中国医学科学院整形外科医院医技病房综合楼 ■记者 刘偶/摄
古法麻绳放线结合BIM 3D机器人、麻刀灰琉璃瓦片工艺碰撞现代混凝土施工……在中国医学科学院整形外科医院改扩建工程施工现场,施工方中建一局二公司将现代施工技术与传统古建技艺完美结合,打造出北京市罕见的单檐歇山仿古屋面建筑,让京西香山脚下又多了一处地标性仿古建筑群。经过4年多艰苦施工,由中建一局二公司新建的中国医学科学院整形外科医院医技病房综合楼日前启动运营。
BIM+传统麻绳解测量难题
九脊设计、10米高差、45度斜坡外加顶端镂空,站在新建医技病房综合楼顶平台环看四周,由34万片绿琉璃瓦打造的单檐歇山仿古屋面建筑群,让人叹为观止。为能让仿古建筑完美还原出中国传统古建筑神韵精髓,项目负责人都书巍从进场前就开始收集各类古建相关书籍及资料,同时带领团队技术人员拜访古建专家,寻求古建建筑建造要领。
“我们这次光坡屋顶梁板,就由三个半径不同的圆弧构成,市面上根本没有可借鉴成熟的施工工艺和经验。”都书巍介绍,相比常见的五脊庑殿顶,歇山顶由于正脊两端到屋檐处中间折断了一次,整体结构变为一条正脊、四条垂脊和四条戗脊,因此歇山顶又称九脊顶。同时,由于歇山顶外形又结合悬山顶和庑殿顶样式,更加突出直线和斜线,因此建设难度非常大。
项目人员介绍,由于屋面每道梁均有3个不同半径,按7个控制点计算现场需放样1400个点;如按13个控制点计算,更需放样2600个点,传统人工测绘和CAD二维图纸根本无法满足实际需求,所以我们这次专门引进了BIM+智能放样机器人,将BIM模型中的数据直接转化为现场的精准点位,以此来解决仿古建筑造型复杂的测量放样难题。“为能找到屋顶最自然坡度,我们这次首先采用传统麻绳测量法,从最顶端屋脊拉麻绳到屋檐,靠麻绳自重的自然弯曲,找到最佳坡面角度后,再与BIM+智能放样机器人相结合。”都书巍说道。
混凝土外包覆铝合金面板
用冰冷的工业混凝土复刻出传统古建木屋顶效果,而且要求神形皆备,是本次工程对技术人员提出的又一大难题。施工人员介绍,由于屋顶全部采用现浇混凝土为基础,然后再上铺琉璃瓦,因此如何一次性用模板浇筑出整个屋顶造型,成为施工人员首要任务。
“主要屋顶都是从11度到45度的大弧度坡面,但模板又大又硬,很难进行大角度弯曲,所以我们当时专门进行了多次技术攻关。”都书巍介绍,为了打造完美屋顶曲线,项目后期将屋顶按上中下分为3层,进行分层浇筑,同时项目部使用弯折机按屋面曲线制作了大量弧形钢管,作为模板固定骨架,然后再用钢钉将二者固定,实现了一次浇筑全部合格。
红檐绿瓦作为我国古建筑标志性特征,为更好还原出单檐歇山仿古屋面细节,项目部将全部屋檐混凝土结构进行了铝合金面板包覆,同时对檐缘等一些不具备混凝土施工条件的结构进行铝合金板一比一复刻。“由于铝板喷漆与木结构刷漆外观效果截然不同,我们还联合厂家专门进行了多次漆面颜色、光泽度等细节调试,目前所有铝板色彩我们均可保证20年不褪色。”工作人员说。
34万块琉璃瓦打造仿古屋面
瓦垄定位、安装底瓦和盖瓦、砌筑脊瓦……在施工现场,来自河北易县的专业古建施工人员介绍着整个屋顶琉璃瓦施工过程。中国医学科学院整形外科医院改扩建工程单檐歇山仿古屋面共使用6种规格、总计达34万块绿色琉璃瓦。“我们整个琉璃瓦铺设都采用古法工艺,力求做到‘檐口稀疏、脊梁密实’的视觉效果。”项目人员介绍。
瓦匠师傅告诉记者,我们在铺瓦时,线铺设两垄底瓦,再铺一垄盖瓦,然后再铺一垄底瓦,再铺一垄盖瓦,二者交替循环直至全部屋面瓦片铺设完毕。施工过程中,我们底瓦搭接全部采用“压六露四”,但在檐头和靠近脊的部位瓦片则进一步进行调整,檐头改为“压五露五”,靠近脊的部位改为“压七露三”,以此达到檐口稀疏、脊梁密实的视觉效果。
本次中国医学科学院整形外科医院改扩建工程交付后,可增加床位644张、手术室60间,不仅是目前全球最大的一所整形外科医院,同时也是全国唯一一家集整形外科医疗、教学、科研产业于一体的整形外科三级甲等专科医院。
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