文 / 宋偉莎 劉時(shí)新 曹馨月
2018年1月16日是一個(gè)載入北京城建集團(tuán)史冊(cè)的日子:北京城建集團(tuán)以聯(lián)合體身份中標(biāo)冬奧會(huì)標(biāo)志性場(chǎng)館——國(guó)家速滑館PPP項(xiàng)目。北京城建集團(tuán)緊握機(jī)遇,成為全球首個(gè)既建造夏奧會(huì)主場(chǎng)館又建造冬奧會(huì)主場(chǎng)館的建筑工程總承包商。
2020年5月17日是一個(gè)讓國(guó)家速滑館項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)備受振奮的日子:工程以148.5分的年度最高分獲得中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)年度杰出工程大獎(jiǎng)。
對(duì)標(biāo)“鳥(niǎo)巢”,超越“鳥(niǎo)巢”。進(jìn)場(chǎng)第一天,“雙奧”總工李久林便為“冰絲帶”定下建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。在此后的800多個(gè)日日夜夜里,北京城建集團(tuán)工程總承包部項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以敢為人先的擔(dān)當(dāng)、只爭(zhēng)朝夕的實(shí)干、善于突破的智造,精心編織“冰絲帶”,續(xù)寫(xiě)奧運(yùn)建筑傳奇,奉獻(xiàn)一座見(jiàn)證中國(guó)發(fā)展、彰顯城建力量的時(shí)代豐碑。
2018年1月,國(guó)家速滑館公司副總經(jīng)理、總工程師、北京城建集團(tuán)副總工程師李久林面對(duì)質(zhì)疑,大膽提出在國(guó)家速滑館(以下簡(jiǎn)稱速滑館)索網(wǎng)施工中應(yīng)用國(guó)產(chǎn)高釩密閉索的主張?!吧a(chǎn)高釩密閉索在國(guó)內(nèi)有技術(shù)儲(chǔ)備,缺的是驗(yàn)證國(guó)產(chǎn)索可行性的載體,就看誰(shuí)肯邁出第一步。”在李久林看來(lái),生逢偉大時(shí)代,能夠建設(shè)偉大工程,就得扛起責(zé)任、擔(dān)起風(fēng)險(xiǎn),勇做第一個(gè)吃螃蟹的人!
他們?cè)趯?duì)國(guó)產(chǎn)高釩密閉索應(yīng)用歷史、技術(shù)能力等進(jìn)行摸底過(guò)程中發(fā)現(xiàn),隨著國(guó)內(nèi)加工高釩密閉索的漸進(jìn)發(fā)展,只要能做出索體外層的Z型鋼絲,就能突破高釩密閉索國(guó)產(chǎn)化的瓶頸了。
把準(zhǔn)痛點(diǎn),精準(zhǔn)出擊。優(yōu)化Z型鋼絲拉絲技術(shù)指標(biāo)、攻關(guān)拉絲模具……項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與河北巨力聯(lián)合開(kāi)展技術(shù)攻關(guān),僅用3個(gè)月便突破核心瓶頸,研制出第一根試制索。對(duì)試制索開(kāi)展彈性模量試驗(yàn)、靜載破斷試驗(yàn)、索夾滑移試驗(yàn)、Z型鋼絲特性相關(guān)試驗(yàn)等,還專門(mén)聘請(qǐng)獨(dú)立的第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)鋼索加工的每道工序進(jìn)行平行檢驗(yàn),驗(yàn)證了國(guó)產(chǎn)索的安全性和可靠性。
1. 安裝完成的玻璃幕墻
2. 鎖網(wǎng)屋面單元式金屬鋁板施工配重水桶
3. 屋面防水施工
為控制索體成型質(zhì)量,在進(jìn)行鋼索加工時(shí),項(xiàng)目部派專人駐廠,從原鋼來(lái)源,到Z型鋼絲拉絲全過(guò)程,到最終的索體成型等進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)督,最終總長(zhǎng)20450米的鋼索全部一次成型。從2018年10月21日第一車高釩密閉索運(yùn)入施工現(xiàn)場(chǎng),到2019年3月19日索網(wǎng)張拉完成,敢為人先的擔(dān)當(dāng)和嘗試使國(guó)產(chǎn)高釩密閉索在國(guó)內(nèi)大型場(chǎng)館中成功首次應(yīng)用,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)空白。
對(duì)標(biāo)“鳥(niǎo)巢”,創(chuàng)新的步伐不止于此。
