小光圈“穿起”大光圈

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北京建工六建集团承建的高能同步辐射光源配套工程 ■记者 董一鸣/摄

进入8月份，由北京建工六建集团承建的高能同步辐射光源配套工程副经理李政有了难得的轻松时光。目前，该项目已经全面完工，静待竣工验收时刻的到来。

作为“十三五”国家重大科技基础设施的配套工程，该项目两个单体建筑中，一个是如同缩小版的高能同步辐射光源圆环造型的小光圈，另一个建筑则近似水滴造型，与类似大光圈的主建筑三者之间通过两组钢屋架相连，整体外观形似放大镜，寓意其为探索微观世界的利器。

总建筑面积2.8万平方米的配套项目体量并不算大，但是其建成后，将为在高能同步辐射光源大光圈中工作的科研人员提供科研实验、学术交流、会议办公和餐饮住宿等场所。

在项目质量总监吴开强看来，虽然配套建筑面积不大但是建设难点从造型上便可见一斑，而这一难点是测量放线工作。一座建筑要想拔地而起首先要确定它的具体位置，这便是测量放线的职责所在，相比四四方方的建筑造型，圆环形和水滴形的建筑让测量难度成倍增加。

原本在建筑内部找到3个点，形成相互测量关系便可以确定位置开启逐层建设的工序，在这里不仅增加到外围5个控制点，内部更是因为圆润多变的造型导致每根立柱的位置都要进行一次4点校核，“弧形的建筑导致点位之间存在观测盲区，增加外围5个控制点的同时内部每一根立柱的位置和角度都为贴合造型而呈现多变的角度，都需要我们从每层测一次，变为了每根测一次，整个工程量下来，至少相当于增加了5倍以上的测量工作量，才能保证建筑的每一个角度都完美呈现。”李政说。虽然工作量增大，但是项目也采用科技手段解决部分难题，其中，使用的测量放线机器人，让现场的测量精度的工作压力减少了很多。

定位准确后，结构作业依然难题频出，比如位于小光圈内，一个10米高，跨度达到19米的报告厅便是其中之一。“这种无柱空间的设计带来的难题便是支撑体系，由于高度超限，我们经过专家论证后从地面满铺脚手架到顶进行施工，同时，针对楼板与立柱混凝土标号不同的情况，我们采用了一种阻隔装置，这种安装在楼板和立柱交界处的充气装置可以有效阻隔不同标号混凝土的相融，解决了传统挡板渗漏导致交汇区质量通病的问题，让建筑整体质量更优质。”吴开强说。

对建设者而言，项目最大的难题莫过于连接3个建筑的两片钢屋架。它们分别连接在水滴型和小光圈之间，以及小光圈和大光圈之间，穿起了整个建筑群，形成如同放大镜的整体造型。这两个看似连接建筑的结构并非搭在建筑上，而是通过地面的多根立柱支撑来实现，而其最大的特点便是如同变形蝴蝶翅膀般的造型。

笔直的钢管和圆润的连接球组合成为如同神经网造型的钢结构屋面在很多钢结构设施中经常出现，但是常规横平竖直的结构造型在这里变成了多变的曲线和弧度，对每一个连接球与钢管的连接点都要重新计算。总计4213个连接球几乎没有任何两个球的开孔角度是一样的，球体还要通过开孔与26348根钢杆件分别连接，相邻两个球体开孔最小的变化仅有0.06度，这种肉眼几乎无法分辨的差异在钢网架上随处可见，也正因此渐变的造型才成就了圆润顺滑的钢屋架效果。为此，深化设计时项目部联合加工厂对每一个单体进行标记，并确保出厂的所有材料都自带“身份证”，确保抵达现场后工人可以像拼乐高一样“对号入座”。

钢屋架拼装也采取整体提升和分段拼装在空中连接的方式。为了保证网架顶升过程中的变形控制，材料加工前，项目部预先计算了提升中的变形量，加工中给变形部位预加一个同等变形量的反向受力，“这样在提升中的变形和预先加工中的变形可以形成自然抵消，确保提升作业的安全可控。”吴开强说。