[教学]探秘海洋世界构建奇妙乐园-----精工钢构在成都海洋馆钢结构工程的技术创新

[教学]探秘海洋世界构建奇妙乐园-----精工钢构在成都海洋馆钢结构工程的技术创新[教学]探秘海洋世界构建奇妙乐园-----精工钢构在成都海洋馆钢结构工程的技术创新探秘海洋世界构建奇妙乐园——精工钢构在成都海洋馆钢结构工程的技术创新成都新世纪环球中心•天堂岛海洋乐园(以下简称“海洋馆”)位于成都市南门外， 22南临成都市绕城高速，东侧为天府大道，总用地面积46万m，总建筑面积138万m。海洋馆建筑主体平面呈长方形，南北向长538.4m，东西向长423.92m;主体高132m，整个建筑集商业、办公、娱乐休闲于一体，是亚洲最大的单体民用建筑。成都海洋馆奇思妙想藏难题海洋馆设计独特...

[教学]探秘海洋世界构建奇妙乐园-----精工钢构在成都海洋馆钢结构工程的技术创新探秘海洋世界构建奇妙乐园——精工钢构在成都海洋馆钢结构工程的技术创新成都新世纪环球中心•天堂岛海洋乐园(以下简称“海洋馆”)位于成都市南门外， 22南临成都市绕城高速，东侧为天府大道，总用地面积46万m，总建筑面积138万m。海洋馆建筑主体平面呈长方形，南北向长538.4m，东西向长423.92m;主体高132m，整个建筑集商业、办公、娱乐休闲于一体，是亚洲最大的单体民用建筑。成都海洋馆奇思妙想藏难题海洋馆设计独特，融合了艺术与科技的形似水晶的亚克力海底隧道，使游客如若漫步海底，能够180?全方位、近距离地观察奇妙的海底世界;其堪称中国西部第一大海底亚克力视窗，可以观赏变幻无穷的鱼群和有趣的海底表演，海洋馆成为了解海洋、认识海洋的生动平台。作为亚洲民用建筑封闭结构单体面积最大的海洋馆，其中央游艺区钢结构壳体沿长方向分为三个结构单元，每个单元长度为154.4，143.3，141.4m，共由18榀倒三角形钢管主桁架组成，跨度约158~197m。中间桁架最大间距为41.5m，两边为19.5，21m，两侧最大悬挑分别为24m和36m。18榀主桁架支撑于混凝土底板，中间布置纵向钢拉索。主桁架之间采用倒三角形次桁架连接，次桁架之间再设置网壳，间距约3m(见图1)。海洋馆钢结构施工有五大突出特点。图1 中央游艺区整体结构三维轴侧图高度高、重量大、跨度大，吊装设备的选择、临时支撑胎架搭设难度大。本工程中央游艺区钢结构屋盖最大跨度182m，最大安装高度97m，拱桁架每米重5.3t，一般大型履带吊吊装高度不足，而塔吊则缺少附墙条件且吊装能力不足，同时由于钢屋盖跨度大、覆盖面积广，需设置较多的临时支撑胎架，97m高胎架搭设也是一个难题。钢屋盖拱桁架截面尺寸大，现场拼装精度要求高、难度大。钢屋盖拱桁架截面形式为倒三角形，上弦宽度达4m，截面高度分别为4m、5m和6m，桁架的高、宽均超出公路运输条件，需现场拼装。此外，由于桁架尺寸大，势必带来拼装精度控制、拼装作业便利性及需设置大面积拼装场地等问题。中央游艺区钢屋盖施工时，靠近混凝土建筑的部分构件安装空间狭小，吊装难度大。钢屋盖施工时，中央游艺区除西侧外的其余三面均有已建高层建筑，部分构件(特别是钢屋盖一、三区的悬挑部分)吊装时，安装空间非常狭小，吊装难度较大。中央游艺区钢屋盖主拱桁架跨度大，变形控制要求高。游艺区钢屋盖主拱桁架最大跨度197m，钢屋盖一、三区最大悬挑长度分别为24m和36m，标准组合下悬挑段最大挠度达202mm;且屋盖采用玻璃屋面，对桁架的变形要求相对较高。