2018年6月15日,當(dāng)首件預(yù)制弧形看臺(tái)板在構(gòu)件廠通過(guò)驗(yàn)收,看臺(tái)工程負(fù)責(zé)人蔡亞寧難掩內(nèi)心的激動(dòng)。得益于“鳥(niǎo)巢”看臺(tái)板經(jīng)驗(yàn)的積累,速滑館看臺(tái)板“青出于藍(lán)而勝于藍(lán)”:實(shí)現(xiàn)變直為曲,所有曲線之處都做成了弧形,與靈動(dòng)的“冰絲帶”極為貼切?!安粌H如此,速滑館1911塊看臺(tái)板全部為預(yù)制,還做了大量預(yù)留預(yù)埋,我們還把樁基施工時(shí)剔鑿下來(lái)的樁頭粉碎制成再生骨料,用作看臺(tái)板原料,實(shí)現(xiàn)在項(xiàng)目的閉環(huán)綠色應(yīng)用?!辈虂唽幷f(shuō),每塊看臺(tái)板安裝用時(shí)不超半小時(shí),整體誤差低于2毫米,國(guó)內(nèi)預(yù)制混凝土行業(yè)質(zhì)量再一次實(shí)現(xiàn)突破。
從2018年1月22日進(jìn)場(chǎng)開(kāi)始樁基施工,到2020年1月24日除夕亮燈迎新春,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)僅用24個(gè)月便先后實(shí)現(xiàn)“冰絲帶”的精耕細(xì)作、拔地而起、天幕編織和絲帶飛舞,創(chuàng)造出卓爾不群的冬奧速度。這背后是城建鐵軍只爭(zhēng)朝夕的晝夜奮戰(zhàn),更得益于基于平行施工的高效高精度建造。
國(guó)家速滑館總建筑面積9.7萬(wàn)平方米,要用2年時(shí)間完工,工程體量不大,但結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜:8500噸超大跨度鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架、全球跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)結(jié)構(gòu)、3360塊玻璃幕墻拼出自由流暢的天壇形曲面“外衣”、1080塊單元式屋面板與索網(wǎng)完美擬合、1.2萬(wàn)平方米的亞洲最大冰面……
“速滑館各施工環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣、施工精度要求極高,正常情況下得在土建結(jié)構(gòu)完工后進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架施工,環(huán)桁架拼裝完、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)實(shí)量后,才進(jìn)行索的加工和施工,但若這樣按部就班地施工,工期得增加6個(gè)月,時(shí)間不允許?!表?xiàng)目經(jīng)理張怡說(shuō),在進(jìn)行地上土建結(jié)構(gòu)施工的同時(shí),開(kāi)展鋼結(jié)構(gòu)、索結(jié)構(gòu)的材料加工和正式施工,這種土建、鋼、索結(jié)構(gòu)平行施工的方式是與時(shí)間賽跑的“制勝法寶”。
基于平行施工思路,項(xiàng)目部將BIM技術(shù)、仿真分析與裝配式相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼、索等的工廠加工、現(xiàn)場(chǎng)組裝,在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)與造汽車一樣造場(chǎng)館的智慧建造,以“南北兩側(cè)原位吊裝、東西兩側(cè)整體滑移”方式讓8500噸鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架快速就位,以“地面編網(wǎng)、整體提升、整體張拉”方式把158根鋼索精準(zhǔn)織成“天幕”。
基于BIM模型,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架在不同焊接溫度、自重、滑移、卸載等因素下變形量進(jìn)行仿真分析,計(jì)算出變形值,在加工和施工時(shí)彌補(bǔ)變形,確保施工達(dá)到設(shè)計(jì)精度;對(duì)索網(wǎng)結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行全過(guò)程仿真分析,確定每個(gè)關(guān)鍵施工步驟對(duì)應(yīng)的索力、球鉸支座滑動(dòng)軌跡、變形等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)理論值,為索的加工和施工監(jiān)測(cè)提供依據(jù)……地下結(jié)構(gòu)施工期間,4個(gè)月的時(shí)間里,BIM建模、仿真計(jì)算分析、方案論證成為技術(shù)團(tuán)隊(duì)的“主旋律”,鋼結(jié)構(gòu)、索結(jié)構(gòu)技術(shù)難點(diǎn)逐個(gè)攻破、施工方案逐步確定。
1. 施工人員安裝直立鎖邊金屬屋面板T型碼
2. 工人進(jìn)行球鉸支座焊接,鎖定鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架
然而,對(duì)于提前開(kāi)始索的加工,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)仍有顧慮:萬(wàn)一加工出的鋼索長(zhǎng)度與實(shí)際需要不符、有誤差怎么辦?
