6月28日,由中建科工承建的三一全球科创中心项目迎来重大里程碑节点:两组四道巨型悬挑支撑结构与屋顶桁架三向合龙,标志着项目整体的结构施工完成。项目建成后,可容纳3000名研发人员,为研发、办公、生产提供充足的空间保障。
三一全球科创中心项目位于北京国际科技创新中心主平台——“三城一区”中的未来科学城,总建筑面积约11.18万平方米,建筑高度60米,整体采用“巨型支撑桁架与钢框架中心支撑”结构体系,用钢量约1.3万吨。由四组八道的巨型支撑与楼层梁、转换柱组成悬挑结构,倾斜角度为45°,悬挑长度为82.6米,通过底部和顶部的连接,形成了梯形结构、气势恢宏的架空空间。
“项目钢结构内部造型复杂,具有扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续、构件间断、局部不规则的特点,对巨型斜撑安装、连接的精度要求很高,施工难度极大。央视新台址的钢结构悬臂由中建科工承建,该项目的复杂悬挑结构与之类似。”三一全球科创中心项目总工介绍。为保障项目合龙,项目施工团队参考央视新台址相似结构及形式施工经验,充分运用中建科工钢结构施工关键核心技术,有力保障合龙完成。
项目结构立面呈现为不规则大悬挑,巨型斜撑为“日”字形、“目”字形和箱型截面,最大板厚为80毫米,每一个构件重达23.5吨。要将悬挑支撑与腹杆组成桁架,与楼层梁、斜柱紧密连接,并保证焊接严密、刚性达标,必须从深化设计阶段做到合理规划和提前策划。
项目团队联合设计单位,为复杂钢结构体系制定了详细的深化设计的具体方案,在“小细节”处展现“大文章”:依据塔吊布置和起吊性能,对巨型斜撑进行定制化分段、分节,有效控制构件重量,让起吊升空“更安全”;在钢构件上,合理设置过焊孔、焊接垫板,让高空焊接“更精准”;在钢构件制作中,将箱形梁、斜柱的悬臂段与巨型斜撑整体制作让现场安装“更高效”。
细微之处皆匠心,这些看似“简单”的设计,在最大限度上确保了钢构件节点设计正确、定位准确,让项目的施工效率提升了12%,也为结构合龙夯实了基础。
在钢构件生产方面,项目团队充分的发挥中建科工自主建设的钢结构制造基地优势,实现钢构件从前端设计到后端生产的全过程管控。
在构件制作的完整过程中,采用了中建科工自主研发的全自动切割机器人、牛腿焊接机器人、H型焊接机器人、箱型总成机器人等,有效实现了机器代人,使构件加工精度提升5%,制作效率提升12%。对比传统加工制作流程,降低劳动力投入约80%。
项目团队还运用了先进的物联网运输技术,为钢构件赋予独一无二的“身份证”。在现场安装时,安装人员不仅能借助构件编码确定安装的地方,还能够最终靠二维码与项目驾驶舱的精准匹配,实时溯源查询构件的设计、生产、运输、吊装及验收等过程,实现对构件质量的“追踪定位”。在项目施工现场,已实现了对6500余根钢构件的全过程动态追踪。
为应对巨型悬挑钢结构安装的技术难题,项目团队联合内外部专家进行多次分析论证,根据悬挑结构特点及所处位置,采用了三项关键技术,分别是:高倾角大悬挑巨型斜撑自平衡无支撑实施工程技术、复杂悬挑结构施工精度及变形监测技术、80毫米超厚板高强钢焊接技术。
高倾角大悬挑巨型斜撑自平衡无支撑实施工程技术,解决了传统施工方法需要搭设大量支撑胎架辅助安装、工程量巨大、工期冗长、实施工程的成本高昂的问题,可节省措施材料约40%。
据介绍,传统施工方法需要搭设大量支撑胎架辅助安装,不仅工程量巨大、工期冗长,而且实施工程的成本高昂。而自平衡无支撑建造技术通过在每个施工步骤前插入框架结构,逐层拉结巨型桁架达到受力平衡,可实现无支撑下的局部稳定。该施工方法成功取代了传统钢结构悬挑支撑胎架,可节约措施材料40%以上。
目前,三一全球科创中心项目整体的结构施工完成,二次结构工程按计划推进,屋面、精装工程已经全面展开,正向2025年6月建成投入到正常的使用中奋力冲刺。(图文:中建科工集团北京公司 赵梓棠)
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