模板開裂漏漿。同時,施工中對供灰間斷時間嚴(yán)格控制,避免由于凝結(jié)時間不同導(dǎo)致的色差?;炷翝仓瓿珊?,用木杠對表面進(jìn)行抹平;特別是在混凝土開始初凝前,要用木抹子將面層的小凹坑、氣泡眼等壓平抹光,使混凝土的面層與底部密實結(jié)合一致。
不讓看臺板“傷筋動骨”
北京城建集團(tuán)構(gòu)件廠通州分廠的施工人員十分謹(jǐn)慎,編制了一套非預(yù)應(yīng)力清水混凝土看臺板的起吊方案,即起吊中必須考慮其結(jié)構(gòu)受力狀態(tài),避免在起吊過程中產(chǎn)生裂紋、變形和外表損傷,造成看臺板的外觀破壞和任何的污染。
首先,選擇準(zhǔn)確的合理起吊形式和吊點位置,保證在整個起吊過程中看臺板受力狀態(tài)良好。其次根據(jù)看臺板的外形特征選用鐵扁擔(dān)+鋼絲繩(或吊帶)組成穩(wěn)定的起吊主體。在鋼絲繩與看臺板的接觸點位置上又另外制作具有接觸靈活和牢固的、能適合看臺板形狀和保護(hù)混凝土外觀的吊裝夾具。起吊時,采用二點或三點起吊形式。確保吊運過程中看板不受“內(nèi)傷”和“外傷”。在看臺板翻轉(zhuǎn)中,因構(gòu)件尺寸較大,為保護(hù)成品不“傷筋骨”,技術(shù)人員制作構(gòu)件翻轉(zhuǎn)架,這種架子可根據(jù)看臺板尺寸的變化將翻轉(zhuǎn)架制成長度可調(diào)節(jié)變化的以適合每種尺寸的看臺板翻轉(zhuǎn)架子。
看臺板的碼放和后期養(yǎng)護(hù)也十分關(guān)鍵?,F(xiàn)場碼放工人根據(jù)看臺板的形狀、受力情況、后期吊運,采用正向平放方法。在存放現(xiàn)場,構(gòu)件的碼放高度根據(jù)實際構(gòu)件尺寸都控制在3層,墊在構(gòu)件與構(gòu)件間的墊片,是構(gòu)件廠購買了10多萬元圓木加工而成,保證了墊片厚薄一致。存放場地也進(jìn)行硬化處理,保證存放過程中構(gòu)件不變形。為了減少看臺板由于長期存放產(chǎn)生的微細(xì)裂縫和龜裂,剛剛出池的看臺板要進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)14天,再用塑料薄膜覆蓋,以減少看臺板迎風(fēng)面的龜裂。
看著親手制作的一塊塊精致漂亮的看臺板,源源不斷地運往“鳥巢”,構(gòu)件廠職工的心緒早已飛到了2008年奧運會開幕盛典的現(xiàn)場,“那時中外朋友,有一半是坐在我們生產(chǎn)的看臺板上”,對于構(gòu)件廠的職工來說,這話既是自豪的,也是當(dāng)之無愧的。
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