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科技创新 鼎筑大成

时间: 2017-12-25     来源: 中国建设报

 本报记者 任佳 通 讯 员 刘时新

中国国学中心工程近日荣获2016~2017年度国家工程质量最高荣誉奖——鲁班奖。由北京城建集团工程总承包部施工的这座国学殿堂,以崭新的面貌展示在国人面前,以线条硬朗的建筑脉络体现了复杂多变的文化表现力,也透露出设计大师齐康“位致中和,天地方圆,神气贯通,百柱大成”的设计理念。善于开拓创新的建设者,在施工过程中以科技攻关实现创新创效、优化设计,助力工程创优。

精雕细琢 凝聚铜风古韵

作为传承中国优秀传统文化的重要殿堂,中国国学中心建筑风格以汉代宫阙为主,宛如一座气势恢宏的工艺品屹立于奥林匹克公园之内。站在国学中心南广场看去,外形上圆下方,如鼎似翚,寓意“鼎筑大成”,标志着中华优秀传统文化在现代中国的日益崛起。国学中心坐北朝南,四平八稳地雄踞在鸟巢的东北角。主楼一层的国学堂是“天圆地方”的设计,国学堂四周贴有主题为“仁者乐山 智者乐水”的壁画,屋顶则是布置成日月星辰的穹顶。

对于这样一座国家级的文化艺术殿堂,每一个细小部位都是关键所在,容不得半点闪失,国学中心项目总承包部的建设者深谙这一道理,只有把细节做精做细,才能更加直观地把古香古色、凝聚铜风古韵的国学风貌展现在国人的面前。总承包部坚持走规范化管理之路,以国家、地方、行业规范标准为指导,贯彻“基于规范标准、高于规范标准”的施工准则,将落实“科技、环保、绿色、安全”理念作为项目实施的总要求,层层落实到人,科学组织、精心施工,确保工程建设做到零返工、零窝工、零拆改。

钢结构综合施工技术取得突破

中国国学中心工程由主楼和东西裙楼组成,主塔楼高68米,钢结构造型上圆下方。北京城建集团工程总承包部经理、国学中心项目经理罗岗告诉记者:“钢结构施工中我们遇到了钢梁与墙体连接节点多、异形钢结构数量多等难题,通过采取不同截面转换节点设计和大跨度预应力圆形屋顶钢结构方案,满足了设计和规范要求,取得了多项国家专利。”

结构形式给施工带来重重考验。主塔楼结构形式采用东西对称的偏心支撑钢框架结构,由中心区、核心筒、外部空腹桁架、造型钢结构4个结构体系构成。由4个巨柱及其间的钢梁、钢桁架形成结构水平抗力的中心区,4个核心筒通过柱间偏心支撑形成4个支撑框架,通过楼层钢梁连接到核心区。结构最外侧由外框柱及柱间梁形成空腹桁架,整体结构形成相对独立的内、中、外三层。此外,主塔楼层高达7.8米,钢梁与墙体连接节点多,每一个钢管柱连接处就有焊接头20多个。钢结构用量达1.3万吨,异形钢结构数量众多,圆筒形钢管、内弧型钢梁、变形钢柱等随处可见。大小不一的钢构件约1.1万个,最小的一个人就可以抱得动,最大的构件有12吨重。

最终,项目部通过对不同截面转换节点设计和大跨度预应力圆形屋顶钢结构的加工制作及安装方案进行研究,创造性地提出并实施了菱形转正方形铸钢转换节点和大跨度预应力圆形屋顶钢结构施工技术。利用计算机仿真手段,为节点设计以及施工方案的确定提供了科学依据。

针对钢构件数量多、体量重,吊装难度大等困难,国学中心项目总承包部采取增加汽车吊、增加焊工等措施,使工程施工速度不断加快,短时间内将一根根钢构件准确安装到位,最多一天吊运安装钢构件200多吨。

呈现独具特色软膜天花体系

主塔楼国学堂为边长23.2米的正方形造型,高23米,吊顶设计采用悬挂式椭圆形球面软膜天花系统。软膜天花辅以不同形式的星象图案,构成独具特色的天花体系。气势宏伟、富有立体感的椭圆形球面软膜天花的构思给建设者出了不小的难题。

椭圆形球面直径13.28米,软膜天花最高起拱高度1.7米,内腔基层最高起拱高度2.1米,施工难度很高。为此,项目部采用BIM技术来满足起拱高度设定的要求,确定内腔钢架位置及排布,解决了软膜天花传统施工过程中人工测量困难及精度不高的问题。还研发了一种专用软膜天花装饰型固定件,可控制缝隙大小,使整体椭圆形球面造型更加美观。

在材料加工方面,根据BIM软件绘制的外腔钢架图得出钢架与钢架之间的尺寸数据,再进行铝板与软膜的加工,提高了加工精细程度及工作效率。由于整体天花造型规模较大,通过对节能型天花灯具的对比研究,选用软膜天花发光灯具,采用LED灯具模组代替了LED灯带,使整个工程灯具的能效比大大提高,能耗大大降低。

在最终软膜天花安装时,项目部采用大跨度椭圆形球面软膜天花整体施工安装流程,包括内外腔钢架的安装、应用BIM进行软膜天花预安装、铝板的安装等,解决了一系列施工安装技术难题。

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