2022年4月27日下午，土木工程学院至善土木讲坛通过线上腾讯会议举办了“校企专家谈创新”-迎百廿校庆专题系列讲座第二期，本次讲座的嘉宾为中天控股集团技术总监、中天建设集团总工程师刘玉涛，讲座题目为《城市森林步道全过程建造关键技术研究与实践》。
开场介绍
讲座伊始，本期讲座主持人、东南大学土木工程学院吴京教授为刘总做了简要介绍。刘玉涛教授级高工现任中天控股集团技术总监、中天建设集团总工程师、东南大学-中天控股联合研究中心副主任，为国家一级注册结构工程师、国家注册土木工程师（岩士）一级建造师，入选金华市321人才计划和浙江省151人才计划。刘总长期以来致力于施工技术质量和技术研究工作，主持多项省部级课题，主持完成发明专利和各类标淮、省级工法、期刊论文数十项，获得各类科学技术奖十余次。受聘多个高校兼职教授，担任中国土木工程学会、中国施工企业管理协会、浙江省工程建设标准化专家委员会、浙江省建筑业行业协会等多个协会、学会专家，获得中国建筑业协会“全国建筑业优秀总工程师”、中国施工企业管理协会“科技创新先进个人”等荣誉称号。
讲座内容
刘总首先对中天控股集团做了简介。中天控股集团是国内最大的民营建筑企业之一，代表项目有武汉协和医院金银湖院区、杭州奥体中心主体育场等。其业务板块主要包括工程服务板块、地产置业板块和社区服务板块和新材料制造板块。技术进步成为企业发展核心驱动力，在设计引领、建筑工业化和数字化建造领域，形成独特技术优势。随后，刘总重点介绍了城市森林步道全过程建造关键技术的技术背景、主要技术创新内容和技术转化应用三个方面。
一、技术背景。
城市森林步道是一种线性的绿色敞开空间，通常沿河滨、溪谷、山脊等城市自然地貌，依势而为，一般设计为空间曲线形式。老龄化的到来，对于城市步道舒适性提出了更高的要求。国内外山地步道设计，大部分步道工程内容单一，或者按常规道路标准设计，以通达为主要目标；或者以人行（存在台阶等障碍物）为主要目标的道路工程，不考虑人性化设计。森林防火、植被保护、地形保护、防尘防水士流失等是施工的巨大难题。在这些要求和挑战下，中天控股集团在城市森林步道技术上做出了一些创新。
二、主要技术创新内容。
（1）超长森林步道的人性化设计技术
刘总介绍了其团队在福州所做的一条森林步道——福道，通过长约8.2公里的钢结构架空栈道、8.2公里的登山步道和6.2公里车行道的相互串联形成了立体灵活的游线网络。东起左海公园，西至闽江公园(国光段)，工程内容包含钢结构栈道、服务建筑、景观桥及园林绿化等。每250米左右就有疏散台阶连接车行道或登山步道，不但利于疏散且可控制游览的时间，游览线路灵活，多数环线可做到进出口为同一节点不走回头路，极大地方便了游人。按人性化要求沿途布设休憩设施；亭廊的遮风避雨的功能与驻足休憩功能，提升了步道舒适性要求；特色山地建筑不仅为前来登山的行人提供了一个品茶与观景的平台，而且配套有卫生间等基础公共设施，为公众提供了一个完美的休憩场所。通过主入口所街接的无障碍支线步道进入主轴线，可无障碍游览所有重要节点和服务设施。超长林端无障碍栈桥设计：受限于山林原始标高条件，设置不同功能区域实现全龄段、全条件人群的便捷舒适游览。
（2）山地密林环境下绿色生态建造技术
采用轻巧通透的低影响“Y"型单柱栈道结构形式：“Y"型单柱基础占地不到1.5m，人工挖孔桩的施工模式无需扩大开挖，16m标准大柱距既美观又微创，通过后期生态复绿，栈道对地形几乎“0〞损伤。可循环回收达80％以上的全钢结构栈道主材应用：福道为实现材料生态和造型轻巧，除基础部分外，整体栈道和柱子开创性地采用全钢结构材料，回收率达80%、循环利用潜力大。避免了木材资源的消耗，且钢材不易着火的特性适合作为山体栈道的主材使用。保护性修复性绿化和重点绿化结合的策略：福道项目的绿化是从生态修复的角度出发，保护出来的绿化设计，是以尊重山体原生植被和修复山体历史创伤为基础，而进行色彩调整的绿化设计。森林步道基础采用人工挖孔桩，部分位置采用岩石锚杆，减少大型桩基设备进入破环山林环境。建造过程中，在有条件的线路采用改装型履带式运输桩基材料，在其他位置采用人工或骡马搬运的方式。
（3）栈道结构多元化模块融合设计与施工技术
