南海北部、湛江湾畔，科技一组蓝白相间的栋梁建筑群，在碧海蓝天的炼成映衬下熠熠生辉……这是推动海洋强国建设的广东省重点项目——湛江湾实验室龙王湾研发基地一期项目，也是南海中建五局华南公司服务国家战略的匠心之作。2023年6月29日，科技在中国工程院院士麦康森、栋梁林君的炼成共同见证下，这座“南海科技栋梁”落成启用。南海

时间回到三年前，挂帅担任项目经理的栋梁姜方青，站在刚完成场地平整的炼成黄土上，立下“军令状”：“项目意义重大，南海我们保证做到每建必优、科技使命必达！栋梁”

此后，姜方青带领团队在湛江上演了一场黄土荒滩变身“南海科技栋梁”的精彩“蝶变”，用行动诠释了“信·和”力量。

桥上建高楼：智造“海上栋梁”

湛江湾实验室项目总建筑面积约12.6万平方米，包含海洋生物分析测试大楼、深远海智能养殖装备实验室等10个单体。其中，最引人注目的，当属有“海上栋梁”之称的总部研发大楼。

总部研发大楼以南、北塔为支座，两塔之上横跨53.4米的大跨度钢桁架，上方矗立着6层高楼，下方却兀自悬空，如同架在海上的桥梁，“海上栋梁”承载着湛江湾实验室“向海图强 国家栋梁”的发展愿景。然而，要将这一独特造型，从图纸变为现实，却十分不易。

“平地建楼很简单，但是在“桥”上建高楼，仅靠两个支座悬空而立，难度非同一般！”湛江湾实验室项目技术经理竺磊解释道。

“海上栋梁”上部托存6层钢结构，自重荷载超1.5万吨，荷载集度高，相当于300架中型客机集中叠放在悬空的“桥面”上，属于多重复杂类超限结构，施工难度极高。最为关键的是，施工过程中大跨度钢桁架与支座处容易发生形变，产生有害应力残留（即残应力）。这种残应力会导致大跨度钢桁架的局部受力状态偏离设计预期，若不人为干涉和控制，可能会出现结构失稳风险。

项目团队查找资料、咨询专家后，得出结论：“唯一的办法是，通过改变施工顺序，消除残应力！”然而，几十道工序、成千上万个构件，怎样组合、排布才是最优解？要知道，每一个细节的受力，都牵一发而动全身，容不得半点差错。一时间，巨大的工作量、未知的挑战，让大家打起了“退堂鼓”。

“面对困难，绝不能怯战，勇于突破、敢于变革是唯一出路！”姜方青迅速行动，组建一支科技小组，运用Midas GTS NX有限元软件建模，对不同施工顺序的受力状态进行模拟分析。如同愚公移山一般，他们用一个多月的时间一一尝试各种可能性，逐一敲定细节：

“第3次模拟中，这个构件超出了设计承载能力，怎么办？”

“是不是可以考虑让大拉杆提前受力，减少该构件的承载力？”

“那还要更换大拉杆的钢材，原本的钢材延展性不够。”

“是否可以换成Q235钢材？硬度足够，延展性也更大。”

“再做一次模拟，试试看吧！”

像这样的讨论，不知道发生了多少次。就在姜方青团队较真认真地一步步摸索中，他们形成了4套初步方案，后经过比对分析，又锁定其中一套方案作为深化方向。为了保证施工模拟的准确性，项目团队与设计院、监测单位、钢结构分包，用大半年的时间对选定的方案分别进行了有限元模拟和论证，从四方模拟结果中比对差异，逐一完善方案细节。

最终，这套方案实现了在施工过程中进行4次应力重分布，释放了绝大多数残应力，确保了结构安全可控。在一次次挑战未知中，项目团队也取得多项科研成果：两项科技课题获评“国内领先”评价，取得实用新型专利11项，获国家级BIM奖项4项，获广东省QC一类成果1项，并获评广东省土木学会科技奖二等奖，获中施企协微创新大赛三等奖。

