个子不太高,戴着一副厚厚的眼镜,看上去有些书卷气,担任中建三局副总经理兼总工程师的张昆并不为人们所熟知。但说到央视新址、北京第一高楼“中国尊”、中国第一高楼天津117大厦,或许大家都很熟悉。这些国内知名的摩天大楼体现了他的工艺。从业36年,张昆先后4次荣获国家科技进步奖,获得国家发明专利85项。他从一名基层技术人员成长为敢于与国际顶尖对手同台竞技的科技专家,挺身而出,成为中国建设的“脊梁”。
填补国内空白
1982年,20岁的张昆从重庆建筑工程学院毕业,进入中国建筑集团旗下的中建第三工程局,担任技术员。在很多人看来,这是一份辛苦、无聊、责任多于回报的工作,但他乐此不疲。
这位热爱学习的年轻人在参与各种新的建筑实践的同时,不断装备自己新的知识。早在1996年,当很多建筑单位还在手工绘制时,张昆就开始自学3D动画技术。他在中国建筑工程总公司第三工程局第一个学会使用3D动画计算软件进行复杂工程结构设计。带动建设集团乃至整个建筑企业。
2000年,深圳文化中心钢结构工程处于招标准备阶段。日本一位著名设计大师巧妙地赋予了它“金树”的形状——67个铸钢节点没有一个是相同的,最复杂的节点有多达10个接头。 。
当时,分支钢结构非常新鲜,铸钢节点是一个前沿话题。尚处于初级发展阶段的中国建筑被认为没有机会进行这种“瓷器活动”。在竞标过程中,一家日本公司认为没有其他公司可以与其竞争,因此向业主报出了天价,并表明这是他们的。
面对这个集设计计算、铸造技术、安装技术于一体的综合性课题,很多方面的技术对于企业来说几乎是空白。时任中建三局钢结构公司总工程师的张昆迎难而上。一方面,他积极请教专家,研究分析施工难度。另一方面,他花了10多天的时间绘制了各个铸钢节点的三维模型,并参观了国内的项目。几家最知名的铸件制造商,但结果都令人失望。当时的制造商工艺根本无法满足如此复杂部件的加工要求。
于是,他再次认真学习铸造行业的基础知识,多方查找资料,一遍又一遍地设计,一遍遍修改,一遍遍测试,终于摸索出了一套完整的设计方案,多支撑管结构铸钢节点的计算、铸造及分支结构。安装、测控、焊接技术……短短一年时间,图纸上错综复杂的“树枝状”线条变成了“铁”,使中国公司以不到十分之一的价格成功拿下该项目外国投标人的。下了“金树”。更重要的是,填补了国内技术空白。从此,我国钢结构建筑水平进入了国际先进水平行列。
这项潜心研究也开启了计算机模拟施工在建筑行业广泛应用的篇章。随后,他又竞购上海环球金融中心。在30分钟的施工方案演示片中,张昆运用一流的仿真技术,将极其复杂的技术生动、深入浅出地展示出来。 “世界上最好的建筑公司也只能制定这样的计划。”店主看到后叹了口气。
挑战全球“最强项目”
两座高234米的塔楼,双向倾斜6度,由海拔160米的钢结构悬臂连接起来,形成一座巨大的、不规则的“门”形“立体城”。它悬臂14层,宽39.1米,高56米。使用钢材1.4万吨,相当于国内第一座钢结构建筑深圳发展中心的悬浮施工。这是位于北京CBD的中央电视台新址。曾被英国《泰晤士报》评选为全球十大“最具影响力项目”之一。 2013年,荣获世界高层建筑理事会颁发的“世界最佳高层建筑奖”。
倾斜和大悬臂的造型特征从设计之初就引起了建筑界和公众的高度关注。能否成功整合成为一个悬念。 “倾斜塔和悬臂的自重产生的荷载将导致两座塔在施工过程中不断变形。” 2004年,时任中央电视台新台址工程总工程师的张昆仔细审阅了设计图纸,认真提出了自己的意见,如如果构件按照设计配置简单制造和安装,倾斜建筑物的倾斜角度将超过设定角度,悬臂结构无法闭合。
他在没有先例可循的情况下,与项目技术人员和有关专家反复论证,仔细计算了构件的精确偏移,大胆提出了“两塔悬臂分离、阶梯逐步延伸、空中舞台合拢”的安装方法,即采用“反变形”方法,将塔架倾斜设计角度预先设定为反方向一定角度进行施工,保证结构最终倒塌后通过自身变形回落到设计位置。施工完成。
时隔四年,2008年12月26日,随着最后一根合闸杆用螺栓拧紧,央视新台主楼悬臂钢结构在合闸点准确安装。发布会上,张昆自豪地宣布:严格按照国际一流标准中央电视台新址主楼钢结构特点,我们完成了不可能的任务,达到了国际钢结构的最高水平。
自主研发杀手级“建筑机器”
20世纪80年代以来,我国超高层建筑施工技术从传统脚手架发展到滑模、爬模、吊装模板。施工机械化、标准化、效率不断提高。
