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精工鋼構創新技術擎起世界奇跡建筑

發布時間:2019-09-26

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大鵬一日同風起

扶搖直上九萬里

被譽為“新世界七大奇跡”之首的

北京大興國際機場正式投入運營

今天“鳳凰”,正式“展翅高飛”

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首個復雜空間鋼結構工程

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  8根造型獨特的C型柱,支撐面積達18萬平米的復雜曲面空間網格鋼屋蓋,最大跨度達180米,起伏高差近30米,需要7萬多根各自相異的結構桿件,超大單體空間內部充滿高低不同的混凝土結構樓層,這個世界規模最大、施工難度最高的復雜空間鋼結構工程,需要怎樣的先進精湛施工技術呢?

  精工鋼構作為該項目鋼結構部分的承建單位,在工程實施中應用了多項創新施工技術。

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  1.分區安裝、分區卸載、變形協調、總體合龍

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  北京大興國際機場鋼屋蓋面積大、跨度大、曲面造型復雜、下部混凝土樓層干擾多,屋蓋施工計劃工期僅3個月,施工難度非常大。

  項目技術團隊通過對“整體先合龍后卸載”,“分區施工、保留各區周邊支撐、總體合龍后再卸載”,“分區安裝、分區卸載、總體合龍”三種施工思路的安全性、經濟性、工期可行性的論證、比較,最后確定采用“分區安裝、分區卸載、變形協調、總體合龍”施工思路。利用結構體系的特點,將18萬平米的超大屋蓋分為6大分區,每個分區獨立施工、單獨卸載,相互之間互不干擾。根據每個分區屋蓋的結構特點、下部土建樓層分布情況、結構外部場地條件情況,通過對多種施工方法對比分析,最終將屋蓋分為39個施工小塊,采用在結構樓面原位安裝、分塊提升、累積提升、大型履帶吊場外吊裝多種施工工藝結合,通過施工模擬設計、精度控制技術,實現了2千多米超長合龍線高精度對接和結構位形的精準控制,僅80天實現了屋蓋結構封頂。施工質量、安裝精度一次性通過驗收,獲得行業專家一致好評。

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  2.分塊累積提升施工技術

  在北京大興國際機場工程實施中,精工鋼構通過對自由曲面空間網格鋼結構的分塊累積提升施工技術研發與應用,利用25個自動控制的液壓提升器,通過3次累積提升實現了面積2萬平米、重量2196噸、高差21.5米的最大分塊屋蓋安裝施工,突破了提升結構落差高、安裝場地樓面錯層復雜的條件制約,保證了施工安全并提高了施工效率。

C2-1累積提升施工

  3.激光掃描逆成像數字化預拼裝技術

  8根采用彎扭造型的C型柱是18萬平米鋼屋蓋的主要支撐結構,所以對C型柱加工精度、質量要求非常高,設計院對C型柱也提出了預拼裝要求。

  精工鋼構應用自主研發的激光掃描逆成像數字化預拼裝技術,利用高精度(高達0.085mm)的工業級三維激光掃描儀,對實際鋼構件進行非接觸式的高精度三維數據掃描采集,在虛擬環境下仿真模擬實際預拼裝過程,通過掃描模型與理論模型擬合對比分析,實現結構單元整體的數字預拼裝,最終構件加工精度可控制在0.5mm。通過該技術應用,完成北京機場1032件鋼構件的尺寸檢驗及預拼裝工作,與傳統實體預拼裝工藝相比,節約拼裝工期70%,節約拼裝成本80%。

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  4.高強鋼機器人自動焊接技術 焊接應力及變形控制技術

  與北京石油化工學院合作開發的焊接機器人,采用焊接電流反饋電弧跟蹤原理,成功實現了Q460級高強鋼、60mm厚鋼板機器人全自動、多方位焊接,焊縫一次檢驗合格率達到100%。

  精工鋼構應用超大面積自由曲面鋼屋蓋焊接應力及變形控制技術,通過對屋蓋結構合理地分區,采用“統一對稱、分塊進行;自內而外、隔塊焊接;單桿雙焊、雙桿單焊”的焊接方法,較好地實現了鋼結構焊接變形以及焊接殘余應力的控制,保證了鋼結構的焊接質量。

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  5.“精筑BIM+項目數字化協同平臺”技術

  精工鋼構應用公司自主研發的“精筑BIM+項目數字化協同平臺”,通過移動化信息互聯,實現BIM模型與工程進度的互動,確保項目相關方實時掌握工程進度,實現現場可視化要貨、工廠精準配套排產、配套發貨、項目進度實時檢測與共享、進度環節實時預警等科技功能。同時,極大提高工作效率,減少資源浪費,有效控制工程施工周期。通過“精筑BIM+項目數字化協同平臺”的應用,實現了北京大興國際機場工程多個加工基地、6大施工區39個施工小塊、多個施工隊伍、七萬余根鋼構件的項目建造的全生命周期動態管理。

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  北京大興國際機場航站樓是精工鋼構繼順利實施“鳥巢”、首都國際機場T3航站樓后,在北京承接的又一重大工程。精工人的“精益求精”和“敢人為先”的精神,確保了北京大興國際機場項目高效率、高標準、高質量地實施,再次展示了精工人的實力和形象!


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