唐山園博會仿唐暢觀臺工程銅裝飾設計與施工研究

劉景生

（中鐵一局集團第二工程有限公司，河北 唐山 063004）

0 引言

作為我國歷史上一個輝煌的時代，唐朝的建筑頗具特色，其突出特點是氣魄宏偉，嚴整壯觀。通過觀察現存木建筑可以看出唐代建筑藝術加工和結構的統一，尤其斗栱的結構、柱子的形象、梁的加工等，都彰顯了力與美的統一，令人感到構件本身受力狀態與形象之間內在的聯系。隨著近年來國內旅游的蓬勃發展，具有獨特中國傳統歷史風格的仿古建筑因其獨特的文化氣息受到大家的關注。

基于此，本文擬從仿唐風格的建筑施工出發，重點對銅裝飾的設計理念與重點施工工藝進行分析，并通過與傳統木質建筑結構相對比為同類仿唐樓閣建設提供參考。

1 現代設計理念

1.1 現代結構設計理念

傳統樓閣建筑由于受當時施工條件、材料的制約，以木結構作為主要的結構形式，建筑物在布局方面一般采用對稱的方式，層次感豐富，承重構件傳力路線明確。暢觀臺坐落于唐山園博園的主山山頂，是整個園區的制高點，也是園區的標志性建筑，臺基礎主要為鋼筋混凝土框架結構（承臺部分）；承臺底部為800的鋼筋混凝土灌注樁，上部主體為鋼結構，裝飾面為銅制裝飾，室外部分主要凸顯造型，整體簡單大氣，部分位置點綴寓意吉祥類裝飾紋樣；室內設有4根主立柱及內檐柱，采用全紋飾手法裝飾，紋飾采用纏枝西番蓮紋樣，寓意江山萬代、連綿不斷。4根主立柱寓意四季平安、四平八穩、四海一家。暢觀臺作為唐山園博會最具代表的建筑，通過運用銅裝飾施工工藝，打造一座宏偉大氣的觀景臺，彰顯了唐山這座城市的魅力。

暢觀臺項目采用黑色屋面瓦，可與墻面及柱面顏色區分，對比效果更佳；采用神獸類紋樣、鳳凰紋飾作為瓦當紋飾主題，滴水部分采用卷草紋飾作為滴水紋飾主題，采用銅制手工雕刻的形式來展現。鳳凰又名不死鳥，與唐山鳳凰城人民不屈不撓的精神相呼應。

室內吊頂形式為平棋吊頂，頂內紋樣以花海為主題。中間最大的造型圖案為牡丹花，因為牡丹為花中之王。周邊4個大的采用月季花圖案，月季為唐山的市花，象征著堅韌不拔。其他更小的“井”字格內為各種各樣的花。牡丹花象征中央，月季及其他象征地方，形成地方圍繞中央的形式。形成一幅百花齊放、百花爭艷的畫作。

1.2 與傳統建筑設計差異

1）結構外形的差異 傳統建筑由于受當時建筑材料、施工條件等限制，故多采用木構架，不同時期的建筑有不同特點，同一時期的建筑外形大同小異；暢觀臺以鋼結構為主體框架，下有50根鋼筋混凝土樁基支撐，有足夠的支撐強度，也有很大的韌性，滿足抗風、抗震要求，外部銅構裝飾顯得整體造型氣勢宏偉。

2）建筑材料與功能的差異 傳統建筑材料主要以土和木材為主，功能方面主要用于居住，為人們提供遮風擋雨的住處，再者就是為了祭祀；與傳統項目不同，現代建筑運用了許多新型材料且多為高層建筑，能夠大幅提升當地城市在人們心中的形象，而且因其造型特別、視覺沖擊強烈，常會成為所在城市和國家的“新地標”。

3）制作與安裝差異 傳統建筑基本是人工建造，加工、安裝都在現場進行，往往施工周期會很長；暢觀臺施工前通過Tekla軟件的應用，使技術人員、安裝施工人員對暢觀臺的整體結構及各部件之間的連接有了更加形象的認識，構件后臺加工完成后運至現場，機械配合人工安裝，極大地縮短了工期。

