【门窗幕墙网】2020年10月1日开工建设,2023年11月29日投入试运营,海口新海滚装码头客运综合枢纽站(以下简称“新海客运综合枢纽”)项目工程体量庞大,综合性强,仅项目钢结构屋面网桁架就有复杂的杆、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,不仅结构复杂,构件种类繁多,而且多是曲面形状,对拼装精度要求极高。除此之外,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,各种管线之间重叠交错,施工难度极大。
面对这样的挑战,建设者们是如何攻克难关的?该项目的参建单位中交第四航务工程局有限公司的建设者,揭秘他们施工中使用的一项“神技”。
6个足球场大的钢网架
利用BIM技术精确拼装
“新海客运综合枢纽钢结构网架采用‘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。”中交四航局海口新海客运综合枢纽项目副总工揭英强介绍。
该项目建设团队采用“原地低空散拼+分区整体提升”的施工方法,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。
在原地上散拼也不是一件轻松的工作,其中一个难点就是对精度的要求极高。为提高每个球节点的定位精度,该项目部使用的一项“神技”就是BIM(建筑信息模型)技术。
建设者们结合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。这个“数据化模型”如同三维的拼装指南,施工人员现场根据模型的参数精准定位胎架,让每个球节点的空间位置满足设计、规范要求。
“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。”揭英强说。
由于钢屋架结构复杂、构件种类繁多,多是曲面形状,对拼装精度要求一样很高。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。
如今在新海客运综合枢纽内,抬头就可以看到这个复杂的屋面网架,密密麻麻的杆、球构件,成为这屋面的独特装饰物,让人不得不钦佩建设者们的智慧。
提前采用BIM技术优化排布
提升安装进度提高建设进度
在新海客运综合枢纽里看不见的地方,其施工复杂程度也丝毫不逊色屋面网架。各种管线之间重叠交错,施工难度极大。
在施工过程中,BIM技术同样扮演着重要的角色。“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部的工作人员介绍,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。
此外,新海客运综合枢纽的玻璃幕墙安高度为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。
为了解决这一安装问题,该项目部继续采用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。根据建成的坐标信息,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。
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,该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。
施工过程录入BIM管理平台
可追溯每个构件的历史信息
揭英强介绍,BIM技术的推广与应用,让整个项目管理实现质的飞跃,结合工程实际,项目指挥部已申报3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。与此同时,从项目前期准备、深化设计开始,项目指挥部通过BIM技术把施工全过程信息录入BIM管理平台,可以追溯到每一处构件的历史信息,便于项目工程技术人员及时发现和整改问题。
新海客运综合枢纽
使用BIM
攻破多个施工难点
BIM技术:建筑信息模型,是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具。BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型,利用数字化技术,为模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。