設計創(chuàng)新與優(yōu)化
江歡成,我國著名工程結構專家。1963年畢業(yè)于清華大學,1995年當選為中國工程院院士。歷任華東建筑設計研究院高級工程師、總工程師,上海現(xiàn)代建筑設計集團總工程師,江歡成設計事務所所長。長期從事建筑工程設計,力主設計創(chuàng)新與優(yōu)化,第一次成功將30米天線衛(wèi)星地面站設計在軟土地基上,獲全國科學大會獎;是金茂大廈(420米高,88層)業(yè)主的設計顧問組和SOM的設計代表組的負責人。由他總負責設計的東方明珠塔(463米),在造型、結構及功能等方面,得到國內外普遍好評;總負責設計的558米高世界最高塔雅加達塔,在和世界第一流建筑師的競爭中一舉中標,為我國建筑設計開拓國際市場作出了貢獻。

北海北部灣一號
創(chuàng)新是社會進步的源泉,設計成功的靈魂。創(chuàng)新和優(yōu)化,使時代得以發(fā)展和進步。我作為一個結構工程師、東方明珠塔設計總負責人,對于設計創(chuàng)新與優(yōu)化有些體會。
東方明珠成于創(chuàng)新
東方明珠塔建成后,立即顯示了她強大的生命力,成為了上海乃至中國的標志性建筑物。雖說現(xiàn)在的標志性建筑已經很多了,但建成近二十年的東方明珠塔依然被中外世人所認可的。所有到過上海的游客,幾乎沒有不上東方明珠塔的。曾有過統(tǒng)計,東方明珠建成后,外國人在上海停留時間延長了半天,其效果可想而知。她不僅大大提升了上海的城市地位,更值得自豪的是,她完全由中國人自己設計、自己建造、自己經營,取得了巨大的成功。她深入人心,高速公路兩旁的建筑物上,架起了很多“東方明珠”。從那時起,以“東方”和“明珠”命名的商店商標比比皆是。最早報道的外國雜志是1994年英國的“construction today”,以她為封面,登了5個版面,評價很高。文章的開頭就說:巴黎有埃菲爾鐵塔,倫敦有塔橋,上海有東方明珠……,從此“上?!焙汀皷|方明珠”,就像“北京”和“天安門”一樣連在一起。這些我們設計者所不敢奢望的事,竟然成了現(xiàn)實!

東方明珠電視塔
東方明珠塔的成功,在于它的創(chuàng)新。電視塔是所有城市最高的建筑物(之一),武漢塔、沈陽塔、天津塔、北京塔,這些砼高塔并沒有給人留下深刻的印象而成為城市標志,為什么呢?因為他們都大同小異。大同—都是砼單筒,小異—就是在塔頭的處理上,有所不同。因為大致相同,就形成不了標志。“東方明珠”在造型上和結構上的創(chuàng)新,使之脫穎而出,形成了與眾不同的標志。
在造型的構思上我們做了很多方案比較,華東院共提出5個方案,經三大設計院12個方案競標,最后選中了東方明珠。它首先是在結構上求得突破,用帶斜撐的巨型空間框架取代單筒體結構。
東方明珠是華東建筑設計院集體智慧的結晶,結構可以用四句話來描述:淺樁支承薄底板,三個筒體三撐桿,七組橫梁一根桅,一把大傘一只碗。
東方明珠塔高468m,在結構上有許多創(chuàng)新點:樁入土僅48m,而不是相鄰的金茂大廈83.5m;底板僅1.5m厚,其他高層一般是三四米;斜撐100m長,傾斜60°,用鋼骨架掛模施工;橫梁6m高,當中一條縫,增大延性;筒體約300m長的應力筋,當中沒有接頭;50m直徑下球的支承條件很復雜,做了個“碗”使之簡化處理;45m直徑上球用12榀桁架吊掛,只用一個銷子安裝;118m長的桅桿,地下拼裝整體起吊,10天到頂。創(chuàng)新工作在完工之后,仍在不斷地優(yōu)化。底層商場改造成了城市歷史博物館,259m處加了個十分刺激的全透明玻璃廊。
雅加達塔是東方明珠的優(yōu)化
1993年我在東方明珠現(xiàn)場接待了一個印尼代表團,1994年末便受邀參與558m高的印尼雅加達塔競標,對手是另外5家世界頂級的設計公司,包括SOM、Murphy Jahn、Baldwin、丹下健三和印尼萬隆理工大學設計院。首次參與國際競標,一舉成功,令我們喜出望外。究其原因,一是我們十分尊重當?shù)貧v史文化,受當?shù)氐乃囆g品木偶人的啟發(fā),構思了“亞洲巨人”。另一方面,在技術上,我們借鑒東方明珠,把東方明珠作了進一步優(yōu)化:保留三個筒體,把它們分開、捆緊,取代三個撐的作用,使之更為挺拔;用圓盤代替圓球,使施工更為方便;在功能上,把筒體從東方明珠的9m直徑改為了13.2m,解決了垂直交通瓶頸問題。三個筒體本來是我們的心病,上部建筑在某些部位看來是偏的,曾有許多人提出疑慮,詢問是不是施工偏差。原上海市副市長趙啟正在回答外國朋友的疑問時很好地圓了其說,他說這叫“變化的美,猶如斗轉星移,富于動感,各個角度看都不一樣”。這個下意識的創(chuàng)新成果,促使我們將三個筒體的結構形式固定了起來。

