韓毅
冰景是融冰雪建筑、園林、藝術雕刻、游樂設施為一體、以燈、光、影等幻彩背景為靈魂的造型藝術,在我國近幾年冰景建筑得到很快的發(fā)展。與建筑施工一樣,冰景建筑也需要搭腳手架、橫跳板、龍門架、卷揚機等設施進行吊裝搬運,與建筑工程不同的是冰景的內照燈的安裝與砌冰是同步的,隨著墻體的增高日光燈管也一節(jié)一節(jié)地鑲嵌在冰景里,并預留通風口和檢修口,然后進行細節(jié)處理和雕刻。在冰景建筑中,采用鋼結構的冰景建筑越來越多,由于它具有強度高、提高冰景建筑整體性等優(yōu)點,鋼結構在冰景建筑結構中得到了更加廣泛的應用。下面談談個人在冰景建筑施工中的體會,與大家分享。
一、冰燈的起源
冰燈是流行于中國北方的一種古老的民間藝術形式。因為獨特的地域優(yōu)勢,黑龍江可以說是制作冰燈最早的地方。傳說在很早以前,每到冬季的夜晚,在松嫩平原上,人們總會看到三五成群的農夫和漁民在悠然自得地喂馬和捕魚,他們所使用的照明工具就是用冰做成的燈籠。這便是最早的冰燈。當時制作冰燈的工藝也很簡單,把水放進木桶里凍成冰坨,鑿出空心,放個油燈在里面,用以照明,冰罩擋住了凜冽的寒風,黑夜里便有了不滅的燈盞,冰燈成了人們生活中不可缺少的幫手。后來,每逢新春佳節(jié)和上元之夜,人們又把它加以裝飾,而成為供人觀賞的獨特的藝術表現(xiàn)形式。
哈爾濱是中國冰雪藝術的搖籃,哈爾濱冰燈馳名中外,飲譽華夏。哈爾濱大規(guī)模有組織地制作和展出冰燈始于1963年,人們利用盆、桶等簡單模具自然冷凍了千余盞冰燈和數(shù)十個冰花,于元宵佳節(jié)在兆麟公園展出,轟動全城,形成了萬人空巷看冰燈的盛大場面。這也是我國第一個有組織、有領導的冰燈游園會。
二、現(xiàn)代冰景建筑的發(fā)展
冰景建筑是指冰燈、以及以冰為主要材料建造的具有冰雪藝術特色的冰景建筑、冰雪藝術景觀、冰雪游樂活動設施及景區(qū)配套設施。
冰燈由利用盆、桶等簡單模具自然冷凍發(fā)展成由冰塊砌筑,造型大氣磅礴、藝術性強,體積恢宏壯闊、結構復雜的冰景建筑。2008年第七屆冰雪大世界中心景觀紅場鐘樓,冰建高度50米,鋼結構與冰景建筑的結合使其創(chuàng)下了冰雪建筑的世界紀錄。
鋼結構構件應用于冰景建筑的中心支柱、過梁、拉結、懸挑飛檐、基礎、預埋件等處在大型冰建中起著龍骨作用。鋼結構在冰景建筑中的應用,使冰建的體積更為龐大,高度更高,洞口跨度大,懸挑飛檐等的逐一實現(xiàn),并使冰建筑更為安全牢固。
三、鋼結構構件的施工
1、基本要求
(1)、在負溫度下施工的鋼材,宜采用平爐或氧氣轉爐Q235鋼、16Mn、15MnV、16Mnq和15MnVq鋼。鋼材應保證沖擊韌性。Q235鋼應具有-20°C,其它應具有-40°C合格的保證。
(2)、選用負溫度下鋼構件焊接用的焊條、焊絲,在滿足設計強度要求的前提下,應選用屈服強度較低,沖擊韌性較好的低氫型焊條,重要結構可采用高韌性超低氫型焊條。
(3)、堿性焊條在使用前必須按照產品出廠證明書的規(guī)定進行烘焙。烘焙合格后,存放在80~100°C烘箱內,使用時取出放在保溫筒內,隨用隨取。負溫度下焊條外露超過2h的應重新烘焙。焊條的烘焙次數(shù)不宜超過3次。
(4)、焊劑在使用前必須按照出廠證明書的規(guī)定進行烘焙,其含水量不得大于0.1%。在負溫度下焊接時,焊劑重復使用的間隔不得超過2h,否則必須重新烘焙。
