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千个昼夜筑梦苍穹———上海建工七建集团上海天文馆工程建设纪实
城市导报2021-07-22 09:06:05

本报记者李慧华通讯员梁吉铭

  7月17日,全球最大的天文馆——上海天文馆(上海科技馆分馆)正式开馆。它首次将“专业级”观测设施建在科普场馆内,可以通过天文望远镜实际观测到太阳和众多星体。

  上海天文馆建筑面积约3.8万平方米,由圆洞天窗、球幕影院和倒穹顶三个圆形元素构成的“三体”结构,因异形、多曲面结构,给施工带来巨大挑战。上海建工七建集团的建设者们历时3年,攻克了“异形大悬挑”“球幕影院”“倒穹顶”三大技术难题。

  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。整个悬挑跨度有61米,平面悬挑最大38.65米, 相当于4个标准篮球场,重量超2000吨。如果一头成年非洲象的体重为4吨,则这只大悬挑比500头成年非洲象的体重都要重。这么大的跨度不仅是中国之最,就是在世界上也极其罕见。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的安装精度?如何将大悬挑安装在钢骨剪力墙核心筒上并安全卸载?

  项目团队充分运用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,并对各段连接节点及空间尺寸进行深化分析,在工厂对构件进行预加工、预拼装和编号,缩小构件间的安装偏差。在结构吊装过程中,首次采用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。

  一楼直径30米的悬空球幕影院,也是全馆的一大亮点。球体内部的钢环梁内置于混凝土梁内部,截面大,全曲面,给施工增加了极大难度。团队加密加固排架,在木模板上部放置支承架以便H型环梁在现场进行对接。根据现场布设的塔机性能参数,对球幕影院钢结构杆件进行单元件组合后再安装;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。

  顺着200多米的旋转步道上行,三楼的倒转穹顶,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作用,又能在夜间观星时起到再造地平线的作用。

  倒穹顶施工中最难的就是“三脚架”劲性混凝土柱,全高26.00米,向外倾斜19至60度。项目团队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劲性混凝土柱的密实度,同时运用BIM模型技术进行工况模拟,确保结构架体的稳定性和倒穹顶结构造型。

  千个昼夜,寻梦苍穹。上海建工七建集团在施工中综合运用数字建造技术,如采用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;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等,形成了一系列具有针对性的施工技术方案,让滴水湖畔的“蝴蝶酥”更加风姿绰约。


作者:李慧华 梁吉铭
选稿:孙翔
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