摘要： 作者|須臾千秋，清華大學(xué)土木工程博士 近些年來(lái)，中國(guó)建筑企業(yè)承建了一帶一路沿線國(guó)家許多大規(guī)模工程，其中在非洲的深耕程度最高，而
作者| 須臾千秋，清華大學(xué)土木工程博士
近些年來(lái)，中國(guó)建筑企業(yè)承建了一帶一路沿線國(guó)家許多大規(guī)模工程，其中在非洲的深耕程度最高，而阿爾及利亞就是典型代表。
阿爾及利亞位于北非，人口4000萬(wàn)，是世界第二大天然氣出口國(guó)，非洲的第四大經(jīng)濟(jì)體?，F(xiàn)如今，阿爾及利亞的首都阿爾及爾正在逐漸崛起成為北非的重要交通樞紐，建于2006年、旅客吞吐量?jī)H為500萬(wàn)人次的舊機(jī)場(chǎng)已然不堪重負(fù)。
為此，自2014年開(kāi)始，阿爾及爾市開(kāi)始在舊機(jī)場(chǎng)的西側(cè)興建新機(jī)場(chǎng)，而承建這座新機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的正是中國(guó)的建筑企業(yè)。
?。ò柤盃栃聶C(jī)場(chǎng)效果圖）
（一）最復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)施工，如何改變傳統(tǒng)？
阿爾及爾的新機(jī)場(chǎng)可以利用舊有機(jī)場(chǎng)的跑道，主要建設(shè)項(xiàng)目是一座鋼結(jié)構(gòu)的航站樓和一座能源中心。
航站樓的屋面鋼結(jié)構(gòu)最大跨度達(dá)180米，拱高45米，節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，被業(yè)界譽(yù)為“世界上設(shè)計(jì)、施工難度最大、復(fù)雜程度最高”的鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目之一。
（施工中的航站樓）
這一巨大的跨度對(duì)于傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)而言是難以實(shí)現(xiàn)的。
如果采用傳統(tǒng)的變截面箱形鋼梁，屋面就會(huì)產(chǎn)生較大的彎矩，從而導(dǎo)致用鋼量過(guò)大，既浪費(fèi)資金，又影響建筑安全。此外，由于跨度太大，傳統(tǒng)的H型次梁還會(huì)導(dǎo)致面外失穩(wěn)的問(wèn)題，影響結(jié)構(gòu)安全性。過(guò)大的跨度還會(huì)導(dǎo)致鋼箱梁內(nèi)部的結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，焊接量大，很容易引起構(gòu)件變形。此外，面對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)還面臨施工組織難度大、節(jié)點(diǎn)連接復(fù)雜、施工風(fēng)險(xiǎn)大等問(wèn)題。
按照合同約定，結(jié)構(gòu)的用鋼量只有一萬(wàn)噸，但如果按照傳統(tǒng)的建造方法，用鋼量至少也要一萬(wàn)四千噸才能保障安全，這一差額是無(wú)法彌補(bǔ)的。因此，阿爾及爾機(jī)場(chǎng)的建造必須采用全新的結(jié)構(gòu)模式。
?。ê秸緲莾?nèi)景）
中國(guó)施工方運(yùn)用現(xiàn)代價(jià)值工程理念，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)方案展開(kāi)了優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用變截面的倒三角桁架代替原來(lái)的箱形鋼梁，充分利用三角桁架桿件的上弦受壓、下弦受拉軸向受力性能，使鋼材的受力性能得以充分發(fā)揮，不僅結(jié)構(gòu)形式合理，用鋼量也大大節(jié)約。
