在今天上海的建築工地上,高聳入雲的塔吊、起重能力上百噸的履帶或輪胎起重機,以及用途各異的現代化機械設備比比皆是。依靠這些設備,建設者建起了上海中心大廈、國家會展中心等一系列令世人矚目的超級工程。而誰又能想到,上海還有不少著名工程,是用比這些設備差得多的「土設備」建造起來的。
上海歷來建築業發達,古代有「東南之都會」之稱,近代又有「萬國建築博覽會」的美譽。一大批能工巧匠,用他們超人的智慧和精湛的技藝攻克了被人們認為不可能的技術難關,為我們留下諸多建築精品。早在建造龍華塔時,如何把8米高、共3噸重的塔剎吊到近40米高的塔頂上成了難題。工匠們在現場搭建草棚,內置守關(絞車)、地關(盤車),塔身頂部置天關(葫蘆),在麻質的繩索上掛上掛鉤,推動守關(絞車),把龍頭傘盆、寶珠、七重相輪等10多個部件一一放置就位。正是工匠們這一創舉,換來了今日龍華塔的雄姿。
新中國成立前後,在上海建築行業里活躍著一批江蘇溧陽籍的起重工。他們文化不高,以師帶徒、代代相傳,練就了一身就地取材、「土法上馬」的本領。據說,有的師傅只要用腳踢踢繃緊的鋼絲繩,就能估算出它的起重量;有的師傅在被起重的物件周邊轉上幾圈,就估算出其重量,然後就此去布置地葫蘆的位置、葫蘆繞的圈數。上海不少工程留下了他們的業績,比如20世紀50年代建造中蘇友好大廈(今上海展覽中心),就是這些工匠用「獨腳巴杆」(一種傳統起重設備)加卷揚機,把十幾噸重的五角星整體吊到100多米的高空,至今仍在業界被傳為美談。
20世紀70年代後,上海開始建造一些大工程,出現了不少技術難題。上海城市建設主力軍——上海建工的一批工程技術人員和技術工人破除迷信,大膽實踐,用「土設備」創造了一個個建築施工的新紀錄。
「獨腳巴杆」提起大網架
1973年,上海要建造萬人體育館。這個體育館能容納1.8萬人,體量巨大,且是一個中間沒有柱子的室內體育館。體育館室內直徑110米、高33.6米,屋蓋採用當時較先進的網架結構,網架的直徑有124.6米,總面積有1.2萬多平方米,重量達600多噸,由外圍36根柱子支承。
上海體育館大型網架整體提升施工現場
要把這樣一個龐然大物整體吊到30多米的高空,當時的國內,並沒有這麼大的起重設備。經過技術人員和工人群策群力,制定了「網架整體提升、空中旋轉就位」的方案。
在柱子吊裝完成、網架地面拼裝後,工人們在施工現場安裝了6根50米「獨腳巴杆」,放置12台起重量10噸的同步卷揚機作為提升動力。在正式起吊前,工人們進行了多次演練,尤其是要確保12台卷揚機必須同步,網架的水平誤差不能超過100毫米。
一切準備妥當。10月19日,網架要正式提升了。畢竟是上海第一次整體提升這麼重的網架,上海各方專家來了,各級領導來了,大家都要見證新紀錄的誕生。起吊前,網架投影面下進行了清場,設置了安全警戒和安全監管人員;所有機械操作人員在各自操作位置各司其職。擔任總指揮的是一名老起重工,有著豐富的起重經驗,他再次巡視了各個工位,檢查鋼絲繩和卷揚機的狀況,沉著地走向指揮台。隨著他清脆的哨音,12台卷揚機同時發出隆隆的響聲,網架平穩往上提升,經過1小時41分,網架提升到超過立柱0.5米的高度,最驚險也是最關鍵的時刻到了:網架要在空中旋轉,在柱子上就位。全場屏住呼吸,空氣似乎也被凝固了。只見每根巴杆右邊起重滑輪組在總指揮的號令下同時下降,巴杆左邊的起重滑輪組保持不動。在不動的起重滑輪組的推動下,巨大的網架在空中順時針旋轉,到達立柱上方;這時左右兩滑輪組同時下降。經過歷時43分鐘緊張的操作,網架準確地坐落在36根立柱上。全場響起雷鳴般的掌聲,上海的工人階級又創造了一項建築史上的新紀錄。該項技術還被評為1978年全國科學大會獲獎項目。
「猴子爬樹」般提升大天線
東方明珠廣播電視塔,以「大珠小珠落玉盤」的創意,坐落在黃浦江畔,是上海地標性建築,世界各地的遊客無不讚嘆其別致的造型。但鮮為人知的是,在東方明珠建造過程中,曾經發生過驚心動魄的一幕。
