施工技術 | 奮斗70年，輝煌建設路——大型公共建筑

cxag 2019-10-06

展開全文

奮斗70年，輝煌建設路

2019年是新中國成立70周年。70年披荊斬棘，70年風雨兼程。中國建筑業(yè)走過了不平凡的發(fā)展道路，取得了舉世矚目的輝煌成就。目前，我國建筑業(yè)建造能力和技術水平已步入世界先進行列，建造了大量高、大、精、尖的工程項目。這些大型、超大型項目的成功建設，反映了我國建筑業(yè)已經具有卓越的設計能力和施工建造能力，可以自豪地屹立于世界建筑強國之列。值此佳節(jié)，舉國同慶，施工技術特推出：“奮斗70年，輝煌建設路”專題報道，向偉大祖國獻禮，祝福祖國永遠長青！

下面小編介紹中國最大的大會堂——人民大會堂，劇院之最、世界最大穹頂——國家大劇院，世界跨度最大鋼結構建筑—“鳥巢”，全球獨一無二的地下奇特大工程——上海世茂深坑酒店建造背后的故事，彰顯我國大型公共建筑的飛速發(fā)展。

人民大會堂

人民大會堂1958年10月動工

1959年9月建成

從選址到敲定設計圖紙僅用50天時間

面積之龐大

功能之復雜

設備之眾多

體量之厚重

建造之神速

在世界建筑史上都屬奇跡！

在新中國剛剛建立、百廢待興、物資匱乏的年代

中國人憑什么能完成這樣的壯舉？

歷史能告訴我們的

總比我們想象中的還要多

......

中國人民創(chuàng)造的奇跡

人民大會堂坐西朝東，南北長336米，東西寬206米，高46.5米，占地面積15萬平方米，建筑面積17.18萬平方米。比故宮的全部建筑面積還要大。

“一萬人開會”之設想

1958年，毛澤東在北戴河的中央政治局擴大會議上決定，為慶祝新中國成立10周年，中央設想在北京建一批包括萬人大會堂在內的重大工程。

“七萬平方米”之僵局

北京市規(guī)劃局設定的大會堂建筑用地標準是：東西寬140米，南北長270米，建筑面積不能超過7萬平方米。

按這個標準算，做一個萬人大會堂，平攤到每個座位也不過7平方米的面積，尚不及首都劇場每人每座13平方米的面積。

可見，7萬平方米根本不夠用。而所有設計師都在絞盡腦汁想著如何最大限度地利用這個數字，但沒有人能做到設計的完全合理。

三十萬人次義務勞動

據統計，在人民大會堂工程建設中，先后有30萬人次參加了工地的義務勞動。

正在成千上萬的義務勞工干得熱火朝天時，問題又出現了。當時中國物資匱乏，周總理又指示，大會堂工程具有特殊政治意義，所用材料必須全部使用國貨。

1958年底，國慶工程指揮部向全國各省市求援。全國各地的工廠、工人全情投入到為大會堂工程趕制材料的工作中去。

十月奮戰(zhàn)

十個月完成17萬平方米的殿堂類建筑工程，是人類建筑史上的奇跡。在施工組織上，關鍵問題是如何在錯綜復雜的工地上創(chuàng)造更多的“施工面”。眾多子項中，萬人大禮堂的工種最為繁多，相互掣肘，例如地面、挑臺和天花需要同時施工推進。工人們利用穹頂和挑臺頂上成百上千個燈孔，從鋼梁上垂下一根根不落地的杉篙（當時腳手架用的細長原木），又在這些杉篙端部倒懸橫向的“順水”杉篙，最終把整個大禮堂空間做出了天外有天的八層操作臺，解決了同時施工的難題。

國家大劇院

在新中國70年發(fā)展征程中

它建證了許多重要歷史時刻

在人民大會堂西側

一泓碧水中臥著半邊“巨蛋”