2 重點工藝環節控制

2.1 銅裝飾加工工藝

本工程銅裝飾采用黃銅材質，黃銅具有良好的機械性能和耐磨性能，通過不同的加工工藝將其制作成現場所需的部件，包括銅瓦、寶頂、柱腳、柱面等。

1）黃銅成型的液壓工藝 對放在容器內的金屬錠坯從一端施加外力，強迫其從特定的模孔中流出，從而獲得所需要的斷面形狀和尺寸，是一種塑性成型方法。此工藝部分主要用于瓦片制作。

2）黃銅成型的鑄造工藝 利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。此工藝部分主要用于寶頂及柱腳裝飾制作。

3）黃銅成型的拉絲工藝 主要用于金屬壓力加工中。在外力作用下使金屬強行通過模具，金屬橫截面的面積被壓縮，并獲得所要求的橫截面形狀和尺寸，此加工方法稱為金屬拉絲工藝。此部分工藝主要用于墻面平板拉絲包銅飾面制作。

4）黃銅成型的蝕刻、沖壓、浮雕工藝 此部分工藝主要用于柱面、梁枋、吊頂面裝飾制作。

2.2 黃銅焊接工藝

黃銅焊接的方法有氣焊、碳弧焊、手工電弧焊和氬弧焊。本工程采用手工氬弧焊施工方法。手工鎢極氬弧焊焊接黃銅的焊接參數如表1所示。

表1 手工鎢極氬弧焊焊接黃銅的焊接參數

黃銅焊接是構件連接的重要環節，難度大，對質量、精度要求高，若焊接施工過程控制不到位，必將產生焊接質量問題，對后續的施工生產埋下安全隱患。為提高焊接質量，要嚴格檢測焊接材料，儲存必須在專用庫房內；必須對上崗的特種作業人員進行培訓、考核，焊接順序和焊接方向要嚴格控制；嚴格按技術規范的質量標準對焊縫外觀進行檢查，焊縫需飽滿，不得有裂紋、焊瘤等外觀缺陷。

2.3 銅裝飾表面噴漆處理

銅材作為裝飾行業中的高檔產品，要求所用的產品必須具備良好的耐候性、耐腐蝕性、耐粉化黃變性，縱觀現在比較主流的工業品中，氟碳漆的各方面性能均比較符合銅材的防腐防銹性能需求，逐漸成為非常不錯的選擇。由于本工程具有工期緊、工作量大、施工工藝復雜、要求高等特殊性，故決定除寶頂外所有成品在廠區噴涂油漆，現場安裝焊接點采用現場補噴油漆的施工方法，寶頂采取現場打磨噴漆的方法。

2.4 構件安裝控制措施

暢觀臺銅構件將整個鋼結構主體包裝起來，展示在游客面前，所以銅裝飾的安裝至為關鍵，項目部對各部分銅構件安裝分別進行了探討。

1）寶頂安裝 暢觀臺項目所用的寶頂屬于圓形寶頂的一種，高度為3.5m，最寬處為1.5m，銅材質厚度為2mm，防止雷擊穿，工藝為手工鍛造。手工鍛造用的錘有手錘和大錘之分。暢觀臺寶頂在手工鍛造后又經打磨拉絲，并噴氟碳漆處理進行吊裝。內部為空心結構，外形靠內部支撐架凹好造型加裝銅面，手工鍛造并與屋面避雷裝置連接。

寶頂的安裝難點在于吊裝過程中如何在保證自身不被磕碰損壞的同時保證其穩定性，平穩安裝在最頂層。項目部經計算采用合適的吊車，安裝前進行試吊，保證吊裝過程寶頂不傾斜，吊至同一標高的支座上進行焊接固定（見圖1）。

圖1 寶頂安裝效果

2）瓦當安裝 瓦當又稱"瓦頭"，指的是銅瓦頂端下垂的特定部分。既便于屋頂流水，起著保護檐頭的作用，也增加了建筑的美觀性。其樣式主要有圓形和半圓形兩種。滴水瓦可以保護墻壁的潔凈。一端帶著下垂的邊，底瓦位于檐口處，其下端有下垂的圓尖形瓦片。瓦當滴水部分在觀賞角度上通常以繪制神獸類、花卉類圖案進行建筑屋面美化。