因此，为控制结构成型后的外观及有利于玻璃屋面的铺设，需严格控制结构变形值。屋盖提升架卸载难度大。屋盖提升单元与落地段焊接完成后，拆除提升架的过程是一个向设计状态转变的卸载过程，如卸载方法不当会造成结构的应力超限或变形超差，也易致使支撑体系破坏形成安全事故，为使结构由施工状态平稳、逐渐进入设计受力状态，不仅需要对卸载进行全过程施工仿真分析，还要对卸载方法及顺序进行严格控制，是本工程的关键控制工序。精于技术工于品质为海洋馆这个奇妙海底游乐园构建“钢骨架”的是长江精工钢结构(集团)股份有限公司(以下简称“精工钢构”)。面对这个亚洲最大的单体民用建筑，以及它独特设计所带来的工程难题，精工钢构以自身强大的技术实力，勇于创新的精神，精益求精的态度，化解了施工难题，确保海洋馆如期保质的完美呈现。分段吊装+累积提升技术。海洋馆属于大跨度超高结构，施工中采用了“分段吊装+累积提升”的施工工艺，将主拱分成5个分段进行施工，施工完毕后先后进行两次提升，屋盖通过两次提升形成合龙，如图2所示。图2 主拱分段示意 1)将结构整体分为5个施工分段，分别在地面整体安装就位，将提升设施安装就位，如图3所示。图3 屋盖分区示意 2)将中间分段整体提升，主拱第一次合龙，如图4所示。图4 主拱第一次合龙示意 3)将合龙后的分段再整体提升，主拱最终合龙，如图5所示。图5 主拱第二次合龙示意大跨度桁架原位拼装技术。根据主拱桁架结构特点，采用原位正拼法拼装。用“支撑架+扣件式脚手架操作平台”方式，拼装桁架由支撑架进行支撑，并在主桁架下方搭设扣件式脚手架操作平台，进行拼装(见图6)。图6 原位拼装主拱桁架支撑架搭设示意桁架下方搭设双排扣件式脚手架作为操作平台，行距1500mm，步距1500mm，沿提升桁架长度方向，搭设长度最长约97m。脚手架顶端桁架上弦下方设置水平横杆，用以临时支承桁架弦杆。在弦杆外侧分别另设置一根立杆，用以搭设施工操作平台，内侧可用横向水平杆悬挑伸长，搭设操作平台(见图7)。图7 高空原位拼装脚手架搭设示意贝雷架支撑体系在钢结构施工中的创新应用。海洋馆中央游艺区钢结构工程由18榀大跨度弧形钢管桁架组成，单榀桁架重达350t，由于受场地及机械设备的限制，需要采用高空原位拼装方式进行施工，后再进行整体累积提升。由于原位拼装部分重量较大，无法使用钢管脚手架来作为主支撑系统，而单独设计制作支撑架不仅无法满足施工进度的要求，同时在施工经济性上也不符合实际要求，故借鉴贝雷架支撑在道路、桥梁领域的应用情况，将贝雷架支撑作为原位拼装的主要支撑。在每榀原位拼装的桁架上弦杆下设置7组贝雷架，在下弦杆上设置2组贝雷架，整个桁架重90t，通过16个支撑点进行支撑(见图8、9)。图8 贝雷架支撑体系图9 施工中的贝雷架为保证海洋馆钢结构产品和施工质量，树品牌工程，精工钢构高层领导和内部专家多次赴现场指导工作，同时还专门组织专家“会诊”，为项目“体检”。为提升客户满意度，确保工程质量，施工中加强《施工技术管理办法》的贯彻，确保吊装提升技术、焊接质量工艺在项目中的贯彻实施。作为专注钢结构建筑领域的行业领先型企业，精工钢构以承建“高、大、难、新、外”项目享誉国内外，拥有高层超高层建筑钢结构、空间大跨建筑钢结构、轻钢结构三大产品体系，这些是成都海洋馆这座海洋乐园的品质保证，相信不久的将来，成都将实现拥有一件比肩世界城市建筑作品的梦想! 海洋馆施工现场

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