此外，工程師們還巧妙地利用箱型次梁代替H型次梁，調(diào)整了結(jié)構(gòu)性能的各項(xiàng)系數(shù)，在適當(dāng)?shù)奈恢迷黾又?，大幅度減小了用鋼量，同時(shí)還降低了結(jié)構(gòu)自重，使得抗震能力大為增強(qiáng)。
新設(shè)計(jì)方案的預(yù)制化程度還大為增加，采用螺栓連接代替了原來(lái)的焊接，減少現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)而麻煩的高空仰焊作業(yè)，極大地加快了施工進(jìn)度。此外，新方案還使用普通鋼材節(jié)點(diǎn)替換原設(shè)計(jì)中的鑄鋼節(jié)點(diǎn)，僅這一項(xiàng)就節(jié)約了576萬(wàn)元的成本。
?。▽ｉT生產(chǎn)的鑄鋼節(jié)點(diǎn)）
在機(jī)場(chǎng)內(nèi)部，工程師們還進(jìn)行了一項(xiàng)大膽的嘗試，即在現(xiàn)有每根108米跨度的主梁下，加一根樹(shù)狀結(jié)構(gòu)柱子。
這種樹(shù)狀結(jié)構(gòu)柱力流明確、可縮小屋面跨度、兼作結(jié)構(gòu)耗能構(gòu)件及結(jié)構(gòu)美觀功能，達(dá)到了減小屋面在強(qiáng)震作用和風(fēng)荷載作用下的水平位移、提高鋼結(jié)構(gòu)安全度的目的。這些增加的柱子還大大降低了主梁的負(fù)擔(dān)，減小了主梁自重，進(jìn)而大大加快了施工速度，降低施工難度。
（航站樓鋼架內(nèi)的樹(shù)形柱）
巧妙的設(shè)計(jì)意味著極高的精度要求。航站樓主桁架之間的連接由6個(gè)桿件、312個(gè)高強(qiáng)螺栓進(jìn)行直接高空對(duì)接，誤差需控制在2毫米以內(nèi)，此種難度可想而知。
為滿足加工進(jìn)度，工程師們采取對(duì)桁架在加工廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)拼裝的措施，取得了理想的效果，整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化施工和安裝最終僅僅耗時(shí)4個(gè)月，在工期上和造價(jià)上都有了顯著的節(jié)省。
（二）在北非大沙漠里修機(jī)場(chǎng)，如何對(duì)抗毒辣的陽(yáng)光？
阿爾及爾機(jī)場(chǎng)位于地中海南岸的茫茫沙漠之中，這里晝夜溫差巨大，陽(yáng)光毒辣，建筑材料的老化速度非?？臁Ｓ绕涫堑刂泻５奶厥鈿夂颦h(huán)境，使得這里冬季溫和多雨，夏季炎熱干燥，而建筑的防水材料通常是由高分子有機(jī)物制成的，很容易被干熱的氣候造成巨大破壞，從而嚴(yán)重降低使用壽命。
阿爾及爾機(jī)場(chǎng)采用了S80-10型瀝青聚氨酯防水涂料。這是一種雙組份反應(yīng)型液態(tài)涂膜防水材料，常溫固化后就能形成富有彈性的整體化橡膠狀防水層，防水性能可靠。它尤為引人注目的優(yōu)點(diǎn)就是耐熱耐寒性能極好，抗老化性能極佳。
然而，這種材料的施工并不簡(jiǎn)單。它要經(jīng)過(guò)清理、找平、多次涂刷與多次鋪設(shè)無(wú)紡布才能完成，在整個(gè)施工過(guò)程中必須十分謹(jǐn)慎，才能避免材料的起泡和膨裂，這對(duì)施工人員的技術(shù)有很高的要求。
不僅僅是來(lái)自空中的降水要防，地下水也要防。
在阿爾及爾機(jī)場(chǎng)工程中，工程師們使用了鈉基膨潤(rùn)土防水毯來(lái)做地下防水。這是一種新型的防水材料，性能優(yōu)越。在遇水時(shí)，鈉基粒子膨潤(rùn)土可以膨脹至24倍，形成黏性高且濾失量低的均勻膠體系統(tǒng)，在土工布的限制下充分密實(shí)，進(jìn)而有效防水。
由于這是一種天然無(wú)機(jī)材料，因此對(duì)人和土壤都無(wú)毒無(wú)害，對(duì)環(huán)境沒(méi)有特別的影響，具有良好的環(huán)保性能。
它的施工簡(jiǎn)便，效率高，不需要像傳統(tǒng)防水材料那樣進(jìn)行加熱和粘貼，只需用膨潤(rùn)土粉末和釘子、墊圈進(jìn)行搭接和固定即可。