(5)、氣體保護焊用的二氧化碳,純度不宜低于99.5%(體積比),含水率不得超過0.005%(重量比)。使用瓶裝氣體時,瓶內壓力低于1N/mm2時應停止使用。在負溫下使用時,要檢查瓶嘴有無冰凍堵塞現(xiàn)象。
(6)、高強螺栓、普通螺栓應有產品合格證,高強螺栓應在負溫下進行扭矩系數(shù)、軸力的復驗工作,符合要求后方能使用。
2、鋼構件制作
(1)、鋼構件在負溫下放樣時,其切割、銑刨的尺寸,要考慮鋼材在負溫下收縮的影響。
(2)、端頭為焊接接頭的構件下料時,應根據(jù)工藝要求預留焊縫收縮量,多節(jié)柱還要預留荷載使柱子產生壓縮的變形量。
(3)、普通碳素結構鋼工作地點溫度低于-20°C,低合金鋼工作地點溫度低于-15°C時不得剪切、沖孔,普通碳素結構鋼工作地點溫度低于-16°C,低合金結構鋼工作地點溫度低于-12°C時不得進行冷矯正和冷彎曲。
(4)、零件組裝必須把接縫兩側各50mm內的鐵銹、毛刺、泥土、油污、冰雪等清理干凈,并保持接縫干燥,沒有殘留水分。
(5)、在負溫度下構件組裝定型后進行焊接時,應嚴格按焊接工藝規(guī)定進行,由于焊接的起始點和收尾點比常溫更易產生未焊透和積累各種缺陷,因此,單條焊縫的兩端必須設置引弧板和熄弧板。引弧板和熄弧板的材料應和母材一致。嚴禁在母材上引弧。
(6)、負溫度下厚度大于9mm的鋼板應分多層焊接,焊縫應由下往上逐層堆焊。為了防止溫度降得太低,原則上一條焊縫要一次焊完,不得中斷,在再次施焊時,應先進行處理,清除焊接缺陷,合格后方可按焊接工藝規(guī)定再繼續(xù)施焊。
(7)、在負溫度下露天焊接鋼構件時,搭設臨時防護棚,防止雨水、雪花飄落在熾熱的焊縫上。
3、施工措施
(1)、為了避免在冰砌體上進行鋼構件焊接,鋼柱連接采用鋼柱兩端預先焊接法蘭盤,螺栓連接;拉結用角鐵在端部預留圓孔,與鋼柱上埋件用螺栓連接。
(2)、鋼構件的制作場地搭設防護棚。
(3)、鋼構件的存放在平整的場地中,并將構件墊起,防止冰雪將構件凍住。
(4)、鋼構件與冰景建筑連接處的縫隙采用碎冰拌合水凍實。
(5)、冰景建筑沿高度方向每隔4米鋪設一道拉結用鋼板網,鋼板網下兩層冰塊滿鋪設。
4、鋼構件安裝
(1)、冬季運輸堆存鋼構件時,必須采取防滑措施。構件堆放場地必須平整堅實,無水坑、地面無結冰。同一型號構件疊放時,必須保證構件的水平度,墊塊必須在同一垂直線上,防止構件溜滑。
(2)、鋼構件安裝前除按常規(guī)檢查外,尚須根據(jù)負溫度條件對構件質量進行詳細復驗。凡是在制作中漏檢和運輸堆放中造成的構件變形等,偏差大于規(guī)定影響安裝質量時,必須在地面進行修理、矯正.符合設計要求和規(guī)范規(guī)定后方能起吊安裝。
(3)、綁扎、起吊鋼構件的鋼索與鉤件直接接觸時,要加防滑隔墊。
(4)、在負溫度下安裝構件,要編制鋼構件安裝順序圖表,施工中嚴格按照規(guī)定順序安裝。平面上應從建筑物的中心逐步向四周擴展安裝,立面上宜從下部逐件往上安裝。
(5)、構件上有積雪、結冰、結露時,安裝前應清除干凈,但不得損傷涂層。
(6)、在負溫度下安裝鋼構件的專用機具應按負溫度要求進行檢驗。
(7)、在負溫度下安裝鋼構件時,柱子、主梁、支撐等大構件安裝后應立即進行校正,校正后立即進行永久固定。
(8)、高強螺栓接頭安裝時,構件的摩擦面必須干凈,不得有積雪、結冰,不得雨淋,接觸泥土、油污等臟物。
(9)、鋼柱安裝時,垂直度的控制采用兩臺經緯儀縱橫兩個方向上布置,采用鋼板墊片墊在法蘭盤處調整鋼柱的垂直度。