进入新世纪,300米、400米、500米、600米……超高层建筑越来越高,结构也越来越复杂。它们不仅要承受较大的垂直载荷,还要承受较大的水平载荷。传统的模板很难满足施工要求。如何在保证质量和安全的同时提高施工速度,成为行业亟待解决的问题。
经过多次项目实践,张昆在2005年大胆提出了“建筑机器”的构想:将竖向结构的模板、吊架悬挂在钢平台下方,采用大行程、高承载力的支撑剪力墙。预留孔处的液压千斤顶将钢平台顶升,带动模板、吊架整体同步上升,完成上一层混凝土结构的施工。
这一理念成功应用于广州西塔核心筒施工,最快速度两天内到达一层结构层,总工期缩短280天,创造了令人瞩目的“世界速度”。
尽管第一代顶模具有诸多优点,但在工程实践中仍存在一些问题。 2009年,张昆牵头成立模块化低位顶模研究小组,认真研究低位顶模的模块化设计方法,将整个模架拆成由多个标准部件组成的装配式结构,从而实现低位顶模的模块化设计。模架在不同项目中的应用。经过一段时间的周转,第二代顶模——模块化低位顶模终于研发出来,并在福州世茂国际中心成功应用,大幅降低模架成本,提高模具工业化和效率根据。
随着建筑高度和施工难度的不断增加,低位顶升技术已经不能满足施工要求。张坤打破传统设计思路,创造了新的顶部支撑组合模式:利用核心筒外壁表面2-3厘米素混凝土微凸结构承受荷载,单个支点具有承重能力产能400吨。除了提高承载能力和整体性外,横向刚度和内部垂直运输设备安装空间也得到了显着提高。更重要的是,在效率、适应性、安全性、智能化等方面实现了飞跃。
2012年,在438米高的华中第一高楼武汉中心工程中中央电视台新址主楼钢结构特点,首次应用第三代顶模板——微凸支点顶模板技术。起重力达到4000多吨。工人们能够在高空施工,如同在平地上行走一样,施工历时4天。体现中国超高层建筑施工技术处于世界领先地位的结构层。
创新之路永无止境。张昆带领团队不断开展技术攻关,研发出升级版“超高层建筑智能施工装备集成平台”。全球首次将用于超高层建筑施工的大型塔机直接集成在平台上,实现了塔机与模板一体化。安装、攀爬一体化,将核心筒立体施工的同时工作面由3层半增加到4层半。
同时,他借鉴旋转餐厅的理念,打造了全球首个“多吊旋转平台”和“超高层建筑智能施工设备集成平台”,实现360度全覆盖超高层建筑塔机吊装范围,并可根据吊装需要定制。选择不同尺寸和配置的塔机,充分利用每台塔机的工作性能,可节省30%-40%的成本。
这一系列创新研发关键技术的攻克,已成为中国建筑集团制胜超高层建筑市场的“王牌”。
贡献“中国智慧”
2015年,中国建筑中标中巴经济走廊最大的交通基础设施项目——巴基斯坦PKM项目(苏库尔-木尔坦段),全长392公里。全线按双向六车道、时速120公里标准设计。合同金额28.9亿美元,是中国建筑集团历史上最大的海外项目,工期36个月。
张昆带领项目技术团队聘请巴基斯坦公路专家作为顾问,多次与业主沟通,讲解中国规范的合理性,说服业主在设计测量、施工材料、质量控制、智能交通、等,积极开展技术创新引领建设生产。所采用的无人机航拍和矢量化测绘技术首次应用于巴基斯坦高速公路项目,提高了工作效率和测量精度,减少了施工误差;它采用一体化管理、高性能混凝土配合比设计以及高温环境下的灵活性。路面结构一体化设计、高填方低液限淤泥路基工后沉降分析与施工控制、低液限淤泥路基施工技术及长期性能保证技术、高填方路基冲击碾压增强压力补偿措施、创新科技成果成为“一带一路”公路项目建设的典范。
今年5月26日,该项目全长33公里路段提前15个月通车。业主称赞该项目是巴基斯坦迄今为止监管最高、最严格的高速公路。 “一个人的力量总是有限的,只有打造行业领先的技术研发平台,才能更好地服务企业。”张昆还非常重视团队建设和人才培养,经常对年轻人说:“一定要踏踏实实去做”。研究,每个人都要努力成为行业专家。”在张昆的鼓励和启发下,一大批科技团队和青年人才在多项创新效率竞赛中脱颖而出,取得优异成绩。
创新是一场只有起点、没有终点的赛跑。除了在企业热心工作外,张坤还身兼“数职”,先后被任命为中国建筑业协会专家委员会委员、中国钢结构协会副会长、中国土木工程学会、中国建筑集团专家委员会委员、高层建筑学术委员会特级副主任委员等(王路)