当前头条:海南这一枢纽工程不简单:建设采用多项新技术新工艺

时间:2022-07-17 21:57:00       来源:科技日报

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。


(资料图片)

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