鈉基膨潤(rùn)土防水毯是現(xiàn)有防水材料中施工工期最短的，施工后無(wú)須花費(fèi)大量人力進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)防水缺陷也容易維修，被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)大、中型工程的地下防水，如水利、機(jī)場(chǎng)、隧道等工程中。
?。ㄢc基膨潤(rùn)土防火毯）
盡管鈉基膨潤(rùn)土性能優(yōu)良，然而它在國(guó)際市場(chǎng)上仍然未能推廣。由于缺乏成功的施工經(jīng)驗(yàn)和足夠多的建設(shè)項(xiàng)目，國(guó)際市場(chǎng)對(duì)鈉基膨潤(rùn)土的防水性能仍然將信將疑。不過(guò)，阿爾及爾機(jī)場(chǎng)中鈉基膨潤(rùn)土的成功運(yùn)用，已經(jīng)足以為以后的項(xiàng)目提供借鑒。
可以說(shuō)，未來(lái)將會(huì)有越來(lái)越多的技術(shù)，在中國(guó)人的證明和推廣下走向世界。
（三）不止新機(jī)場(chǎng)，原來(lái)舊機(jī)場(chǎng)也是中國(guó)建的？
其實(shí)，不要看了阿爾及爾新機(jī)場(chǎng)就覺(jué)得中國(guó)建筑企業(yè)很了不起。事實(shí)上，就連該國(guó)2006年建成的舊機(jī)場(chǎng)也是中國(guó)建的。
從1982年開(kāi)始，中國(guó)建筑企業(yè)已經(jīng)在阿爾及利亞深耕了36年，從最初的普通住宅項(xiàng)目到如今遍布阿爾及利亞全國(guó)的基建和高端公共設(shè)施，中國(guó)建筑企業(yè)率先為中國(guó)企業(yè)實(shí)施海外戰(zhàn)略做活了第一個(gè)“眼”。
?。ò柤盃枡C(jī)場(chǎng)的原航站樓）
在1991年阿爾及利亞內(nèi)戰(zhàn)爆發(fā)、外商紛紛撤離的情況下，只有中國(guó)建筑企業(yè)堅(jiān)持留了下來(lái)與阿國(guó)人民共患難。
堅(jiān)守必然獲得回報(bào)，正是這種同生共死的經(jīng)歷，奠定了中國(guó)建筑企業(yè)在阿爾及利亞政府和人民心中的地位，讓中國(guó)企業(yè)擊敗了許多國(guó)際頂尖承包商，接下了無(wú)數(shù)大單，甚至包括外交部新辦公大樓、憲法委員會(huì)辦公大樓、國(guó)家會(huì)議中心這些國(guó)家政府機(jī)關(guān)。
在2003年5月，阿爾及爾舊機(jī)場(chǎng)的施工過(guò)程中恰逢一次6.7級(jí)大地震，項(xiàng)目部租用的當(dāng)?shù)厝说囊蛔鶚欠康顾?名員工不幸犧牲在了異國(guó)他鄉(xiāng)。然而這次地震后，中國(guó)企業(yè)建設(shè)的房屋和工程無(wú)一倒塌，機(jī)場(chǎng)的建設(shè)也沒(méi)有被耽擱。
這次地震后，中國(guó)制造的過(guò)硬質(zhì)量和中國(guó)工程師們的專業(yè)態(tài)度被阿爾及利亞全國(guó)看在眼里。
結(jié)語(yǔ)
阿爾及爾的新機(jī)場(chǎng)占地65萬(wàn)平方米，項(xiàng)目總投資8.9億美元，包括新航站樓、配套高架橋和停車場(chǎng)以及新的停機(jī)坪，年旅客吞吐量達(dá)到1000萬(wàn)人次，具備國(guó)際民航協(xié)會(huì)A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
它于2014年12月25日開(kāi)工，即將于2018年內(nèi)建成通航。屆時(shí)，阿爾及利亞的經(jīng)濟(jì)發(fā)展將會(huì)更加迅速，與中國(guó)的聯(lián)系也會(huì)日益緊密。
作為世界上認(rèn)知度最高的標(biāo)簽，中國(guó)制造（Made in China）正尋求戰(zhàn)略升級(jí)。「了不起的中國(guó)制造」專欄，力邀行業(yè)權(quán)威、資深玩家，呈現(xiàn)他們眼中的中國(guó)創(chuàng)新之路。
