科技日报记者 王祝华 通讯员 刘伟 肖明葵
7月17日，记者从中交四航局了解到，由该局承建的海南自贸港海口新海枢纽项目（以下简称新海枢纽项目）主体结构已完成。从空中俯瞰，已具雏形的新海枢纽主体建筑伸开两翼，犹如一只巨大的“鲲鹏”欲展翅高飞。
新海枢纽项目于2020年10月1日开工建设，预计2022年底竣工，项目建成后或将成为全国规模最大港口客滚综合枢纽。记者了解到，围绕建设标杆工程的总目标，从设计、施工到管理，项目团队采用多项新技术、新工艺，打造具有特色的人文、科技、绿色标杆工程。
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新海枢纽项目主体完成。钟建佳 摄
6个足球场大的钢屋架如何精准吊装？
新海枢纽项目钢结构网架采用“正交斜放空间网格结构+桁架结构”，网架结构采用焊接球节点，桁架结构采用圆管相贯节点。
“项目总投影面积约4.4万平方米，相当于6个足球场，整个网桁架由近4万个复杂的杆、球构件组成。在枢纽屋面网桁架提升过程中，单片网桁架最大面积8000平方米，提升网桁架最大重量达650吨，相当于400多辆小汽车重量，提升最高点达42.7米。”中交四航局新海枢纽项目副总工程师王志华向记者介绍。
项目建设团队采用“原地低空散拼+分区整体提升”的方法，把整个网桁架分成15个片区，这样不仅减少高空作业风险，而且有效提高施工效率，确保工程质量。同时，为提高每个球节点的定位精度，项目部结合BIM模型及坐标系统，利用软件模拟屋架低空散拼状态，生成胎架平面坐标及高度参数，现场根据以上参数精准定位胎架，让每个球节点的空间位置满足设计、规范要求。
由于钢屋架结构复杂、构件种类繁多，多是曲面形状，对拼装精度要求高。“为实现安全高效安装，项目部一方面调整主体结构施工顺序，一方面将原来4个大的屋面分区细化为15个小分区，有效解决因屋面高差造成的胎架搭设困难的问题。”中交四航局新海枢纽项目指挥长杨文杰介绍。
通过这一举措，成功降低了胎架高度，既提高了施工效率，又提高了安全系数。每一次的网桁架提升前，都要用专业钢结构分析软件进行3D建模验算，模拟全过程施工以确保无结构安全问题，网桁架在首次提升至胎架100毫米以上时，必须经过24小时的悬停，确定安全无误后才能继续后续的提升安装。
BIM三维建模。张衡 摄
4万件钢构件和百万米管线如何“智慧管理”？
新海枢纽项目工程体量庞大，综合性强，所涉专业面繁多，仅项目钢屋架就有复杂的杆、球构件4万余件，每一根杆件的高度、倾斜度与焊接球的相对位置都不一样，而且还是高空作业。中交四航局新海枢纽项目部BIM技术组长陈鸣钟带领团队运用BIM技术对网桁架进行全面建模，提取出各节点精准坐标，以指导现场拼装，确保满足施工精度要求。
新海枢纽项目管线密集，各类空调管、风管、水管、桥架等总长度达到15万米，电缆总长120万米可绕海南岛一圈。各种管线之间重叠交错，施工难度极大。
“通过BIM立体建模的形式，调整了全项目管线安装细节，并在保证管道功能达标的基础上，压缩管线高度和布设排列顺序，让100多万米管线整齐列队，提高了枢纽美观度。”中交四航局新海枢纽项目副经理郑晋辉说，若没有提前采用BIM技术进行管道优化排布、虚拟建造预演，很多问题只有等到设备进场时才现场解决，将严重延误进度。
中交四航局还将BIM技术应用于项目施工生产全过程管理。从项目的前期准备、深化设计开始，通过BIM技术把施工全过程信息录入BIM管理平台，以追溯到每一处构件的历史信息，便于后续发现问题及时整改。质检员也可以借此平台实时上传发现的质量隐患，以利现场及时整改。中交四航局新海枢纽项目结合工程实际，已申报三项BIM技术实用新型专利，技术成果获得了海南省BIM技术大赛一等奖。
新海枢纽项目玻璃幕墙安装。成青 摄
连续曲线大型玻璃幕墙如何实现安全构造设计？
新海枢纽项目的玻璃幕墙安装高度为45米，弧线总长约1417米，总面积为21529平方米，其中一侧为连续曲线构造，要求玻璃尺寸不一，对玻璃定制和安装精度控制要求极高。项目采用BIM技术对幕墙建立1:1的三维模型，并结合土建及钢构BIM建模，获取幕墙梁柱三维坐标。根据坐标信息，采用全站仪精确放样，安装时使用全站仪进行监控，严格控制每个构件的空间位置，提升幕墙梁柱安装精度，给后续幕墙玻璃安装留下充足作业面。
海南岛位于我国东南沿海地震带，为有效提高新海枢纽项目主体结构的抗震等级，主体立柱采用了劲性型钢立柱+现浇钢筋混凝土结构。面对劲性型钢立柱的梁柱节点复杂，型钢安装及柱筋预埋绑扎精度要求高的挑战，项目部在开工前就对较为复杂的梁柱节点进行优化设计，利用BIM技术对每个复杂的节点构造进行了三维模拟深化，把每根钢筋、每个构件的尺寸位置合理排布，施工过程严格按布置要求进行验收，有效保证了结构的施工质量。
记者还了解到，新海枢纽项目建设包含综合交通枢纽、停车楼、附属建筑、地下建筑、高架桥及匝道工程等。高峰时期，项目土建、钢屋面吊装、机电安装、暖通工程等多个内容同步施工，交叉作业面多，高空吊装作业范围广。结合工程实际，项目设计安装了8台塔吊，交错覆盖了整个施工区域。但是8台塔吊同时作业，相邻的两台塔吊吊臂的作业半径存在交叉。
“为了避免发生塔吊碰撞，我们专门为塔群增设了群塔防碰撞功能。”项目安全总监何宁透露。群塔防碰撞功能的运用，有效降低了群塔同区域作业的风险，保证了塔群各行其道。同时为了消除高位塔吊的钢丝绳与低位塔吊吊臂间存在的碰撞风险，项目部又依托BIM技术精准的算法定位，在塔吊吊臂上安装了定位系统传感器，实现两台塔吊间互相感应，随时发出警报。
关键词： 新技术新工艺
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