钢结构工艺
11月28日,2022-2023年度第二批中国建设工程鲁班奖(国家优质工程)名单正式公布,五冶钢构承建的天府艺术公园、四川永祥光伏硅材料制造技改项目、凤凰山体育中心三个项目荣获鲁班奖。
凤凰山体育中心(足球场及体育馆)位于四川省成都市,是第31届世界大学生运动会的重要比赛场地,大运会期间见证了中国女篮夺得世界冠军。截止2023年10月27日,凤凰山体育中心已承办比赛、表演近400场,人流量超过1000万人次。
2023年11月,该项目荣获2022-2023年度第二批中国建筑工程鲁班奖(国家优质工程),荣耀背后是五冶钢构作为建设参与者对品质极致卓越的追求,是“国内一流、行业领先”的傲人实力。
数字化设计:绘制地标建筑“3D地图”
凤凰山体育中心位于四川省成都市金牛区北星大道,由一座6万座专业足球场、一座1.8万座综合体育馆、配套绿地及商业用房组成,总建筑面积约45.6万平方米,总用钢量23840吨。
五冶钢结构凤凰山体育中心项目钢结构负责人李国明介绍,该项目首创大开口索穹顶结构,是国内单层最大面积ETFE曲面膜结构。“鲁班奖是行业最高荣誉,也是每一位建筑师的共同追求。”李国明说,从项目团队进场那一刻起,夺得鲁班奖的目标就已经在他心中萌芽。
经过反复推敲设计图,李国明发现,足球场索穹顶结构和综合体育馆双层曲线网架总重量高达惊人的9680吨,均需采用交叉刚度钢柱作为主要承重结构,刚度钢结构也需随主体结构一同施工,难度极大。“焊缝必须全焊透,任何一个焊点、一个焊缝都不能马虎。”
严格保证项目完成的前提是图纸的精确和详细的深化。
时间紧迫,任务重。在五冶钢结构工程技术中心,深化设计团队立即绷紧神经钢结构安装攀登作业,拿出“数字化设计”王牌,利用Tekla软件进行预建模,建立整体模型,深化钢结构节点、部件、施工工序,并对从深化图纸中分解拆出的构件进行初步的计算机模拟装配,成功实现了三维制造信息与三维设计信息的高度融合,为这座标志性建筑的“突破”绘制了精准的“三维地图”。
同时,详细设计团队意识到,计算机模拟只能模拟理想状态下产品的装配,但实际装配过程中的点偏差无法有效估计,永远无法完全替代实物。因此,在模拟装配无误后,团队立即决定采取放置实物样品的方式进行二次验证。最终,经过反复的测试和修正,详细设计团队将项目可能出现的困难一一攻克。经过这样一系列小心谨慎的实验,终于轮到工人们将详细设计的成果变成即将拔地而起的城市地标。
数字化装置:智能黑科技攻克难关
进场后,焊接难度大、垂直定位焊难度大、上下拼接易错位……一个又一个“难关”出现在五冶钢构团队面前,他们知道,这些困难都是合同履行过程中必须翻越的大山。
而此时,五冶钢构丰富的场馆建设经验,为解决项目难题提供了“双保险”。
第一道保险,就是利用智能化“黑科技”提升施工质量和工作效率。项目组利用BIM技术对钢结构进行优化深化钢结构节点,合理安排构件加工顺序,在施工前提前在电脑上模拟吊装顺序,减少返工。通过BIM钢结构模型,施工人员不仅能看到直观的建筑结构,还能对各个构件进行排序编辑、模拟各个节点,大大提高了工作效率。同时,项目组采用“定位钢板”施工方式,上部钢柱对接采用X\Y定位测量装置,在钢柱接头焊接位置用钢筋对钢柱上下构件进行固定稳定,保证上下轴线对中,有效解决了单个构件施工时定位困难、定位过程中容易偏移的问题,保证了钢柱的精准定位。
第二层保险是确保安全。“我们拿出1:1的电脑模型,多次听取一线工人的意见,讨论四项安全措施,最终确定了最合适的安全措施,为高空钢结构安装提供了安全高效的施工面,提高了钢结构安装精度。”李国明说。
在“智慧建造”理念引领下,项目团队接连取得重要里程碑,2019年4月,凤凰山体育中心钢结构项目第一节钢柱成功吊装,标志着项目进入主体安装阶段,2019年12月,钢结构顺利封顶。
数字化管理:为施工现场配备“最强大脑”
与项目组以往参与的综合性体育场、大型桥梁等场地宽阔的项目不同,凤凰山体育中心周边环境复杂,施工现场可用面积狭小,现场几乎没有材料周转空间,随着各工序的开展钢结构安装攀登作业,各工序的协同管理成为项目现场管理的重点。
面对不利的施工条件,五冶钢构明确“科技引领、智慧建造”的管理理念,坚持“管理制度标准化、过程管理标准化、细节节点标准化、施工工艺标准化、管理行为标准化”五位一体管理,并将云筑智联与质量管理体系相结合,实现现场管理实时监控。
项目团队坚持将BIM应用贯穿全过程,围绕“提质增效、降本减排”的设计管理理念,建立“以BIM技术为平台、以目标考核为手段”的全专业设计管控体系。将施工现场、设备设施三维模型与施工进度对接,建立施工现场4D进度模型,实现施工现场布局可视化、各类施工设备设施动态管理。同时在施工过程中巧妙运用“二维码+物联网”技术,使凤凰山体育中心钢构件从材料采购、加工运输到现场堆放吊装等环节形成点对点无缝对接,在保证构件质量可控可追溯的同时,简化施工流程,大大提高施工效率。
现场作业进入高峰期后,为在保证施工质量的同时加快工程进度,项目组成员认真分析相关因素,最终找到了一条可行思路:增加工作班次,安排工作队两班倒,增加作业时间;优化人员安排,让工人在钢梁前到达指定位置,减少时间损失,提高效率;管理人员转变工作作风,深入一线、亲临现场指挥,积极为班组服务,主动与总包方及各工作队协调,为班组争取更多的塔机使用时间……时间一点点压缩,五野工匠们在保证质量的同时,按下了施工进度的“加速键”。
钢结构安装完成后,凤凰山体育中心在蓝天白云的映衬下,显得典雅、大气,完美诠释了“盖碗茶”的设计理念。随着项目的竣工交付,这座天府之国的地标建筑也将更加魅力四射,进一步展现“盛事名城”的美好未来。