在一次次方案論證中,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)和廠家聯(lián)合研發(fā)出一種索長(zhǎng)誤差消納機(jī)制:在每根索的兩端安裝像套筒一樣的調(diào)節(jié)螺桿,每端都可通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)螺桿對(duì)索長(zhǎng)進(jìn)行10公分的微調(diào),以此消除實(shí)測(cè)實(shí)量后存在的索長(zhǎng)誤差。
2018年7月到11月,如果能在30多米的高空俯瞰2萬(wàn)平方米的施工現(xiàn)場(chǎng),以橢圓形的混凝土框架為空間分界線,場(chǎng)內(nèi)、場(chǎng)外平行施工拼出的速度一目了然:
地上混凝土框架晝夜搶工時(shí),場(chǎng)外東西車庫(kù)頂板上鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架拼裝及滑移胎架搭設(shè)井然有序、場(chǎng)內(nèi)預(yù)制看臺(tái)板吊裝見(jiàn)縫插針;地上混凝土結(jié)構(gòu)全部完工時(shí),場(chǎng)外東西兩側(cè)環(huán)桁架拼裝完成即將開(kāi)始滑移、場(chǎng)內(nèi)預(yù)制看臺(tái)板吊裝接近尾聲;場(chǎng)外環(huán)桁架滑移過(guò)半時(shí),框架上南北兩側(cè)環(huán)桁架吊裝過(guò)半,場(chǎng)內(nèi)開(kāi)始地面編索;環(huán)桁架成功合龍對(duì)接成橢圓形整體時(shí),地面編索完成,即將開(kāi)始索網(wǎng)提升張拉……
場(chǎng)內(nèi)場(chǎng)外平行施工、時(shí)間空間無(wú)縫銜接,整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)如同一個(gè)區(qū)域分工明確的總裝廠,僅用4個(gè)月就完成原本按照順序施工需10個(gè)月的工程量。
2018年11月16日,兩段長(zhǎng)181.9米、寬40.5米的環(huán)桁架如同“巨龍”盤(pán)踞在東西車庫(kù)頂板,即將與已原位拼裝成形的南北兩側(cè)環(huán)桁架“會(huì)師”。
上午9時(shí),天公作美,天朗氣清。16個(gè)液壓千斤頂如同液壓機(jī)器人同時(shí)發(fā)力,推動(dòng)西側(cè)環(huán)桁架以每秒0.5毫米的速度向前滑移。龐然大物的動(dòng)作可謂“驚天動(dòng)地”,初見(jiàn)這種陣勢(shì)的人都捏著一把汗。而原項(xiàng)目生產(chǎn)副經(jīng)理、曾參與“鳥(niǎo)巢”鋼結(jié)構(gòu)施工的高樹(shù)棟卻成竹在胸。
此前,項(xiàng)目部已對(duì)環(huán)桁架、滑移胎架、滑移軌道、軌道支撐架等滑移方案進(jìn)行嚴(yán)密的模擬仿真計(jì)算。平行施工思路下,東西兩側(cè)各2750噸重的環(huán)桁架將分別分兩段滑移到位。
“第一段是低空軌道滑移,由胎架拖著環(huán)桁架在位于地面的軌道上滑移,東西兩側(cè)各滑移18米和58米;第二段是高空軌道滑移,胎架留在主體結(jié)構(gòu)外,環(huán)桁架在高空軌道單獨(dú)滑移到主體結(jié)構(gòu)上,東西兩側(cè)各滑移29米。”高樹(shù)棟說(shuō)這是國(guó)內(nèi)首次以高低空接力方式進(jìn)行的一次滑移,這種方式既能規(guī)避在東西車庫(kù)頂板大量安裝高空胎架承載力不夠的難題,又能節(jié)省支撐材料的用量。
