中国杂技艺术中心项目钢结构框架结构施工中 ■企业/供图
随着一段如同树杈状的钢结构被缓缓提升,由北京建工集团施工的中国杂技艺术中心造型酷似“八宝盒”的A区外框架结构柱开始安装。目前,“八宝盒”下部共计24组钢结构柱已经安装近一半,内部混凝土结构除部分与钢结构连接的外圈看台以外部分,均全部完成。预计到今年年底,项目主体结构将全部完工,随后将转入舞台机械吊挂结构、二次结构、机电管线、装饰装修工作。
对北京建工中国杂技艺术中心建设项目经理季连党来说,此时距离全面跃出地面刚刚过去3个月时间。A区作为中国最高标准的杂技场馆,可以说是行业“重器”,但用钢量仅为国家体育场的1/4。如何让“重器”兼具轻盈,团队的头脑风暴全面开启。
在项目现场,约10组钢结构柱已经安装就位,每一组钢结构柱由1根直立的箱型构件和2根倾斜的箱型构件通过若干圆钢管连接呈“倒三角形”造型,由三角形的一个角点从地面向上发散,并向外倾斜3.4米站立在既定“岗位”。这个点作为钢结构与地面的连接点并非纹丝不动,这个点设置了一种球铰支座,其如同人的关节一样格外灵活,而这个可以活动的关节却是本工程结构的亮点之一。项目技术总监涂尊敬说:“由于整个建筑外围的钢结构与内部混凝土结构温湿度影响带来的结构变形不同,如果采取硬连接容易在后期使用过程中造成局部变形过大进而对结构造成撕裂伤。采取软连接并非让建筑晃动,而是给两种结构的变形预留了1毫米—2毫米的空间,反而可以保证建筑的使用安全。”
在项目技术部部长王瑞琦看来,球铰支座只是钢结构施工的亮点之一。“我们这个工程坚持绿色建造理念,整体钢结构用量压缩到1万吨左右,这就带来了整体结构的板材厚度薄、长度短,如何保证结构受力安全,造型深化设计与材料加工至关重要。”王瑞琦说。从单段钢结构造型看,每两根钢结构之间通过5道钢管进行加强处理,实现每一段钢结构体系酷似一根“鱼骨”的稳定受力造型。
此外,“八宝盒”的整体建筑造型非常依赖结构的整体性,钢屋盖中间部位的一圈腰梁可以有效地分散上部钢结构自重,减少下部钢结构单点受力过大的问题,实现整体建筑造型厚重大气的同时,又兼具了杂技活动灵动优雅的特点,确保让钢结构安全系数达到最佳状态。
除了完备的设计方案和材料的加工精度外,智慧方案的加持起到了助推作用。项目部采用全站仪对钢结构安装精度和焊接变形进行全过程控制,将在钢结构全部完成后,采用三维激光扫描对“八宝盒”施工后的“真实结构”进行验收,并可为后期幕墙、机电、舞台机械、装饰装修等专业移交“真实结构”的三维实体模型,促进项目建造过程提质增效。钢结构现场负责人商凯光说:“我们针对这座新型艺术类钢结构特点,应用自研专利技术进行结构闭环模拟分析,确定了对结构健康影响最小的施工方案,组建同类项目施工经验丰富的团队确保施工结构的安全,不断提升团队‘新质生产力’。同时,计划选择结构重点部位进行健康监测,结构施工时同步植入芯片,按照采集周期将采集的数据通过无线互联网技术回传至监测云平台,实现数据分析结果多终端实时查看,随时了解中国杂技艺术中心全生命期的健康状况。”
演出剧场观众席面前约34米高、21米宽的舞台台口气势恢宏,这便是整个“八宝盒”混凝土的核心区域,台口上方设置了4道1.5米高的混凝土梁。“未来,从台口最下面一道梁向上大约20米的空间都将是杂技表演的检修马道、灯光设备、支撑体系,最终能否呈现最高品质的杂技表演,看不见的区域至关重要。”涂尊敬说。
为了保证这部分混凝土结构质量,特别是4道26米跨度的梁安全就位,作为支撑体系的盘扣式脚手架,其布置密度让一名成年男性都难以侧身挤过。混凝土梁的结构使用了直径4厘米的钢筋作为骨架,用C60高标号混凝土进行包裹。王瑞琦说:“高标号混凝土强度大,但是‘脾气’也急,浇筑和养护不到位很容易出现开裂问题。我们与搅拌站联合研究,通过添加特制外加剂,将混凝土浇筑后的放热时间拉长,给结构‘消消气’,同时,避免在高温时段浇筑,及时做好苫盖、洒水等养护工作,让这4根梁能够在最舒适的条件下茁壮成长,为后期杂技设备的安装打下良好的基础。”
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