雅加達塔
雅加達塔2007年開工,2008年因金融危機停工至今,但151根樁打完了,1000米延續(xù)墻已完工,基坑已完工。不久前,我們還在對它進一步優(yōu)化,做了三個方案的比較,使之更富時代感。
創(chuàng)新要勇于面對挫折
創(chuàng)新很難,創(chuàng)新成功更難。創(chuàng)新不僅要有想法,還要得天時地利人和,才能成功,這叫機遇。因此,要想創(chuàng)新成功一定要做好面對挫折的思想準備。
在雅加達塔之后,我們又沖擊過幾個高塔,均因種種原因,以“失敗”告終。
如白俄羅斯塔,由6跟鋼管砼組成的支撐框架,造型簡潔美麗,因資金關系,沒有實現(xiàn)。廣州塔,投標方案廣州市民評價很高,網上統(tǒng)計,支持率第一(50.08%),人氣指數(shù)第一(90.46%),廣交會上公示投票第一。它受力十分理性,造型別致,但未中標。上海展覽中心整體提升項目,我曾建議趁抗震加固的機會,把上海展覽中心整體提升8m,以解決周邊高層林立和延安路高架橋帶來的優(yōu)秀建筑被湮沒的問題。這個建議曾經在中外產生很大的影響,并且差一點就實現(xiàn)了,很遺憾,還是沒有做成。我希望后人能夠實現(xiàn)它,但這個思想在上海音樂廳實現(xiàn)了,它移位62m,抬高3.4m,我們公司是技術支撐單位。
創(chuàng)新優(yōu)化永不停步
優(yōu)化設計是對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的響應,是低碳節(jié)能環(huán)保的最重要環(huán)節(jié)。東方明珠之后,我們做了不少工程的優(yōu)化和創(chuàng)新,例如:
重慶濱江廣場大廈—剛度漸變,結構合理,使用空間好,省了2.2萬立方米砼。
上海陸??沾髲B—22根柱子,拔掉8根,還省了8300立方米砼,增加了1800平方米使用面積。
上海湖北大廈—筒體居中了,兩邊的房間都好了,招待所變成了五星級賓館。北海北部灣1號、海南三亞鳳凰島的隨形設計—在表現(xiàn)完美的建筑造型同時,室內省了柱子。

上海湖北大廈
鹽城電視塔—雙鋼板外包剪力墻用于上部建筑,是世界上第一次大膽嘗試。

鹽城廣播電視塔
廈門當代大廈—空腔后填式樁土承載力調節(jié)裝置獲國家發(fā)明專利。

廈門海峽明珠
上述許多努力,有些成功了,有些沒成功。不管結果如何,我都把它們當作畢生追求。
(應同濟大學“同舟論壇”要求做此文)
責編/王圣媛 吳浪
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