環(huán)桁架平滑移動(dòng)、在高低空軌道順暢過(guò)渡、平穩(wěn)落位后精準(zhǔn)合龍,是高樹(shù)棟關(guān)注的重中之重。“同步性是整個(gè)滑移的核心,既關(guān)乎滑移精度,也關(guān)乎滑移安全。”高樹(shù)棟說(shuō),為確保滑移同步性,項(xiàng)目部設(shè)立了雙保險(xiǎn):通過(guò)位移傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滑移進(jìn)度并進(jìn)行微調(diào);通過(guò)全站儀實(shí)時(shí)檢測(cè)各測(cè)點(diǎn)移動(dòng)數(shù)值,在每條軌道上每隔5公分標(biāo)記刻度線,每滑移一步進(jìn)行一次微調(diào),每滑移10米后暫?;疲萌緝x進(jìn)行一次全方位的校核和調(diào)整。
滑移期間,一撥人緊盯千斤頂數(shù)控中心,一撥人拿著全站儀、鋼卷尺在環(huán)桁架下測(cè)量,成為冬日里確保龐然大物前進(jìn)精度的最美身影。
采取沙箱卸載方式在8個(gè)點(diǎn)位同步卸載,確保環(huán)桁架平穩(wěn)均勻下降;在每個(gè)合龍口設(shè)置約10米長(zhǎng)的嵌補(bǔ)分段,在卸載完成后現(xiàn)場(chǎng)吊裝,為彌補(bǔ)誤差留出調(diào)節(jié)空間……7天滑移,7天卸載,2018年11月30日,當(dāng)最后一根桿件精準(zhǔn)就位,8500噸環(huán)桁架成功合龍,合龍口間隙不超過(guò)1公分,構(gòu)件錯(cuò)邊不超過(guò)2毫米,精度超乎項(xiàng)目部想象。
但這時(shí)的鋼結(jié)構(gòu)還不算完全意義上的施工完成:安裝在48根勁性柱頂部,連接勁性柱與環(huán)桁架的48個(gè)球鉸支座還未焊死,環(huán)桁架尚未鎖定形成固定形態(tài)。
“除長(zhǎng)軸方向4個(gè)球鉸支座有限位措施限定移動(dòng)范圍外,其他球鉸支座在水平方向是可以自由滑動(dòng)的?!痹?xiàng)目總工程師史自衛(wèi)說(shuō)這種巧妙的設(shè)置主要是考慮到索結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和勁性柱之間力的傳導(dǎo),為變形留出空間,避免索網(wǎng)和環(huán)桁架變形對(duì)勁性柱施加過(guò)大的力。
勁性柱幾乎是整個(gè)場(chǎng)館的支撐,托舉起環(huán)桁架以上所有重量。索結(jié)構(gòu)與環(huán)桁架、環(huán)桁架與勁性柱之間“牽一發(fā)而動(dòng)全身”,受力會(huì)從索網(wǎng)層層傳導(dǎo)至勁性柱。索網(wǎng)在張拉、荷載時(shí)會(huì)帶動(dòng)環(huán)桁架變形,若環(huán)桁架已鎖定,所有變形都會(huì)傳導(dǎo)至勁性柱,受力過(guò)大的勁性柱甚至可能被扯斷。
“這種層層傳導(dǎo)的受力體系決定不能立即焊死球鉸支座。”史自衛(wèi)說(shuō)這也決定球鉸支座鎖死的條件非??量蹋簹鉁卦?0~20攝氏度、屋面索和幕墻索張拉完成、索網(wǎng)荷載完成,三個(gè)條件缺一不可。
國(guó)家速滑館屋面支撐用柔性的索網(wǎng)代替純鋼結(jié)構(gòu),用鋼量只占傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)屋面的1/4,既節(jié)能又美觀。索網(wǎng)南北向最大跨度198米、有穩(wěn)定索30對(duì),東西向最大跨度124米、有承重索49對(duì),外加120根幕墻索,索體總長(zhǎng)20450米,是目前全球跨度最大、規(guī)模最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