勇闯“两道关”：斩获ISA国际安全奖

“海上栋梁”的施工，不仅是整个项目的技术难度之最，也是安全管控的重难点，属于超危大工程。其中，钢桁架吊装和胎架卸载，是最令项目安全团队头疼的两道关卡。

“要在空中进行大量焊接、拼装工作，但没有作业平台怎么办？”

“一个螺丝就3、4斤重，任何零部件一旦从20多米的高空掉下来，破坏威力都是惊人的，怎么规避风险？”

“最高接近50米的高空作业，工人的安全怎么保障？怎么防坠？”

问题一个接一个，这是钢桁架吊装前，项目团队正在讨论急需解决的安全隐患。安全无小事，每一个疑虑都必须妥善解决。项目团队邀请专家、主管部门多方探讨、论证，终于找到了解决办法，并上演了一出精彩的“障眼戏法”：

钢桁架吊装现场，只能看到塔吊和地面人员在有序工作，却看不到工人在高空焊接组装钢桁架，这是为什么呢？秘密就在钢桁架连接处的蓝色中建标识挡板。

这些挡板的背后，其实是项目团队专门制作的全包围作业平台。这个作业平台，由4块方形挡板包围钢桁架，并在挡板与钢桁架之间预留一定的作业空间，底部用钢板制作封闭的脚手架，形成全包围的作业平台。这样，不仅避免了焊接工人的坠落风险，而且零部件也无法从作业平台中飞出，保障了施工安全。

除此之外，项目团队还采取“生命线+安全网”等措施，在多重防护下，很快“海上栋梁”的施工全部安全有序地完成了，正当大家想松一口气的时候，迎来了最大的安全管控挑战——

2022年8月，项目安全总监秦晓被暑热“蒸”得满头大汗，但他顾不上这些，一边眼睛紧张地盯着高空作业人员，一边用对讲机仔细叮嘱：

“一定要慢，一厘米一厘米地来，千万急不得！”

原来，这是在进行“海上栋梁”施工最为关键的一道工序：在总部研发大楼钢梁安装过程中，地面始终设置了24个柱状胎架支撑着上方的钢梁，当第七层钢梁安装与混凝土浇筑完毕后，就要进行重达7000吨的卸载，卸载后大跨度钢桁架将依靠自身实现悬空而立。

但是，如果直接卸下支撑胎架，由于钢结构自重大，应力在极短的时间内突然转换，容易导致刚性脆性断裂，甚至发生结构倒塌。“就像摔跤，一下子摔倒在地面上，容易摔成骨折。”

为了确保胎架卸载安全，项目团队对卸载过程进行了仿真模拟，经过严密计算和论证，分五个步骤对24个胎架进行分级逐步卸载，每一级卸载都控制在10毫米以内，并且在钢结构、支撑胎架上布控了176个光纤光栅传感器，实时监测钢结构和支撑胎架应力、变形变化情况。

最终，经过三天的漫长等待，胎架卸载作业圆满完成，“海上栋梁”得以傲然挺立。对“以人为本 安全第一”安全理念的认真贯彻，让项目团队实现安全施工零事故，并获评ISA国际安全奖、广东省安全文明示范工地、湛江市安全文明示范工地等多个大奖。

迎着温热的海风，从“海上栋梁”俯瞰整个湛江湾实验室，这座“南海科技栋梁”在阳光下闪耀着蓝宝石般的光彩。中建五局建设者用匠心建造，助力“海洋强国”的新蓝图徐徐展开：湛江湾实验室里，国内首套50kW海洋温差能发电系统实验测试平台正在加快建设，深远海渔业智能养殖平台“海威1号”“海威2号”已投入使用……

【记者】韩安东

【通讯员】龙跃梅 

【来源】南方农村报