現在呈現在人們面前的東方明珠廣播電視塔,其設計方案因打破原有電視塔「煙囪加圓盤」的造型,過於複雜,而差一點被否決。當市領導拿著這個方案徵求上海市建工局領導意見時,局領導明確表示:只要設計得出,我們一定能夠圓滿完成,達到設計的意圖。
東方明珠天線提升的鋼絞索
經過建工局組織技術人員攻關,包括塔底3根混凝土斜撐的製作、300多米混凝土塔身的混凝土澆搗等十大技術難題一一被攻克,只剩塔頂天線的提升能否成功這一難題了。
東方明珠廣播電視塔的天線有118米高,重達450噸,安裝在350米高的混凝土塔身上。有的國家是用直升飛機分段吊到高空進行安裝,當時我國還實現不了。項目組的技術人員度過無數個不眠之夜,比較國內外曾經使用過的方案,又逐個否決。在變換各種思考角度後,項目組大膽提出用計算機控制、整體提升的設想。經過一段時間的調查研究和多次試驗,創新研發了「集群鋼絞索承重、液壓提升機提升、計算機同步控制」的施工工藝。
1994年4月2日,天線整體提升工作開始。20台40噸級液壓千斤頂在計算機的控制下,帶著450噸重的天線沿著20束固定在350米高空混凝土單筒頂面的鋼絞索,像「猴子爬樹」那樣向著頂部爬升。提升中儘管發生一些磕碰,整個提升過程還算順利。到了4月30日,眼看到頂只有20來米了,天空突然颳起8級多的大風,而且氣象台預報大風還要連刮7天。怎麼辦?繼續提升,風險非常大;不升吧,100多米的天線露在300多米的高空,風險更不能預測。時任上海建工集團總經理的石禮文召集總工程師葉可明等來到現場商量對策。經過反覆比較論證,最終作出了「增加側向新導輪繼續施工」的決策。於是,時任上海市機施公司總工程師的吳欣之帶領工人在「幾乎站不住腳、隨時會被風颳走」的300多米高空平台上落實加固措施,葉可明在天線下方總指揮值班。由於各項措施到位,當時鐘指向1994年5月1日12點12分時,天線終於平穩地就位在468米的高空。
多少年後,已經是中國工程院院士的葉可明回憶起當時的情景感慨地說:處理東方明珠廣播電視塔的天線險情,是自己從業以來最難忘的驚險事件。
「鐵圓規」架起大屋蓋
走進鐵路上海南站,巨大的空間一覽無餘。屋頂透明的玻璃通透明亮,白天的照明用電節省了下來,活動的遮光板又擋住炙熱的陽光,很節能。從外觀看,圓形的屋蓋周邊微微翹起,像一頂大禮帽戴在龐大的建築物上,熱情而安靜地迎接各方來客。
建成的鐵路上海南站
但在施工中遇到的最大難題,就是這麼大的屋蓋如何安裝。這大屋蓋直徑有278米,千餘件構件要吊裝就位,總重達7000多噸。所有操作都在已經完工的地下大空間頂板上進行。由於工期緊,整個鐵路南客站工程要立體交叉施工。東面3號線車站和下沉式廣場正在開挖施工,不具備大型起重機開行和施工的條件,滬杭線鐵路又要從施工空間下通過。
建設者受到圓規畫圓的啟發,在圓形建築中心放置一台塔吊,用一根123米長的橫樑,與鋪設在平台周邊環梁鐵軌上的支腿相連接,形成龍門架,作為「圓規」的半徑。施工中,建設者把整個屋蓋分為18個節間,先進行一節間安裝,然後沿鐵軌轉到中心對稱的另一端的節間進行安裝,如此反覆,完成整個屋蓋的安裝。這樣的安裝順序,保證了結構的安全,也控制了結構變形。而圓規式的「土製設備」覆蓋面廣、機動性強、行走靈活,使安裝速度加快,也有利於其他工種的交叉施工。更可貴的是,這套「土設備」利用的都是企業原有資源:塔吊是舊塔吊改裝的,龍門吊的桁架是用企業原有設備拼裝的,其他機械也是在原有基礎上能改則改、能用則用,大大降低了成本。
上海建工的建設者運用自己的聰明才智,「巧奪天工」般地為社會又留下了一項精品佳作。
(作者曾任上海建工集團黨委辦公室主任、《上海建工集團志》編纂辦主任)
(原題為《昔日「土設備」 建成大工程》)