這就是中國文化藝術的最高殿堂——

國家大劇院

1998年4月，國務院批準國家大劇院工程立項建設

1999年7月，中共中央政治局常委會討論同意國家大劇院建筑設計方案

2000年4月，國家計委批準國家大劇院工程開始施工現場前期準備

2001年12月，國家大劇院工程正式開工建設

2003年4月，國家大劇院工程主體結構封頂

2003年12月，國家大劇院殼體鋼結構安裝完成

2007年9月，國家大劇院宣布工程基本完工

2007年12月，國家大劇院建成開業(yè)

設計理念

國家大劇院造型新穎、前衛(wèi)，構思獨特，是傳統與現代、浪漫與現實的結合。大劇院龐大的橢圓外形在長安街上顯得像個'天外來客'，與周遭環(huán)境的沖突讓它顯得十分搶眼。這座'城市中的劇院、劇院中的城市'以一顆獻給新世紀的超越想象的'湖中明珠'的奇異姿態(tài)出現。國家大劇院要表達的是內在的活力，是在外部寧靜籠罩下的內部生機。一個簡單的'蛋殼'，里面孕育著生命，大劇院代表了一個時代的結束與另一個新的時代的開始。

劇院之最

?世界最大穹頂：整個殼體鋼結構重達6475噸，東西向長軸跨度212.2米，是目前世界上最大的穹頂。

?北京最深建筑：大劇院地下最深處為-32.5米，相當于往地下挖了10層樓的深度，成為北京最深的建筑。

?亞洲最大管風琴：音樂廳內的管風琴共有6500根發(fā)音管，是亞洲最大的管風琴，造價達3000萬元。

北京最深建筑

大劇院地下深度有10層樓高，有60%的建筑面積都在地下，是目前北京地區(qū)公共建筑最深的地下工程，最深的地方是-32.5米，這個位置在歌劇院的舞臺正下方。大劇院地下十七米處，竟然是北京永定河的古河道。

中國第一大穹頂

國家大劇院殼體結構由一根根弧形鋼梁組成，1萬8千多塊鈦金屬板和1200多塊超白透明玻璃形成3.6萬平方米的巨大天穹，這個巨大的鋼鐵天穹幾乎可以將北京工人體育場全部罩住。令人驚奇的是，如此巨大的鋼架結構中間卻沒有用一根柱子支撐。也就是說，重達6750噸的鋼結構要完全依靠自身的力學結構體系來保證安全穩(wěn)定。

“鳥巢”

它是北京的新地標

是一個時代的風向標

也挑戰(zhàn)了中國建筑設計與營造新高度。

它就是國家體育場“鳥巢”

從2003年至2008年

在建設者不舍晝夜的努力下

“鳥巢”終于在2008年6月竣工。

“鳥巢”中選

2002年10月25日，受北京市人民政府和第二十九屆奧運會組委會授權，北京市規(guī)劃委員會面向全球征集2008年奧運會主體育場——中國國家體育場的建筑概念設計方案。

從2002年10月29日到11月20日，競賽辦公室共收到44家著名設計單位提供的有效資格預審文件，經過嚴格的資格預審，確定了14家設計單位進入正式的方案競賽。

為征求公眾意見，競賽組織單位又將預審后的全部設計方案公開展出。歷時6天，觀眾投票排名前三位是：“鳥巢”3506張、“浮空開啟屋面”3472張、“天空體育場”3454張?！傍B巢”被確定為2008年北京奧運會主體育場——中國國家體育場的最終實施方案。

中外聯手設計

“鳥巢”的方案設計是由瑞士赫爾佐格和德梅隆設計公司進行，而最終的施工圖是由中國建筑設計研究院完成。由于“鳥巢”的結構十分復雜，要在圖紙上精確繪制出數以萬計的異形空間曲面，給出精確的施工尺寸，進而對這些異形構件組成的空間結構進行計算，需要用到參數化設計的方法。設計公司采用當時十分先進的三維設計軟件CATIA、有限元分析軟件ANSYS和SAP2000等，通過“高技”的方法終于將“鳥巢”從概念設計變成一張張精確的設計圖紙。

