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2018年06月20日  星期三

全球最大天文馆2000吨大悬挑结构卸载顺利完工

时间:2018年06月13日        来源:建筑新网         作者:胡婧琛

随着桁架间补缺杆安装及焊接工作的完成,上海天文馆(上海科技馆分馆)用钢量达2000多吨的大悬挑结构在6月12日中午进行整体卸载施工,这标志着上海天文馆所有主体钢结构工程顺利收尾,主体结构的施工取得了阶段性胜利。

上海天文馆的建筑构造极其复杂,其中大悬挑结构更是极为罕见,它是由二层双向桁架结构组成,跨度约61米、属目前全国最大,平面悬挑最大约有36米,其两侧与钢骨剪力墙结构体系相连,外侧为单排四层桁架立柱和外弧桁架结构,内侧与相邻结构的混凝土梁、柱通过预埋件相连,钢骨剪力墙核心筒作为整个结构的支承结构,支托起了整个大约2000吨左右的主体钢结构。

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此大悬挑因跨度大,结构体系复杂,形状特殊,给施工带来了很大的难度,整个施工极具挑战性——

首先,大悬挑区域全部采用的管桁架结构,且有很大一部分构件为双曲面异形管桁架结构,例如内弧桁架、外弧桁架、中间圆洞天窗等,不论是加工制作还是安装均难度巨大。

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其次,上层桁架为双斜桁架(两个方向倾斜),整个大悬挑的跨度十分大,达到了约61米,悬挑水平距离约36米,桁架下除根部有3根加强柱外大部分区域处于无支撑体系,仅仅靠两个钢骨核心筒进行拉结。在现场安装时,所有控制点位均为空间点位,给安装带来了极大难度。

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再次,圆形天窗洞口(类似沙漏形状)处在大悬挑最靠中间外围区域,通过中间洞口把上下层桁架进行了拉结,天窗洞口最大直径达到了约31米,双曲面异形的造型在加工时需要进行预拼装处理,然后再由现场进行组装拼装,最后进行分段后整体吊装空中定位。

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最后,在完成了上、下两层的桁架后还有在双层桁架外围的外挑弧形桁架,其最大的悬挑也有约16米,上下口分别与两层桁架的外弧桁架进行连接。

上海天文馆项目由上海建工七建集团承建,上海建工机施集团参建。上海建工以其强大实力,加强对重大工程的领导,集团领导亲自挂帅,靠前指挥,集中专业力量攻关,抽点精锐队伍会战,精心制定施工方案,优化工艺工法,高质量高水平完成关键部位节点任务。由于本工程造型极为复杂,施工单位充分利用BIM技术,通过分析整个结构体系和对建筑模型的深入研究,合理有效的布置支撑体系。施工前针对大跨度构件的特点和在施工时所产生的结构内力变化的计算,找到最佳的构件分段点,同时要兼顾考虑施工中的变形量。在构件安装过程中还要对每个构件分段点的三维空间坐标进行了全程跟踪放样,确保安装的施工精度。考虑到大悬挑构件中有相当一部分的构件均是双曲面结构,钢构件在工厂制作成型后需要进行预拼装和现场的二次组装拼装来调整安装误差,从而确保整个工程的质量。通过了施工人员4个多月的共同努力,过程中克服了重重困难,保质保量、安全地完成了整个大悬挑结构的安装任务。

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在上海天文馆工地现场,可以看到建筑体以弧线始发,一系列的轨道一样的螺旋带状物围绕着整个建筑,并在博物馆的顶部达到高潮。螺旋上升的带唤起一种动态感,从地面升起,旋转入空中。受一个三体轨道的复杂路径影响,带状表皮与曲线轨迹完美结合,建筑内三个“天体”的引力对曲线轨迹产生影响:圆洞天窗、倒转穹顶和球体。每个主要元素作为一个天文仪器,跟踪太阳、月亮和星星,并提醒我们时间概念起源于遥远的天体。该建筑的外观、功能流线进一步结合轨道运动,令参观者穿过展厅,体验三个中心天体。该设计提出三个中心的建筑构思,这三个天体组织项目的功能布局,游客能够连续环绕着它们进行参观,通过这种方式深入了解天文学。三个天体相互之间处于动态轨道关系之中,同时它们作为天文仪器反映太阳、月球和季节变迁。

上海天文馆位于浦东新区临港大道与环湖北三路口,距离轨道交通16号线滴水湖站约700米。它的建设工程总用地面积58602平方米,建筑面积38164平方米,其中地上建筑面积25762平方米,地下建筑面积12402平方米,包括1幢主体建筑,以及青少年观测基地、大众天文台魔力太阳塔等附属建筑,建成后将成为全球建筑面积最大的天文馆。

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