3. 吊裝屋面最后一塊單元塊,國(guó)家速滑館工程實(shí)現(xiàn)封頂封圍
“這就為索網(wǎng)施工帶來(lái)極大挑戰(zhàn),為此我們采用‘地面編網(wǎng)、整體提升、整體張拉’的方式施工。”張怡說(shuō)這種方式在編網(wǎng)階段把高空作業(yè)變?yōu)榈涂兆鳂I(yè),創(chuàng)造了與鋼結(jié)構(gòu)平行施工的可能,也降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。
展索、編網(wǎng)、提升、張拉、荷載,處處有門(mén)道,步步得精心。地面編網(wǎng)精度決定著索網(wǎng)提升張拉的成敗,精準(zhǔn)把控索夾位置和擰緊力是確保編網(wǎng)精度的關(guān)鍵。
“索夾的作用是固定,每個(gè)索夾下層固定一對(duì)承重索、上層固定一對(duì)穩(wěn)定索,確保每根索在索網(wǎng)提升張拉過(guò)程中不會(huì)滑動(dòng)、受力均衡。1142個(gè)索夾以4米的間距分布,將158根索串聯(lián)固定形成一張巨大的索網(wǎng)?!备邩?shù)棟說(shuō)。
索網(wǎng)的空間馬鞍形態(tài)導(dǎo)致每個(gè)索夾都有一定的方向和傾斜度,這就要求每個(gè)索夾必須“對(duì)號(hào)入座”;并且但凡有一個(gè)索夾擰緊力與設(shè)計(jì)值不符,索網(wǎng)張拉時(shí)就會(huì)因受力不均產(chǎn)生變形甚至造成事故。
“在工廠下料時(shí),索夾的位置就要清晰地標(biāo)記到索上。”高樹(shù)棟說(shuō)他們通過(guò)仿真分析計(jì)算出每根索在達(dá)到設(shè)計(jì)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度和索力,加工廠在拉力機(jī)上將每根索拉到設(shè)計(jì)力值狀態(tài)后,標(biāo)記鎖夾位置、確定索長(zhǎng),隨后剪斷成索。
2018年12月30日,經(jīng)過(guò)45天的“穿針引線”,一張長(zhǎng)198米、寬124米的巨型大網(wǎng)在地面編織完成。此時(shí),鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架也已合龍。
對(duì)158根索連接耳板的坐標(biāo)、傾角等進(jìn)行實(shí)測(cè)實(shí)量,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算索長(zhǎng)偏差,根據(jù)偏差值調(diào)整索兩端調(diào)節(jié)螺桿將索調(diào)整到實(shí)際所需長(zhǎng)度;對(duì)304套液壓千斤頂逐個(gè)檢查……測(cè)量、計(jì)算、調(diào)差、檢查,技術(shù)準(zhǔn)備、安全措施有條不紊,索網(wǎng)將在液壓千斤頂?shù)摹袄А毕拢忍嵘髲埨?,緩緩與鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架“會(huì)師”。
根據(jù)項(xiàng)目部方案,在索網(wǎng)由松弛到繃緊的初張拉階段,張拉一步到位、不再分步;當(dāng)索網(wǎng)繃上勁后,開(kāi)始穩(wěn)定張拉,這時(shí)便按照3公分一步的方式進(jìn)行。30對(duì)穩(wěn)定索的穩(wěn)定張拉距離從6公分到37公分不等,快則兩三步張拉到位,最慢也只需8步。