工程難度空前

“鳥巢”外形結構主要由巨大的門式鋼架組成，共有24根桁架柱。建筑頂面呈鞍形，長軸為332.3米，短軸為296.4米，最高點高度為68.5米，最低點高度為42.8米。大跨度屋蓋支撐在24根桁架柱之上，柱距為37.96米。主桁架圍繞屋蓋中間的開口放射形布置，有22榀主桁架直通或接近直通。為了避免出現過于復雜的節(jié)點，少量主桁架在內環(huán)附近截斷。鋼結構大量采用由鋼板焊接而成的箱形構件，交叉布置的主桁架與屋面及立面的次結構一起形成了“鳥巢”的特殊建筑造型。主看臺部分采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構體系，與大跨度鋼結構完全脫開。

世界建造奇跡，“鳥巢”建造全過程

上海世茂深坑酒店

上海松江國家風景區(qū)

藏匿著一個廢棄的深坑

這個深坑，是解放前日本侵略者的采石場

日本侵略者靠著這里采的石頭建造了一個個碉堡

這個曾經城市的“傷痕”

如今成了建筑瑰寶驚艷全球！

作為世界十大建筑奇跡之一，上海佘山世茂洲際酒一直以“深坑酒店”的名稱被大家熟知，地表-77米的深度讓大家對“坑里“的景色分外好奇。

“深坑”亮相

作為中國建筑行業(yè)的又一大突破，上海佘山世茂洲際酒店建造的難度也是前所未有的。“深坑”進化史中使用了哪些建筑“黑科技”呢？

77m深全勢能一溜到底混凝土輸送技術

深坑酒店建造在約80m的深坑內且坑壁陡峭，為解決混凝土向下輸送的難題，為了保證工程的進度、混凝土輸送量，以及保證深坑內混凝土輸送裝置的穩(wěn)定性，除采用上述三級接力輸送技術，另采用77m深全勢能一溜到底混凝土輸送技術。

BIM應用：放線機器人

BIM機器人基于BIM的現場3D激光測量放樣技術。它是采用“BIM云平臺數據同步及BIM云鏈接測量”技術實現BIM模型與現場構件的對應關系，通過“激光標記棱鏡桿系統”技術，提高棱鏡投射點定位速度和精度，通過“連接平板電腦與棱鏡桿裝置”技術實現了3D測量技術能單人操作完成。

該項目引用了BIM放線機器人，利用其快速、精準、智能、操作簡便的優(yōu)勢。將BIM模型中的數據直接轉化為現場的精準點位，初步取得了良好的效果！

BIM應用：三維激光掃描

BIM具有可視化、協調性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性項特點；而三維激光掃描技術則具有數據真實性、準確性特點。通過三維激光掃描施工現場得到真實，準確性的數據；通過對比檢測得知施工現場是否在施工質量控制范圍之內；舊的建筑物因為圖紙不齊全或長年累月的位移導致在對其改造時因無法獲取準確的數據信息，也就無法正確的實施改造；通過三維激光掃描改造現場，建立BIM體系模型，通過BIM體系模型建立整套的BIM改造方案。

深坑建造情況復雜，使用三維激光掃描技術可以為建筑的現狀數據完整的采集和歸檔，為設計、施工提供真實的基礎數據。也可以用于設計和施工協同、詳圖、制造和施工現場管理，給項目各方提供交流展示與管理的平臺。

異形斷面施工升降機裝置

深坑酒店異形斷面施工升降機系統解決了深坑酒店不規(guī)則、傾斜崖壁的施工升降機安裝問題。

此裝置利用塔吊標準節(jié)作為施工升降機的附著結構，將施工升降機附著于塔吊標準節(jié)的兩側，很好的解決了向下超深77m施工升降機的安裝問題。

BIM應用：方案優(yōu)化

以“一溜到底混凝土輸送方案優(yōu)化”為例。

本工程由地表下探77米，為解決混凝土超深向下輸送的難題，自主設計了一溜到底以及三級泵送兩套輸送裝置，將一溜到底超深混凝土輸送裝置與崖壁模型進行整合，尋找坑壁最優(yōu)安裝位置，方便日常維修，通過空間三維模擬，排除安裝此裝置可能產生的碰撞。

參考來源：