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【建筑施工】精益施工智能建造助力上音歌劇院成為上海又一文化新地標

 cxag 2020-03-16

上音歌劇院坐落于上海音樂學院東北角,緊鄰淮海中路和汾陽路,位于衡復(fù)歷史文化風貌保護區(qū)內(nèi),建筑本身與周圍環(huán)境融為一體,是上海又一處文化新地標。

上音歌劇院外觀

上音歌劇院外觀

上音歌劇院總建筑面積約3.2萬㎡,框架剪力墻結(jié)構(gòu),地上五層,地下三層,總高度34m,擁有1個1200座的專業(yè)歌劇廳、管弦樂排演廳、民樂排演廳、合唱排演廳、歌劇排演廳以及1個專業(yè)報告廳。

歌劇廳內(nèi)景


工程由上海建工四建集團施工總承包,歷時1200余天于2019年下半年全部建設(shè)完成。

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工程建造特色

全浮結(jié)構(gòu)歌劇院

工程緊鄰地鐵1號線,地鐵隧道距基坑地下連續(xù)墻僅8.2m,地鐵振動通過土壤向上傳播至上部建筑物,形成結(jié)構(gòu)噪聲,嚴重影響整座歌劇院的聲學效果。

上音歌劇院部分剖面

為此,上音歌劇院采用整體隔振技術(shù),將歌劇廳、管弦樂排演廳、民樂排演廳通過底部的250個彈簧隔振器與下部結(jié)構(gòu)分離,形成浮筑體系,地鐵運行產(chǎn)生的高頻振動信號傳播到建筑物基礎(chǔ)時,設(shè)置的彈簧隔振器由于頻率較低,能夠隔離絕大部分振動。

管弦樂排演廳內(nèi)景

先進的建筑聲學理念

為保證一流建筑聲學效果,對歌劇廳、四個排演廳等聲學要求比較高的功能部位的建筑墻體采用五層夾心墻做法,即雙層厚度各190mm的混凝土砌塊墻體,中間空腔100mm填充礦棉,墻體內(nèi)外表面20mm厚砂漿抹面,五層夾心墻理論隔聲量超過75分貝。

五層夾心墻體構(gòu)造


歌劇廳裝飾面為固定式木質(zhì)反射面或GRC,展現(xiàn)自然原聲;天花局部設(shè)計為升降頂棚,在3m升降范圍提供2000m3的可變體積,可以實現(xiàn)交響樂1.9s、浪漫派歌劇1.7s、經(jīng)典派歌劇1.3s的不同混響時間。
 
天花局部設(shè)計為可升降頂棚

裝飾面


幕墻基調(diào)同周邊呼應(yīng)

上音歌劇院主入口面向淮海路與汾陽路交叉路口,由三面內(nèi)凹的斜墻圍合,中間為玻璃幕墻,立面使用淺灰色超高性能混凝土板和玻璃纖維增強混凝土板,光線通過玻璃幕墻進入觀眾大廳,形成室內(nèi)室外自然過渡。

上音歌劇院主入口

局部墻面采用超高性能混凝土鏤空板,后方為玻璃幕墻,體現(xiàn)中國傳統(tǒng)建筑中的窗欞元素,虛實對比使立面效果更為豐富。

鏤空幕墻室內(nèi)效果
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工程建造難點和解決方案

 1   復(fù)雜環(huán)境下的深基坑開挖及周邊環(huán)境保護
 

上音歌劇院基坑面積約6600㎡,平均開挖深度14.6m,周邊道路繁忙,地下市政管線密集。基坑北側(cè)緊鄰地鐵1號線區(qū)間隧道,頂部埋深約11m,其距離基坑地下連續(xù)墻約8.2m;基坑西側(cè)緊鄰三層淺基礎(chǔ)磚混結(jié)構(gòu)“霞飛路歷史保護建筑”,其距離基坑最小約7.2m;基坑南側(cè)緊貼上海音樂學院教學樓。施工中必須嚴格控制基坑開挖卸載變形以保證周邊安全。

