建筑新技术推广应用的典范——上海宝冶集团中国(太原)煤炭交易中心施工纪实
点击数: | 发布时间:2013-04-15

 

上海宝冶集团有限公司承建的中国(太原)煤炭交易中心展览中心工程,在接受验收评审时,专家认为,该工程应用的新技术整体上达到了国内领先水平。为此,本刊特约文章,介绍该工程的新技术应用详情,为业内同仁提供借鉴。
 
 
中国(太原)煤炭交易中心展览中心位于太原市长风商务区北端,总建筑面积52780m2,建筑以“飞碟”形状为造型,直径260m,气势宏大,是山西乃至中国煤炭产业在产、运、需体系管理服务的标志性建筑,为山西省地标性建筑,位居十大重点工程之首。
展览中心功能齐全,分为8个展馆,1个登录展馆、6个独立展馆和1个临时展馆。其中,1号馆、6号馆为多功能馆,2号、3号、4号和5号馆为标准馆,中心展厅为临时展馆。展位基本单元为国际标准展位,总共达1176个标准展位。
展览中心设计先进,其立面设计分为上下两部分。上部屋面采用一体化设计理念,屋面下沿格栅与球形屋面形成完整统一的“碟状”造型;建筑下部封闭墙体采用钢龙骨一体化“铝、钢板复合墙体”,在封闭墙体外围设计了钢龙骨“光信息墙体”,形成自由渗透、步移景异的体验型室外展览空间。在结构上,中心展厅采用国际新型的索穹顶结构和索网体系组合的玻璃采光顶等,导致工程施工具有相当难度。中心展厅上部为大跨度空间钢结构,屋盖为大跨度空间双曲管桁架结构。面对这样大型、新型、复杂的工程项目,中冶上海宝冶集团(以下简称“上海宝冶”)以科技进步推进项目施工,对推广建筑新技术进行了认真策划、完善部署,加快了工程进度,提高了工程质量,出效益、出成果,圆满地完成了工程任务。
 
策划——工程成功的前提
 
展览中心工程建筑造型新颖、体量庞大、设计理念先进、钢结构施工复杂、技术含量高、施工难度大,针对该工程施工过程中有大量的新技术、新工艺需要推广和应用的特点,上海宝冶项目部进行技术研究和攻关,提高管理水平,加强过程工序控制。在工程各个阶段进行详尽策划,如为确保钢结构柱外包混凝土内在质量和外在美观,制定了《钢柱外包混凝土施工策划书》;为保证地坪施工质量,制定了《地坪施工策划书》;为保证展厅大面积土方回填质量优良,制定了《展厅土方回填策划书》等。在具体实施过程中,严格依照PACD工作法进行修正调整,并根据情况的变化,重点围绕急、难、险、重、新等工程特点进行重点攻关,务求因时、因势而变,具体问题具体解决,有效采用建筑新技术并发挥其作用。
针对项目施工的管理和技术创新,项目部明确工程难题是什么,如何解决,怎样进行过程控制,如何横向覆盖到工程的方方面面,纵向落实到业务负责人、经办人、协办人,做到横向到边、纵向到底。为提高项目管理水平,项目部坚持每月召开项目交流会,情况交流采用PPT形式及时对工作进展进行小结。在策划中,项目部还采用了先进技术,如虚拟仿真施工技术,即以虚拟模型技术为基础,用于施工过程模拟和分析的数字化、可视化技术,在钢结构大空间双曲管桁架施工过程中,项目部利用该技术研究系统、建立模型、输出仿真结果,实现了对双曲管桁架的应力分析、强度分析、构件连接、履带吊开行、结构卸载等一系列施工构成的虚拟仿真,达到了施工前的周密“推演”。通过“推演”预知可能出现的问题,及时完善策划方案,有针对性地采取技术措施,为工程迅速、优质完成提供保证。
 
屋盖钢结构体系卸载完成
 
攻关——有志者事竟成
 
展览中心工程在建设过程中出现了不同类型的施工“难题”。如,该工程为“飞碟”造型,屋盖为单层大跨度空间双曲管桁架网壳结构,支撑在半径27.5,114.5m的内外环的钢管柱上,结构最大跨度87m,钢结构总量约10000t,是目前国内最大的圆心单体展馆,而施工工期仅有3个月;展览中心的中心展厅采取索穹顶结构体系,由索穹钢结构环梁支撑体系和索网结构体系组成,圆形索穹顶直径45m,球面玻璃采光顶直径36m,钢结构体系主要由内、外刚性压环和脊索、斜索、环索、幕墙索等柔性索网构成,是目前国内最复杂的索穹顶与索网组合结构体系;中心展厅顶部采用的玻璃采光顶,采用在索穹顶柔性球面索网结构上安装点支玻璃幕墙结构,直径36m,结构新颖,为同种结构形式中全国最大跨度;中心展厅的球面玻璃采光顶设置了电动遮阳百叶系统,为全国首例索穹顶索网体系相应平面内安装的电动遮阳百叶。为攻克这一系列难题,上海宝冶项目部从科技创新入手,进行了全方位攻关。
重点攻关。为保证工程按期、保质的安全实施,项目部成立由项目经理、总工程师、施工员、技术员组成的技术攻关小组,研究制订施工方案,确定施工工艺流程。如在施工过程中需要对临时支撑设施的设置、吊装单元的组装和安装精度、构件吊装过程的安全与变形、成型后结构的卸载与体系成功转换及焊接质量的保证等方面进行重点控制。
与高校联合攻关。针对索穹顶与索网组合结构体系施工技术难题,由项目部联合有关高校进行预应力索施工科技研究,成立技术小组,制订施工方案、编制验收标准、确定安装精度及索力的控制手段与措施,最终解决了难题,保证了结构安全,达到了位形与索力双控、建筑内在质量优良,外在美观,工程按期优质完成。
采用新技术。大跨度玻璃球形采光顶安装难度大,上海宝冶没有同类工程经验,项目部在学中干,在干中学,利用全站仪进行三维坐标控制安装转接件,掌控了索穹顶为柔性索网结构,攻克了玻璃高空运输难度大及玻璃安装完成后索体结构变形的“难关”,解决了玻璃加工及安装精确度等工程技术攻关重大课题。
 