張拉過(guò)程中確保每根索同步、均衡受力是確保索網(wǎng)安全的關(guān)鍵和難點(diǎn),可謂“步步驚心”。在索網(wǎng)施工微信群里,不論清晨還是深夜,項(xiàng)目、業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、分包人員對(duì)索力、距離、索網(wǎng)位形等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)“健康監(jiān)測(cè)”,將實(shí)際數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)反復(fù)比對(duì),每個(gè)數(shù)字都分毫不差后才進(jìn)行下一步張拉。
經(jīng)過(guò)2天的穩(wěn)步張拉,2019年3月19日上午10時(shí)索網(wǎng)張拉完成,整個(gè)索網(wǎng)變成壯觀穩(wěn)固的馬鞍形“天幕”,項(xiàng)目部獨(dú)創(chuàng)的張拉方法被評(píng)定為“達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。索網(wǎng)的成功張拉也填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大噸位、大面積、超大跨度單層正交索網(wǎng)同步張拉技術(shù)空白,為今后特大跨度索網(wǎng)施工提供了范例。
按照原定計(jì)劃,該焊死48個(gè)球鉸支座、鎖定環(huán)桁架,開(kāi)始屋面和幕墻施工了。然而,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在最初設(shè)定的氣溫10~20攝氏度、屋面索和幕墻索張拉完成的基礎(chǔ)上,又為鎖定環(huán)桁架增加了一個(gè)必備條件:索網(wǎng)屋面荷載完成。
索網(wǎng)張拉階段,環(huán)桁架在勁性柱上的水平移動(dòng)肉眼可見(jiàn)。索網(wǎng)上屋面板重達(dá)1000噸,若直接安裝屋面板,會(huì)導(dǎo)致索網(wǎng)變形、帶動(dòng)環(huán)桁架變形,最終將力傳導(dǎo)至勁性柱。如果在此之前把48個(gè)球鉸支座焊死,一旦環(huán)桁架變形過(guò)大,則可能把勁性柱扯斷。為避免可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),得在索網(wǎng)上模擬屋面荷載,隨著屋面板的安裝逐步置換、撤除配重,使索網(wǎng)始終保持在穩(wěn)定的受力狀態(tài)。
經(jīng)過(guò)反復(fù)論證,項(xiàng)目部決定以掛配重的方式進(jìn)行荷載,而水桶容易加減水量、更能經(jīng)受風(fēng)吹日曬的優(yōu)點(diǎn)使其成為配重首選。653個(gè)水桶從索網(wǎng)上垂吊而下,使現(xiàn)場(chǎng)有種“萬(wàn)條垂下鋼絲絳”的美感。
“索網(wǎng)施工非常完整,滿足設(shè)計(jì)要求,同意鎖定環(huán)桁架。”2019年4月26日,晴空萬(wàn)里,氣溫適宜,環(huán)桁架鎖定驗(yàn)收會(huì)讓項(xiàng)目部備受振奮。一聲令下,焊花飛舞。不到一天,48個(gè)球鉸支座焊接完成,鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架與勁性柱牢牢鎖定形成固定狀態(tài),與鋼、索緊密相連的屋面和幕墻可以開(kāi)始施工了!
為適應(yīng)柔性索網(wǎng)容易變形的特點(diǎn),設(shè)計(jì)方將最初設(shè)定的直立鎖邊金屬屋面調(diào)整為擬合索網(wǎng)網(wǎng)格形態(tài)的單元塊屋面,每個(gè)單元塊之間留有9公分縫隙,為適應(yīng)索網(wǎng)變形留出空間。
但這樣的調(diào)整為項(xiàng)目帶來(lái)棘手難題:防水材料在縫隙處是不能斷裂、必須整體鋪設(shè)的,單元塊屋面體系下屋面防水該怎么做?