基坑周邊環(huán)境概況


工程團隊將6600㎡的基坑先后分成5個區(qū)域依次施工,針對每一分區(qū)進一步分塊開挖,遵循“時空效應(yīng)”規(guī)律,在施工過程中嚴格控制進程。在臨近地鐵側(cè)的基坑開挖過程中使用基坑支撐軸力自動伺服系統(tǒng),自開挖至地下室回筑完成,整個基坑變形量處于受控狀態(tài),地鐵隧道的沉降變形值控制在5mm以內(nèi),收斂變形值基本控制在15mm以內(nèi)。

在基坑圍護結(jié)構(gòu)拆除階段,工程團隊選用更為經(jīng)濟環(huán)保的混凝土靜力切割技術(shù)和混凝土靜態(tài)爆破技術(shù),無聲音、無振動且不污染環(huán)境。

 2   超高超大混凝土結(jié)構(gòu)模板排架施工
 

由于劇場類建筑空間結(jié)構(gòu)的特殊性,工程高大支模區(qū)域有10余處,歌劇廳主舞臺區(qū)域支模高度達43.5m,主梁截面650mm×1600mm,跨度21m;主舞臺臺口位置超限梁截面500mm×5200mm。超高超大混凝土結(jié)構(gòu)給施工帶來了極大難度。

歌劇廳內(nèi)景

實際施工過程中,模板排架技術(shù)參數(shù)均經(jīng)過專家論證并嚴格按照論證方案執(zhí)行。在運用多層結(jié)構(gòu)樓板排架協(xié)調(diào)變形原理和混凝土構(gòu)件分層澆筑協(xié)同受力原理的基礎(chǔ)上,通過模板排架變形動態(tài)監(jiān)控和排架立桿獨立定位、分段驗收、過程糾偏等管理手段,工程團隊順利完成了全部高大支模的施工工作。

 3   高標準混凝土面平整度控制
 

歌劇廳通過100組彈簧隔振器支承,與地下室結(jié)構(gòu)周邊完全脫離,每組彈簧分別設(shè)置在一個標號為C40混凝土支墩的基礎(chǔ)上,高度1550mm。受彈簧隔振器安裝工藝限制,混凝土支墩結(jié)構(gòu)完成面平整度偏差不能超過2mm,標高偏差不能超過5mm。

彈簧隔振器示意圖

工程團隊在混凝土支墩的側(cè)模板底部設(shè)置可調(diào)節(jié)螺栓,實現(xiàn)模板搭設(shè)和混凝土澆筑過程的動態(tài)調(diào)節(jié),最終彈簧支墩混凝土面平整度基本控制在1mm左右。

 4   基于BIM技術(shù)的智能建造
 

上音歌劇院總建筑面積為3.2萬㎡,由于場地空間及周邊保護的限制,在同一時間段內(nèi)可能存在部分區(qū)域結(jié)構(gòu)已封頂、幕墻和安裝專業(yè)進場施工,而另外區(qū)域還在施工上部結(jié)構(gòu)、甚至組織基坑施工的情況,若按傳統(tǒng)模式組織多專業(yè)、多工種、多條線施工必然存在諸多障礙。

工程團隊利用BIM技術(shù)對現(xiàn)場復(fù)雜的施工工況及方案進行可視化模擬,針對過程中的細節(jié)順序進行逐步細化調(diào)整,令整體方案趨向科學合理。

施工工況及方案可視化模擬

施工工況及方案可視化模擬

針對復(fù)雜的舞臺機械和安裝工程,工程團隊大幅提前各專業(yè)的深化入場時間,制定適用于各深化階段的詳細建模深度規(guī)則,以盡早實現(xiàn)各專業(yè)設(shè)備及管線的布設(shè)和碰撞檢查,力求在深化階段就給出準確合理的空間排布,由此導(dǎo)出二維圖紙指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

設(shè)備管線布置模型

此外,工程團隊對施工模型作輕量化處理對接劇場運維團隊,留存并利用建設(shè)數(shù)據(jù),輔助運維團隊對復(fù)雜舞臺設(shè)備進行管理。

上音歌劇院外觀

上音歌劇院是上海第一座真正意義上的專業(yè)歌劇院,也是國內(nèi)首個采用整體隔振技術(shù)的全浮結(jié)構(gòu)歌劇院,除歌劇外兼顧交響音樂會、音樂劇、舞蹈、戲曲等豐富演出類型,必將承前啟后譜寫藝術(shù)演繹新篇章。

上海第一座真正意義上的專業(yè)歌劇院

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