中韩城市馆宽达90 米的超大跨度曲线拱门                              ■记者 刘偶/摄

        春北部新区,一座外观犹如蝴蝶的建筑吸引了路人的目光。11项国家实用新型专利、5项省部级工法、5篇学术论文……作为吉林省最新建设的现代化城市展览馆,中韩城市馆一系列建筑黑科技,不仅让当地新增一座地标性建筑,同时为东北高寒地区大型场馆建设提供了示范性思路。

        急中生智攻坚行业难题

        在总建设面积达13.5万平方米的中韩城市馆,制冷机房作为保证场馆正常运营的核心系统,其重要性堪比人的心脏。施工方中建二局三公司中韩城市馆项目经理苏立建告诉记者,这里的制冷机房,是他从业12年来,见到的安装面积最大、施工难度最高、安装构件最多的制冷机房。

        5台制冷机组、14台冷却循环泵、1000多米大管径线路、205个管道零部件、291个管道阀门、13856根螺栓、38吨支吊架,机电经理刘扬边打开施工图边介绍制冷机房总体情况:“当时甲方给我们的制冷机房安装时间只有15天,仅为常规建设时间的30%,同时建设标准还必须达到甚至超过‘鲁班奖’要求,所以常规做法根本无法实现。”

        “既然土建构件可以实现装配式,那我们制冷机房为什么不可以呢?”随后项目部有了新的想法。但机电管线安装作为一门综合学科,在管廊施工中,项目人员管线综合排布必须保证水、电、通讯、供暖等十几条乃至几十条管线都能和谐共处,因此仅靠一张二维平面设计图纸很难进行施工。“在实际施工时,管线位置、阀门朝向,哪怕是最简单的管线架子的固定位置,都必须依据实际情况进行设计,所以至今大部分建筑的机电管线施工都依然采用全现场操作,从而减少施工误差。”刘扬告诉记者。

        为了突破制冷机房无法进行装配式的行业难题,项目部开始了针对性技术研发。

        化零为整实现装配式

        “简而言之,我们整套方案就是化零为整,从而提高施工效率和精度。”刘扬口中的“化零为整”,就是大家常见的二维码加BIM综合排布技术。为提高制冷机房施工效率和施工精准度,项目部首先对现场重新进行了实测实量,将整个机房内的制冷管线、机组、循环泵利用BIM技术重新进行了综合排布。随后,项目部人员根据BIM排布生成的零部件尺寸,根据不同类型,将多种零部件加工成多个单元体。

        “制冷机房共涉及千余种零件,经过我们优化组合,最终组合成泵组、管段、异性段等共计241个单元体。像零部件最多的泵组单元一共涉及102个零件,在现场由于安装条件有限,工人通常需要组装72个小时,而现在我们全部转为工厂预制、现场拼装,工人大幅提升了作业效率。”刘扬说。整个中韩城市馆制冷机房项目人员仅用46小时就完成了全部施工,不但人员相比之前减少了50%,施工效率更提升了很多。

        同时,整体制冷机房的施工精度也较过去全现场施工有了大幅提升。刘扬说:“在制冷机房安装中,设备与管道对接是施工要求最高的,如果一旦有5毫米以上偏差,极易发生无法连接和渗漏情况。过去我们通常现场测量、焊接,基本可保证精度在5毫米左右,而现在通过工厂预制,加工成单元体,经过检测试验,目前我们的精度可达累积偏差不超过3毫米,分段偏差不超过1.5毫米,相比之前提升了40%。”

        一座拱门收获两项国家专利

        走近中韩城市馆,场馆门口宽达90米的超大跨度曲线拱门,让人在感受建筑艺术魅力的同时,也带给人满满的仪式感。苏立建告诉记者,可千万别小看眼前这座拱门,实际其施工难度,一个门就创造了两项国家级专利、一个省级工法以及一项国内先进技术水平成果。

        记者眼前这座白色拱门,宽90米,高19米,重270吨,与普通拱门相比,除了超长跨度外,其高达55度后仰姿态,只有在人走进门后,才能感受到这座拱门的特别之处。项目总工王忠鑫告诉记者,由于单根曲型主杆重达24.5吨,因此必须在地面提前分段卧拼对接,才能保证后续的精准吊装就位。“虽然在地面卧拼,但是因为整体弯曲误差控制到70毫米以下,对位余量也仅有20毫米,因此当时首先采用Takla、Midass、BIM5D等技术配合后方交汇测量法,确定拱门模型上每个主杆件节点处坐标,然后将施工流水划分为七个散拼段,在正式施工时,施工人员通过持续对每个主杆件标高、定位复测,直至与模型得出的数值相吻合时,才进行施焊。”王忠鑫说。

        同时,由于拱门仰角大,重心靠后,会造成装饰面结构骨架固定点拉伸,因此项目部特研发形成国内先进水平科技成果,保证了该拱形钢结构施工精度。