创新——形成技术集群化
 
中国(太原)煤炭交易中心是复杂的大型集合性项目,项目部在工程中大力推广建筑业10项新技术,时时、处处体现科技创新。
在展览中心的承台、内环廊及通廊地下室及外环道路应用了混凝土裂缝防治技术;在16根内环柱内采用了自密实流动灌浆技术;混凝土结构内所有直径16mm的螺纹钢筋均采取了大直径钢筋直螺纹套筒连接技术;在屋面管桁架、设备平台及空调机房钢结构详图设计中进行了深化设计;在屋面管桁架内环环向联系杆中应用了厚钢板焊接技术;在6,9m平台楼层板采用了钢与混凝土组合结构技术;在空调风管中应用了金属矩形风管薄钢板法兰连接技术;在冷却系统、冷冻系统中采用了大管道闭式循环冲洗技术;在能源中心、服务中心砌筑应用了预拌砂浆技术和工业废渣及(空心)砌块技术;在地下部分墙体及顶板中采取了聚乙烯丙纶防水卷材与非固化防水粘结复合防水施工技术;在设备平台、地坪中应用了聚氨酯防水涂料施工技术;在大空间双曲管桁架施工中应用了结构安全性检测(控)技术和虚拟仿真施工技术;在现场全过程施工中采用了高精度自动测量控制技术。
新技术的采用,涵盖施工全过程、各方面,且累积应用数量多。如高性能混凝土技术,达5万多m3;钢筋套筒现场应用量达20万个;钢结构现场应用量达3.2万多t;机电安装工程空调风管现场应用量达2.4万m2;绿色施工技术采用涉及砌筑现场应用量达400多m3;防水技术采用涉及墙体及顶板现场应用量达4万m2;抗震加固与检测技术涉及钢结构安装现场应用量达1万t;信息化应用技术涉及大空间双曲桁架施工现场应用量达1万t。通过一系列集群化新技术运用,有力推动了绿色施工,实现了节能环保。
 
自流平地坪现场效果
 
提升——达到全面效果
 
科技创新,其最终是为了创效,这包括经济效益和社会效益,包括出科技成果,出质量精品。
科技创新有成效。中国(太原)煤炭交易中心展览中心项目采用建筑新技术,实现了经济效益和社会效益的“双丰收”。新技术的应用减少了设备、设施、机具和人员的投入,提高了工作效率,节省了材料、劳动力和管理成本,为施工单位、建设单位节省费用达476万元。其中大直径钢筋直螺纹套筒连接技术实现经济效益达129.5万元,钢与混凝土组合结构技术经济效益32.3万元,大跨度双向弧线管桁架网壳结构施工技术实现经济效益308万元。科技创新为企业树立了良好形象,赢得业主、建设单位肯定。在提高企业整体施工水平,积累宝贵施工经验,提升公司品牌效应的同时,也大大提升了企业市场竞争力。
新技术不仅应用在现场,在生产实践中不断创新成果,形成了专利、工法、获奖等各方面的优势。在中国(太原)煤炭交易中心展览中心工程中,上海宝冶应用了“建筑业10项新技术”中的8大项、15个子项,组织开展技术攻关创新项目7项,其中突出项目4项,形成一项企业级工法《钢管及型钢自动化冷弯工法》;申请专利8项,其中获得授权专利7项;《改进大面积、超厚度土方回填技术》获得中国建筑业协会QC成果二等奖;该工程获得2010年度中国钢结构金奖。同时,新技术的大量应用,科技创新的不断深入,确保了工程质量的整体提高,在创建精品工程的同时强化了项目管理,该工程项目在山西省组织的每月“山西省十大重点工程综合评比”中均列第一名,各项重大节点完成率100%,质量合格率100%,重大安全责任事故率0%。
在展览中心落成后召开的中部六省投资贸易洽谈博览会上,各地展方对展览中心赞不绝口,上海宝冶在短短2年时间内凭借自身实力、巧用技术创新高质量完成了气势恢宏的建设项目。
文/上海宝冶集团有限公司 郑建果
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