反復(fù)試驗(yàn)、考量后,項(xiàng)目部把目標(biāo)瞄向了變形適應(yīng)性強(qiáng)的EPDM材質(zhì)防水材料,但EPDM材料行業(yè)應(yīng)用度低,到底能不能適應(yīng)索網(wǎng)變形?是用國(guó)產(chǎn)材料還是進(jìn)口材料?項(xiàng)目部沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可循。
從2018年12月到次年8月,“做實(shí)驗(yàn)”成為破解之道?!巴ㄟ^(guò)仿真計(jì)算,屋面9公分的縫隙最大變形是2公分,我們選取5公分寬、9公分長(zhǎng)的防水材料拉長(zhǎng)2公分,循環(huán)往復(fù)做了2萬(wàn)次來(lái)回拉伸實(shí)驗(yàn),觀察材料是塑性變形還是彈性變形。”史自衛(wèi)說(shuō),2萬(wàn)次拉伸試驗(yàn)驗(yàn)證了EPDM材料的可行性。
緊接著,項(xiàng)目部又選取3個(gè)廠家制作1∶1的實(shí)體樣板放到施工現(xiàn)場(chǎng),觀察其在經(jīng)歷風(fēng)吹日曬后的性能,經(jīng)過(guò)近2個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),最終確定了防水體系和做法,為屋面防水的“滴水不漏”奠定基礎(chǔ)。
項(xiàng)目BIM團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人蘇李淵說(shuō),索網(wǎng)張拉后每一個(gè)“方格”的空間形態(tài)都不一樣,使本應(yīng)呈1/4對(duì)稱的單元板塊尺寸、形態(tài)各異,而且1080塊屋面單元板中有540塊是帶天窗、帶天溝、同時(shí)帶天窗和天溝等的復(fù)雜造型,如果不通過(guò)BIM深化設(shè)計(jì)得出數(shù)據(jù),是無(wú)法進(jìn)行加工定制的。
“環(huán)繞場(chǎng)館盤(pán)旋的22條燈管就是我們所說(shuō)的‘冰絲帶’,這22條‘冰絲帶’就像運(yùn)動(dòng)員高速滑動(dòng)時(shí)留下的冰刀軌跡,也將呈現(xiàn)精彩的燈光秀,但燈管中的燈帶位置卻大有講究?!敝钢z帶樣板,張怡說(shuō)。2.5厘米寬的燈帶不是簡(jiǎn)單地放置在直徑4厘米的燈管空間內(nèi),而是專門(mén)安裝在兩片玻璃交合處一毫米的縫隙上,隨后不斷調(diào)試燈帶角度,使燈光恰好通過(guò)兩層玻璃間的彩釉層導(dǎo)出,最終呈現(xiàn)柔和的燈光效果。
對(duì)玻璃材質(zhì)反復(fù)比選,選用半鋼化玻璃降低玻璃自爆率;對(duì)玻璃幕墻與S型鋼龍骨連接點(diǎn)形式反復(fù)研討,在連接點(diǎn)設(shè)置上引入誤差消納機(jī)制,確保玻璃幕墻既穩(wěn)定精準(zhǔn)安裝在S型鋼龍骨上,又有適應(yīng)S型鋼龍骨變形的空間;利用全站儀、激光掃描儀對(duì)S型鋼龍骨、玻璃幕墻隨安隨驗(yàn)、反復(fù)微調(diào)……精益求精的追求,使3360塊形態(tài)各異的玻璃幕墻以小于5毫米的誤差,拼接出美輪美奐的天壇造型。
“我們不只是在建樓,更是在雕刻藝術(shù)品?!睘樽尅氨z帶”早日舞動(dòng)“雙奧”之城,“雙奧”建設(shè)者正不舍晝夜、匠心打磨。當(dāng)2022年北京重燃奧運(yùn)圣火時(shí),一屆精彩、非凡、卓越的奧運(yùn)盛會(huì)將在中華大地精彩上演。