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世界屋脊上的建造

发布日期:2022-10-14

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  这是1956年的一张老照片,中国民航“北京号”试航 ,飞越布达拉宫

  在此之前,因其复杂的地形和多变的气候,“世界屋脊”西藏一度被国际航空界视为“空中禁区”。此后六十多年,一系列建设工程都试图让人与物更好地在此地通达。

  2021年底,民航西藏区局年旅客吞吐量首次突破600万人次。

  如今的建造者如何解决“抵达之难”?能在高原之上,为进藏的旅居、科考、戍边者们提供更好的人居环境吗?

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  贡嘎机场雪莲般的造型

  高原枢纽

  拉萨贡嘎,往往是许多人到访西藏的第一站。贡嘎国际机场诞生于1960年的,2021年8月,全新的T3航站楼正式通航,其建造者来自中建八局。

  和半个多世纪前一样,摆在建造者面前的最大挑战仍是气候。

  T3航站楼有着巨型白色屋顶,寓意雅鲁藏布江畔的雪莲。这朵雪莲是在复杂气候下诞生的。贡嘎机场海拔3570米,夏季多雨,冬季大雪,冬春季还面临沙尘暴的威胁。

  T3航站楼的建设工程历时1000多天。三个冬施期,建造需要面对最低-20℃的气温,昼夜温差可达18-20℃。T3航站楼总建筑面积约8.8万平米,钢结构施工采用的桁架结构复杂。仅航站楼屋面施工部分,就有3708个高空焊接节点。为保证低温下的焊接质量,建造者搭起了防风棚,焊前预热、焊后保温。

  低温同样考验着建筑的“血肉”混凝土。低温下的混凝土浇筑和养护需要控制温度,用橡塑保温棉覆盖混凝土,或用暖炉给混凝土构件加热,确保强度达到抗冻临界强度以前的养护温度。

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  建造中的贡嘎机场T3航站楼

  “雪莲”的屋顶采用金属结构,大风考验着超长、超宽的屋面,为确保屋顶不被大风“掀翻”,航站楼屋面增设了抗风夹,在屋面系统的支座锁边节点等位置采取加强措施,足以耐受高原之上的12级大风。

  为避免积雪对屋面造成过大荷载,工程师们还设计了一套智能天沟融雪系统。天沟指的是建筑屋面的下凹部分,阳光难以照射,融化的雪水极易二次冻结,堵塞排水通道。建造者在天沟内铺设了电伴热线缆,根据温湿度、融雪量等数据,结合当地历史气象数据和评估模型,它能智能调节发热功率,消融天沟冰雪,减少能耗和维护成本。

  贡嘎机场的改扩建工程服务于一个更大的目标,到2025年实现机场旅客吞吐量900万人次,货邮吞吐量8万吨,成为一座往来不歇、四通八达的高原枢纽。

  “如履平地”的建造创新

  抵达高原已不再困难,但高反却仍令许多人望而却步。能在高海拔之地打造一个让人“如履平地”的人居环境吗?中建三局的建造者开启了一项“大开脑洞”的实验。

  2020年12月,西藏那曲海拔4483米的高原上,出现了一个直径4米、长8.4米的巨型“啤酒桶”,它是一台“零海拔屋”。如果说低压、低氧、低温造成了高原的生存之难,制约了区域发展。那么,能通过技术手段增压补氧,将气压、含氧浓度、温湿度等环境指标调整至平原地区水平吗?

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  西藏那曲“零海拔屋”

  高原上的“零海拔屋”的设想就此诞生。一支涵盖了结构、暖通、机电等不同专业的研究团队进行了技术攻关。比如,原型机的材料和结构强度如何适应巨大的内外压差,如何确保高气密性。啤酒桶型的原型机在那曲获得成功,30分钟内可以将室内各环境指标调整至“零海拔”地区水平。

  经过标准化设计,零海拔屋又迭代为多个模块单元。2层18个模块,建筑面积约为300平方米,新型零海拔屋包括标准功能间、走道、过渡区、设备房等,能够实现承压保温、厨卫、给水排污等多种功能,不同模块可以任意组合、拓展,满足不同场景需求。 

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  “零海拔屋”高原安居应用场景

  零海拔屋还采用了分布式光伏储能,利用高原之上充足的太阳能,通过光伏阵列发电,不间断为建筑群供电,降低能耗。

  2021年,零海拔屋被落地应用于川藏铁路项目中。未来,它还将探索更多落地场景,为戍边守疆、工程建设、医疗科考等不同进藏人群提供更好的人居环境。

  为通往高原之路,保障重点工程建设,中国建造的研发与实践,仍在继续。(素材来源:澎湃新闻)