锻造“巨人”的铁骨 ——中建二局三公司陕西大剧院项目钢结构安装侧记

2017-06-08 11:18 千龙网

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千龙网北京6月8日讯  这里有陕西省罕见的“擎天柱”,这里有陕西省最长的观众悬挑看台,这里有陕西省最为复杂的大跨度钢结构滑移施工技术运用,这里就是中建二局三公司建造的被称为西部最具文化魅力地标的陕西大剧院项目(简称大剧院),在这座建筑面积5.18万平方米、造价13亿元的大型仿唐建筑里,精湛的钢结构施工技艺让人惊叹。

1、施工中的陕西大剧院整体图

施工中的陕西大剧院整体图

十字钢骨  撑起罕见巨柱

走近大剧院正厅,4根气势非凡的巨型“擎天柱”让人惊叹不已。它们高31米,直径1.7米,6.2米的周长四个成年人才能合围,这在陕西省实属罕见。放眼望去在观众席看台四周也分布着22根巨柱,它们如同人体的骨架撑起了大剧院观众厅。

1、十字钢骨  撑起罕见巨柱

如此巨大的柱子,强劲的内部结构必不可少,项目部采用了只在超高层、大跨度剧院工程才使用的十字型钢骨柱结构做支撑。它里面的十字翼缘钢板采用专业厂家制作,穿过上下两节翼缘钢板的6排钢筋端口用套筒拧紧并焊接贯通,钢筋直径粗达40厘米,经介绍,这么粗的钢筋陕西省购买不到,项目部是到河北钢铁厂家专门加工定做,它让人感觉到了柱子内在的强劲。

它的施工难度也非常之大,由于分成四大段逐节安装向上,对变形数值控制非常严格,在现场每节之间采用左右对称方法全焊接连接,焊接过程中,全站仪全程监测,随时记录钢柱的变形数据,焊接后,由陕西省质量监督站做探伤检测(相当于人体做B超),只有焊接质量合格率达到100%才算合格。焊接完成后,十字型钢骨柱外围再绑扎钢筋、安装模板、浇筑砼才算最后完成。  

4、十字钢骨  撑起罕见巨柱

外砼内钢的巨柱被称为“绿色钢构”,它不仅起到了“瘦身柱子”围度尺寸和支撑作用,还达到了防火效果,砼耐高温的特性有效保护了里面的钢结构不被融化变形,从而使得巨柱始终屹立不倒。

模拟实验  出高精看台

大剧院的观众看台分为三层,高低错落近20米,豪华气派,它上面两层钢结构悬挑看台,悬挑跨度7.8米,这在陕西省是绝无仅有的,而它水平变形数值设计控制在2毫米内,远远超出8毫米常规偏差值。

“7.8米钢结构悬挑跨度变形柔韧性很大,拆除支撑架后,钢筋、砼自重,焊接工艺控制等因素,会使看台下沉,但凡一个细节不慎,都会造成不可控的变形,哪怕是微微的变形,2毫米都会化为乌有,在我19年钢结构施工生涯中还从未遇过,”项目钢结构经理左树生毫不掩饰的说道。针对这一难题,左树生也采用了非常规手段予以攻克。他凭借19年对行业的了解,从“大脑人才库”里经过优劣对比,挑选组建了一支由钢结构技术人员、焊工技师、计算机工程师和本人组成的四人精干“特种专业团队”,并得到了项目部的肯定。

模拟实验  挑出高精看台

施工前,计算机工程师首先在计算机里按照1:1比例搭建了一个计算模型,把钢结构技术人员根据图纸提供的数据,和焊工技师根据自己已有的经验和规范数值输入到计算机模型里,通过分析计算形成钢结构安装变形数据。左树生再用同规格的钢构件根据拟定的焊接工艺参数,对需要评定的构件进行焊接实验,然后根据实验得出的实际变形数值,再与原计算机拟定的变形数值进行分析比较,对计算机模型进行调整重新分析计算,形成具有实际指导意义的预变形数据。 

左树生介绍,因为工艺复杂,材料耗损比较大,行业中很少有人用同规格构件去做这样实验,但它对精度控制比较有效,避免了不可预见的偏差。在正式焊接中,左树生全程记录焊接参数,使之与输入的参数一致,成为致胜的绝对保障。

液压顶推  滑出跨桁架

大剧院演出大厅、舞台两个大屋顶采用的是拱形钢桁架结构形式,最大跨度32米,高46米,面积4千多平方米,重2千多吨,由4700多根散装钢杆件拼装而成,它技术复杂、安装标准高,如何安装到位成为项目部最大的挑战。

如果采用地面整体拼装、整体吊装办法是最快的方案,但大剧院施工场地狭小,无大型塔吊立足之地,另外,由于屋顶太高太宽,无法搭设耗时长、费用高的满堂红架手架,经过反复探讨论证,项目部决定“剑走偏锋”采用较为成熟、但不常用的高空散拼液压顶推滑移施工技术进行拼装、滑移。

1、液压顶推  滑出超跨桁架——高空散拼液压顶推滑移施工技术进行拼装、滑移

项目部运用整体BIM模型,迅速在观众厅东侧和舞台南侧搭设起两个400平方米人工桁架拼装焊接平台,在拼装平台节点上使用全站仪空中精确定位桁架的整体位置,为空中散拼滑移创造了最佳条件。

3、液压顶推  滑出超跨桁架——高空散拼液压顶推滑移施工技术进行拼装、滑移

拱形钢桁架分为5榀,从8月中旬开始,项目部特意在两侧砼梁上安装了钢制轨道梁和滑移轨道。采用24小时三班倒方式不间断作业,单榀桁架焊成后,分三次将焊在一起的两榀、三榀、四榀钢桁架分别用屋面液压顶推技术不断向西滑移,直至第五榀桁架就地焊接拼装到位。第一次滑移时,项目部严阵以待,两侧轨道每隔10厘米画一条竖线,并抹上黄油润滑,采用专门的计算机监控两侧钢桁架是否同步滑移,同时,两侧轨道再安排两人密切监控并汇报滑移进度,将两侧滑移偏差控制在4厘米合理范围内。在液压动力系统推动下,横跨32米的巨大钢桁架,蜗牛爬般向前小心翼翼地整体滑动着,走走停停不时调整着,9米的滑移距离,足足用了5个小时得以完成。第一次滑移成功为项目部平添了巨大信心,到2016年12月9号,他们用时近三个月,成功运用着这一技术,顺利完成了拱形钢桁架拼装滑移、屋盖安装全部任务。

4、液压顶推  滑出超跨桁架——高空散拼液压顶推滑移施工技术进行拼装、滑移

在一系列钢结构技术成功运用下,陕西大剧院这座现代技术与古典艺术完美结合的“古典神话”,装上了一付钢筋铁骨,即将迎来它豪迈的第一步——今年10月1日意大利著名歌剧《阿依达》在内陆的首秀演出。(通讯员闻江  李冰)

责任编辑:詹婷婷(QT0006)

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