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千个昼夜 寻梦苍穹 上海建工七建集团上海天文馆工程建设纪实

2021-07-17 10:54:53来源:中华建设网   
核心摘要:上海天文馆,这座迄今为止全世界面积最大的天文馆于7月17日举行开幕仪式。上海天文馆是上海市“十三五”期间重大市政文化公益项目、重要的科普基础设施,也是服务上海科技创新中心建设的重要举措。它是国内首次将“专业级”观测设施建在科普场馆内的天文馆,展馆内营造出高精度模拟星空和沉浸式宇宙漫游的场景,可以通过天文望远镜实际观测到太阳和众多星体。
      上海天文馆,这座迄今为止全世界面积最大的天文馆于7月17日举行开幕仪式。上海天文馆是上海市“十三五”期间重大市政文化公益项目、重要的科普基础设施,也是服务上海科技创新中心建设的重要举措。它是国内首次将“专业级”观测设施建在科普场馆内的天文馆,展馆内营造出高精度模拟星空和沉浸式宇宙漫游的场景,可以通过天文望远镜实际观测到太阳和众多星体。



      由上海建工七建集团(以下简称七建集团)历经三年多时间精心打造的上海天文馆,坐落于临港新片区,建筑面积约3.8万平方米。馆内独具特色的圆洞天窗、球幕影院和倒穹顶三个圆形元素构成的“三体”结构一直被人津津乐道。然而,为了模拟天体运行轨迹,上海天文馆的建筑结构造型全部为异形、多曲面,给施工带来巨大的难题及挑战。

 

攻克异形“大悬挑”难题
       在观众入口处,包围着圆洞天窗的大悬挑从外观看像一顶巨大的遮阳帽帽檐,在平面悬挑最大超38米、跨度最大超60米, 相当于4个标准篮球场的范围内,重量超2000吨的异型大悬挑不仅是中国之最,在世界上也是极其罕见的。除了大悬挑的自重外,它还要承担展品和游客的重量,如何在保障安全的前提下保证由近千个不同形状、不同尺寸构件组成的大悬挑安装精度?如何将大悬挑安装在钢骨剪力墙核心筒上并安全卸载?
       项目团队运用了BIM技术、分步分段吊装技术、分段支撑安装技术。首先采用BIM技术将大悬挑内外桁架分为九段,并对各段的连接节点及空间尺寸进行深化分析,找出各构件的空间定位和尺寸,在工厂对构件进行预加工、预拼装、编号,缩小构件间的安装偏差。经过数十天的不断调整,解决了大直径、多角度、结构形状变化多的难题。



      结构吊装过程中,项目部首次采用了分步分段吊装的施工方法。先将内、外桁架分成九段用300吨汽车吊进行2点吊装,再将二层桁架划分为30个组合单元进行吊装,后期再对其中的7个组合单元用350吨履带进行补缺吊装。
      卸载事关大悬挑施工的成败。项目部制订了“先单层桁架,后屋面桁架”的工艺流程。单层桁架采用分级卸载的方式,由中间向两层卸载,循环往复;屋面桁架采用氧气割刀切割的方式,两侧卸载同步进行。二层桁架卸载采用多点同步分级循环卸载,按照“多次循环、微量下降”的原则,单次卸载不超过5毫米。最后在每个分区单个同步卸载点支撑一侧布置一个20——100吨的千斤顶作为临时支座,通过置换割除支撑顶部,直至卸载完成。

 

攻克悬空球幕影院钢结构安装难题
       一楼直径30米的球幕影院也是全馆的一大亮点。球体的内部由大量钢结构组成,因钢环梁内置于砼梁内部,钢骨梁的截面又大且为环形,所以施工难度非常大。



       为了实现这一效果,项目团队根据钢梁分段点位置进行排架的加密加固,在木模板上部放置支承架以便H型环梁于现场进行对接。根据现场布设的塔机的性能参数,对球幕影院钢结构杆件进行合理分析计算,在满足塔机性能参数的情况下,进行单元件组合后再进行安装;上部钢结构安装前于内部搭设满堂脚手架作为操作平台,以确保上部结构的安装和安全保障。

 

攻克倒穹顶劲性混凝土柱施工难题
       顺着200多米的旋转步道,在三楼我们看到了倒穹顶,这个与常规穹顶相反的构造让人仿佛置身于一个大碗之中。这是对古罗马穹顶式天窗的现代创意改造,既起到了引导日光进入中庭的功能,又能在夜间观星时起到再造地平线的作用,因为穹顶是下凹的,可以有效地阻挡周围地面灯光的影响,形成一个类似在山谷中观测的效果,想进行夜间观测的游客可以上到穹顶平台。
       倒穹顶施工中最难的就是 “三脚架”劲性混凝土柱,全高为26.00米。向外倾斜19°~60°,斜长26.67~30.31米,且“三脚架”柱均为曲面倾斜,为了保证结构的稳定与安全,项目团队通过商议,决定在施工时采用优质镀塑光面胶合板,异型部位采用型钢微弯焊接加固方式等体系,采用自密实混凝土确保了劲性混凝土柱的密实度,同时采用BIM模型技术,对模板支撑进行细部放样定位,劲性混凝土柱安装及钢筋绑扎等工况模拟,以此确保了结构架体的稳定性和倒穹顶结构造型。



       此外,整个施工过程还综合运用了数字建造技术:采用BIM技术建立三维模型、模拟施工工况和施工方案;采用复杂结构施工控制技术,对施工过程进行虚拟仿真分析,保证施工过程的建筑结构安全;三是采用基于卫星定位的三维空间测量技术,保证工程施工质量和异型不规则构件的安装精度。
       随着七建集团针对整个天文馆复杂建造技术的不断钻研,异形结构设计的施工措施得到了很好的运用。形成了大量的异形钢结构和混凝土结构关键技术总结。针对上海天文馆钢结构造型复杂、混凝土异形曲面多、施工要求高等特点,形成了一系列具有针对性的施工技术方案,确保整个工程实施后获得良好的经济效益。上海天文馆项目先后荣获了上海市文明工地、明星工地、人气工地、优质结构、重点工程实事立功竞赛特色项目(全生命周期BIM技术应用与管理 )、2018年“浦发杯”BIM技术应用创新劳动竞赛二等奖等奖项、上海土木工程工程奖、白玉兰奖等多个奖项。

 

加强团队建设 打造精品工程
       项目团队众志成城,在攻克“异形大悬挑”、“球幕影院”、“倒穹顶”三大技术难题的同时,还坚持党建引领,把开展党建联建活动作为推进项目进度、提升项目管理的“助推器”。

 

     
       2019年8月,台风“利奇马”登陆。为保证上海天文馆如期竣工以及工程建设者的生命财产安全,项目党支部积极落实防台防汛应急预案,项目经理和党员充分发挥先锋模范带头作用,当天夜里,冒着13-14级大风,顶着暴雨,对工程重点区域进行隐患排摸检查。就在此时,台风突然发威,天文馆球幕影院等区域积水高过脚踝。接到汛情,全体党员迅速出动进行抢排,直到凌晨才把积水排干。经过2天2夜的连续奋战,项目团队顶住了“利奇马”的侵袭,保障了施工进度,也体现出七建建设者们不畏艰险、顽强拼搏的优秀品质。
      千个昼夜,寻梦苍穹。上海天文馆,这座滴水湖畔的“蝴蝶酥”展现了七建人众志成城、顽强拼搏的作风。七建集团将以上海天文馆为新起点,不辱使命,对标一流,为服务临港新片区和上海地区的建设、为美丽中国的建设贡献更大的力量。

 

 

(责任编辑:桂煜)
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