本項目共有2層屋面，均為外檐坡屋面，施工難度大?，F場提前加工好龍骨桁架，然后逐層進行吊裝作業。根據圖上壟距結合現場鋼柱之間的實際尺寸，對各等分內的壟距進行微調并彈線。本項目底瓦下由2.0mm厚鍍鋅鋼板滿鋪，刷1.5mm厚LEAC防水涂料，鋼板上安裝瓦口板，瓦口板為底瓦的底部支撐件，必須嚴格按照事先調整好的壟距設置，誤差控制在3mm以內。安裝底瓦，依據壟距中線設底瓦，用不銹鋼支承件將底瓦焊接固定在龍骨上，支承件間距為1m，遇特殊情況可稍作調整。勾頭瓦的勾子應貼滴子，在兩塊蓋瓦的交接處進行焊接將其固定在底瓦上。交接部位需用與瓦近似膠密封。

3）斗栱安裝 暢觀臺項目斗栱主要起到裝飾作用，外檐斗栱部分采用寬金線勾邊瀝粉貼金手法突出斗栱造型，簡單大氣。我國第一部建筑法規宋朝李誡組織編制的《營造法式》里寫道：“一曰櫨枓。施之於柱頭，其長與廣，皆三十二分?！币鉃闄径钒卜庞谥^之上，平面為方形，長度與寬度都是32份。暢觀臺借此施作。

斗栱安裝的難點在于如何定位，項目部采用激光水準儀進行抄平、定位，用墨斗彈好控制線，斗栱施工前先焊接好橫梁骨架再焊接內襯骨架，然后進行各類斗栱的組裝焊接，焊接前確認好尺寸，根據現場實際進行調整，保證斗栱協調一致（見圖2）。

圖2 斗栱安裝效果

4）外檐柱安裝 建筑檐下最外一列支撐屋檐的柱子，也叫外柱。外檐柱在建筑物的前后檐都有。暢觀臺項目外檐柱依據原設計方案上部采用砍梭柱，只有上部做收殺，中間、下部均為直柱，宋式稱梭形柱。《營造法式》中梭柱做法規定將柱身依高度等分為三，上段有收殺，中、下二段平直。整體柱面為素面形式，只在梭柱柱頭部位增加部分寓意吉祥如意的寶相花紋樣作為點綴，使整體建筑室外造型輪廓突出。

5）金屬欄桿 二層欄桿部分采用銅制欄桿，樣式可遵循原設計風格樣式，欄桿包頭采用卷草紋類紋飾裝飾。卷草紋為我國傳統圖案之一，多取忍冬、荷花、蘭花、牡丹等花草，經處理后作“S”形曲線排列，構成連續圖案，花草造型多曲卷圓潤，通稱卷草紋，因盛行于唐代，故又名唐草紋?？傮w結構舒展而流暢，飽滿而華麗，生機勃勃，寓意祥和如意。

銅欄桿施工難點在于對線形的控制與對立柱垂直度的把握。在線形上由于欄桿為拼裝安裝，對焊接技術是種考驗?，F場先將立柱，通過放線、調直調平進行焊接，利用掛線方式將欄桿進行拼裝，再加上后期打磨與金具的包裹，呈現出一種安全又大氣的效果。

6）梭柱安裝 參照《營造法式》梭柱的釋義，具體做法為：首先測量每根鋼柱的垂直度，確保內襯骨架達到施工要求，施工中為保證鋼板的韌性，在內襯鋼板下增加一層油氈，準備工作就緒后，進行梭柱的整體施工。

7）吊裝安全控制措施 本工程需要大量吊裝作業，各種預制構件的安裝都通過吊裝進行，項目部針對預制構件吊裝風險進行交底及安全培訓。重要構件吊裝前應進行試吊，在吊裝過程中吊點變形易使構件在半空中發生翻轉或掉落，嚴重危及塔式起重機下方施工人員的安全。作業時，安排專人監護物體、起吊繩索以及各部分連接受力情況，發現問題及時處理。

3 結語

唐山園博會暢觀臺工程銅裝飾的現代設計理念結合了傳統唐代風格，也突出了現代結構設計優點（見圖3）。在施工方面，現代結構施工工藝與傳統木質結構有較大差異，對關鍵環節尤其是銅裝飾施工的加工制作、焊接、安裝等進行了總結，可為類似工程項目提供參考。

圖3 暢觀臺鳥瞰