为克服因弧线造型而带来的设计、生产、施工中的困难，森林步道全线采用钢结构模块化融合设计，设计6种标准化基础模块，把复杂多变的栈道线形，归纳为由多组基本模块组成的多变组合。模块划分需要满足设计使用要求、美观要求及施工设备的要求。主结构由下部支墩和上部桥段组成。支墩座落在桩基础上，分为两节，下节为混凝土柱墩，上节为Y型钢柱。装配式结构和螺栓连接的综合运用建造方式，要求精准且精细化的设计施工，极大减少了现场加工、安装施工造成的粉尘、污染和森林火灾风险，是绿色生态理念贯穿项目建设全过程的重要措施。全钢结构架空栈道生态性好、环境破坏极小、综合单价与其它类型栈道相当，是一种生态经济效益比最大化的做法。
（4）钢结构制作安装设备研制及应用技术
刘总提到施工中的一个原则：坚持在施工中不砍伐、破坏、移除现状树木、林地及植被，不得改变现有的林地环境。在施工中有一些限制条件：施工将使用大量大型钢构件，按常规要开山修路，运送大型施工构件及机械设备；森林栈道构件布置范围广，汽车吊、履带吊、塔吊等常规机械难以全区域运行；步道构件数目2000多个，需就近设置临时堆放场地，如果要开设施工便道，既要满足运输，又要满足构件堆放要求。刘总团队通过头脑风暴模拟了多种措施，最后决定改装架桥机来实现。参考架桥机的施工思路改装吊机设备，必须轻量化以适应人行桥；结合改装设备的施工技术应全面完善；复核森林步道原结构是否满足设备荷载。满足不破坏山林环境的原则，整体技术可行，但是需重点攻关上述可行性问题。通过反复的技术攻关，在城市森林步道方面，中天集团已形成较为完善的核心知识产权体系。
三、技术转化应用。
中天控股集团应用该技术成果的福州城市森林步道载誉满满，包括荣获国际建筑奖、DFA亚洲最具影响力设计奖等。CCTV《新闻联播》等栏目多次专题报道，该技术在国内起到示范引领作用，对国内休闲健身步道的应用推广影响深远。在福道之后，该技术成果已在深圳光明小镇红桥公园、珠海凤凰山山地步道、板樟山山地步道等国内多地应用，每一处完工后均会成为靓丽风景线。在更多项目应用过程中，通过PDCA循环，最初的技术成果也在进行全方位的拓展。如在珠海凤凰山山地步道(全长11公里)的建设中，由于山体地势影响，难以做到全线统一坡度，考虑人性化和无障碍要求，将步道整体分为无障碍区（坡度≤8%）、普通区（坡度10%）、运动区（坡度10%），并根据出入口位置合理布置三类功能区。
最后，刘总对于未来的发展做出展望：研究适宜山林环境的新型步道基础体系、结构体系，向建筑工业化方向拓展；对多功能装配式步道铺设机器人进行智能化改造，向绿色智能化步道铺设机器人方向改进。
互动环节
Q： 线上观众：
在技术创新时，考虑的荷载主要是施工荷载，那么是否施工荷载工况就是最不利的工况？是否需要考虑使用阶段的一些自然灾害的影响？
A刘玉涛教授：
步道在设计时首先按照正常的工况进行设计，会考虑侧向风荷载和构筑物抗震要求行调整，但是一般的控制情形就是施工工况。杆件按照正常的工况设计好后，会再根据吊机、运输车辆和分段荷载再来进行验算，如果不足够会再采取加强措施，如增加管的壁厚等。
Q： 线上观众：
路桥施工的施工机械很难重复利用，那么步道施工机械怎么取费？
A:刘玉涛教授：
这个问题问的很专业，非常好。一般情况下成本计算会考虑折旧。机械的上部装置可以重复利用，比如小车的成本并不高，不到100万一台，并且也都可以重复利用。下部机构需要根据不同项目的需求尺寸来看，如果尺寸相同，则可以重复利用；如果尺寸不合适，也可以通过回收钢材获得残值。
Q： 线上观众：
对于步道的地基施工是如何实现环境影响最小化的？
A:刘玉涛教授：
项目建设地址会有一些原来的道路，即我们所说的土路以及车行道。在设计时尽可能与原来的步行道、车行道相交处进行建设；如果建设地址完全在林地里面，对于钢筋、混凝土、模板等材料，一般通过人工和畜力来进行运输以减小施工影响。
讲座总结
讲座最后，吴京教授对本场讲座进行了总结：
第一，刘玉涛工程师的汇报内容非常详实，让我们看到了引以为傲的中国建造技术。我们做一个工程，不仅要考虑受力设计的合理性，还需要考虑人文、生态、社会等多方影响。工程是一个综合的项目，会受到来自多方综合的挑战。同学们不仅需要学好力学基础，还需要在学习工作中去提升人文等方面的素养，这样针对一个工程才能得到一个最完美的方案。刘总的讲座也介绍了城市森林步道项目会面对什么挑战，如何去解决。
第二，今后我们要面临的挑战不仅仅在房屋建筑领域，但是只要我们有了技术基础，不管在什么领域都可以快速积累经验，进行技术创新，培养锻炼更多的人才。各位同学不仅要在大学打好基本功，在今后的职业生涯生也要不断学习，不断积累技术经验。最后，也欢迎各位同学持续关注中天控股集团。
吴京教授也代表各位同学为刘玉涛工程师带来的精彩讲座表示感谢！
