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“运河之舟”已初见雏形。记者常鸣/摄
北京城市副中心“市民文化休闲组团”南侧，六环路与大运河交叉点东南侧，“运河之舟”已经初见雏形。随着最后一根钢梁顺利安装到楼顶的预定位置上，由北投集团负责全过程代建的大运河博物馆提前4天实现主体钢结构封顶。
大运河博物馆又名“运河之舟”，集收藏保管、开放式展陈、科学研究、社会教育、文保修复等功能于一体，设计理念源于古运河图景中的船、帆、水三个元素，南侧形似巨帆，高高扬起；北侧形如船只，坚实厚重，描绘出一幅运河图景。
“由于建筑屋面造型形似风帆，为双曲屋面，钢结构构件加工和安装定位难度大，对钢结构变形控制要求高。”北京城建集团大运河博物馆项目总工彭志勇介绍，本项目采用BIM技术对钢结构构件进行三维建模，利用三维模型进行构件精确放样，所有构件都提前在车间制作完成。为了保证加工精度与效率，工厂采用了焊接机器人组拼构件，物料分拣则利用“5G＋UWB精准定位”技术，每位工人佩戴的安全帽、重点设备、叉车以及料筐都安装了一个定位标签，精度可到10厘米，能依据定位信息快速找到并进行制作。“钢构件运到现场后，只需要工人对各部件进行装配固定就行，简单来说就像积木的拼接，可降低高空作业风险且最大限度减少了材料损耗。”彭志勇说。
说来容易，实际操作起来却是个“精细活”。从结构看，大运河博物馆由“主楼”和“市民共享大厅”两栋建筑单体组成，总建筑面积9.97万平方米。其中，屋盖钢结构面积为3万余平方米，由钢桁架和钢排架组成，最大跨度为40米，单根钢梁最重为48吨，需要安装3000余件完全不同的异形钢构件，总用钢量近1万吨。“如此高大空间大跨度施工将面临诸多劲性结构交接、高精度拼装等施工技术难点。”彭志勇说，项目部采用了目前钢结构行业使用最为广泛的Tekla、Midas等大型结构分析软件，它可以在虚拟的三维空间中搭建出与实体结构1：1比例的模型，直观反映建筑的整体情况及构件之间的空间关系，快速精确显示每种规格的材料分别需要的数量，进行结构优化，降低安装风险。同时结合BIM对安装过程中的几个重要阶段进行模拟分析，确保钢结构整体稳定可控，提高吊装施工效率与施工质量。
记者注意到，设计图上船帆呈现金黄色，由5个单元、20个钢排架组成，整体东高西低、北高南低，为双向弯曲的弧形。北半区设置了6根梭形支撑柱及6组人字梁，为屋盖北半区的主要承重主构件。据介绍，梭形柱的标高是随屋盖变化的，它与基础、屋盖均为铰接连接，最高58米，单根最重达54吨，为双向斜柱，倾斜角度在20至23度之间，且除基础支座节点与屋盖人字梁销轴节点外，无侧向支撑。“本项目单根梭形柱安装允许偏差为一千分之一且不大于2.5毫米，若安装垂直度超过范围，人字梁节点就无法安装就位。”彭志勇说，梭形柱及人字梁的吊装是工程施工的最大难点，经过反复研讨论证，项目部最终确定采用临时支撑分段吊装、塔吊与两台大型履带结合的吊装方案。同时在梭形柱下设置高低胎架支撑柱身，人字梁下设置单榀支撑胎架，所有胎架位置均经过模拟分析，选定在结构应力最小的位置，最终确保了吊装顺利、安装精准。
据悉，主体钢结构全面封顶后，大运河博物馆将进入幕墙和屋面封围封顶施工，按照计划，将于今年年底实现外立面亮相。
