广西文化艺术馆工程综合施工技术汇报附图

文化艺术院馆综合施工技术

研究与运用中国施工企业管理协会科学技术奖科技创新成果二O一四年四月目录1立项背景2工程概况及特点、难点3详细科学技术内容4关键技术5与当前国内外同类技术的综合比较6应用情况7技术成果8经济效益和社会效益1立项背景

近年来，大型公共建筑采用新型环保建筑材料、新型节能环保能源的案例逐渐增多，这类工程呈现出了材料、工艺复杂多样、可塑性强等特点，随之而来的施工难题也不断出现，特别本课题在大跨度钢结构安装、高大全钢结构安装出现的难题非常个性化，而全面掌握此类建筑的设计和施工的单位不多。另外，现在大部分暖通系统造成了大量有害气体的排放，不断消耗不可再生能源，因此，国家大力发展可再生能源，而地源热泵系统能保护生态环境，降低空调系统能耗方面有着得天独厚的优势。

1.1课题背景1立项背景1.2

我单位进行研发的条件，依托“一院两馆”工程为载体，我单位在原有的技术积累的基础上，可以有效开展研发工作，破解施工难题，取得成果。2工程概况及特点、难点2.1工程概况

大剧院图书馆鼓楼博物馆2工程概况及特点、难点2.1工程概况：一院两馆工程地处，包含图书馆、博物馆、大剧院及配套附属设施文化广场，总建筑面积为10.6万㎡，是市重点工程，是市文化立市的核心。2工程概况及特点、难点（1）博物馆建筑面积为3.4万，地上4层，结构高度30m，采用钢框架支撑结构。中国第一高钢结构鼓楼（2）大剧院舞建筑面积为2万㎡，建筑地下二层，地上五层，局部六层，结构形式为钢筋混泥土框架-剪力墙结构，大跨度采用钢梁，部分采用钢骨混凝土空腹桁架，舞台顶采用钢桁架结构。（3）图书馆采用钢筋混凝土框架结构，建筑面积2.6万㎡。（4）文化广场及配套附属设施建筑面积2.3万㎡，含文化广场、鼓楼、风雨桥、门廊、南北阙等2工程概况及特点、难点2.2工程特点、难点2.2.1特点分析

1）本工程为大型公共建筑，总投资15.5亿元，具有工程体量大、专业分包多、地质复杂、结构复杂、工期紧、质量要求高等特点；2）本工程大量采用大跨度钢框架支撑结构，为展厅及重点空间提供了大层高、大荷载、大跨度的空间需求；3）本工程依据特有的民族风格，因此建筑翼边较多，造型复杂，鼓楼为中国第一高钢结构仿古塔楼，结构高度72米；4）大剧院主舞台顶采用钢骨混凝土空腹桁架，距离底仓51米；5）采用地源热泵系统作为空调系统冷热源供应。

2工程概况及特点、难点2.2.2技术难点

1）复杂钢结构吊装难题

本工程钢结构使用总量达到11700t，吊装难度主要有以下两点：第一：主要体现在大跨度----主舞台顶钢桁架高度最高约50m；屋顶管桁架结构跨度约76m，吊装半径约51m。单个构件最重约35t；第二：鼓楼为全钢结构景观建筑，结构高度72m，建筑总高度81m，共15层装饰悬挑构件。钢柱牛腿角度不一，形状多变不规则，悬挑翼边数量众多，中间段存在变截面斜柱；

2）高空桁架支模难题大剧院主舞台顶板距基坑高达51m，跨度最大达33.6m（尺寸33.6x25.2m），属高大支模，施工难度大、危险性高。

3）地质条件复杂

喀斯特地貌地形，工程地下水文地质情况复杂，地下水丰富，流量大，流速快并带有较多充填物流失，地下暗河或较大溶洞连通，给桩基工程和地源热泵系统施工带来较大困难。3详细科学技术内容

本研究包含了以下方面的内容：1、复杂钢结构制作安装技术2、高空桁架自承重模板支撑施工技术3、节能环保地源热泵施工技术4、抗浮锚杆施工技术5、复杂地质条件桩基础施工技术。3详细科学技术内容3.1复杂钢结构制作安装技术

采用基于CAD数据的快速三维建模，三维实时动态仿真关键技术，实现虚拟显示工程钢结构安装现场环境，使工程场景更能利用工程软件真实反映施工中的各种状态,系统展现了安装工艺流程，便于施工过程中能分析、优化各种构件的装配、吊装方案、大型吊车布置走向，指导施工安装，确保施工安装顺利进行。大剧院钢结构博物馆钢结构3详细科学技术内容3.1复杂钢结构制作安装技术本工程钢结构施工以仿古塔楼——鼓楼施工最为复杂：第一，鼓楼结构高度达72米；第二，鼓楼存在变截面斜柱，精确定位要求高；第三，鼓楼悬挑翼边造型多大15层，散件铺装每一层都不相同，散装量大鼓楼钢结构模型图3详细科学技术内容3.1复杂钢结构制作安装技术1）吊装思路：为了解决鼓楼高度太高而导致的吊装难题，研究采用“构件工厂制作，合理分段进场，现场单元组装，然后整体吊装”的总体思路。2）吊装现场平面布置：为了满足高空吊装的要求，吊装现场要整体规划，提供足够的吊车走线和堆料场、拼装场地现场平面布置图3详细科学技术内容3.1复杂钢结构制作安装技术3）悬挑散件拼装：悬挑部分的钢梁，采用地面实体放样拼装，分片整体吊装，间隔补梁。3详细科学技术内容3.1复杂钢结构制作安装技术4）变截面斜柱吊装校正方法。

19.8M~53.3M区段变截面斜柱多，施工难度大。由于中心的钢柱为垂直方向，中间的钢柱先安装完成，作为四周变形斜柱的参照物，因此中间的钢柱必须将安装精度控制好。四周16根斜柱在地面拼装好与内侧钢柱联系钢梁，以便更好更快的安装定位。外围的斜柱每次安装前均需测量整体圆周半径，以便将圆周误差均布于16根钢柱，防止误差累计。斜柱吊装就位示意图斜柱节点示意图3详细科学技术内容3.1复杂钢结构制作安装技术5）安装流程一节柱安装示意图二节柱安装示意图一层悬挑安装图中间区段安装图塔上段安装示意图塔尖安装示意图3详细科学技术内容3.1复杂钢结构制作安装技术6）安装实体照片散件拼装悬挑构件吊装3详细科学技术内容3.1复杂钢结构制作安装技术6）安装实体照片结构吊装完成3详细科学技术内容3.2高空桁架自承重模板支撑施工技术本工程大剧院高大支模主要为主舞台顶板的支模体系，主舞台顶板高37.62m，距离基坑底部51米，主舞台顶钢桁架采用高空桁架自承重模板支撑施工技术，极大减少施工周期，提高安全系数。主舞台顶桁架示意图3详细科学技术内容3.2高空桁架自承重模板支撑施工技术对桁架下弦进行受力分析确认其承重范围，是该技术能否实施的关键，关系到工字钢的布置数量。HJ1、HJ2结构图桁架下弦3详细科亭学技术嫌内容3.2高空桁架樱自承重模叹板支撑施雪工技术将28B牵号普通工裕字钢铺设物在桁架下钢弦，工字胖钢梁分三竭个单跨摆锐放，单跨骆度8.4性m，钢梁赖的排距1批.40m分。工字钢林平面布妥置图工字钢租平面布霞置施工3详细科学陆技术内容3.2高空桁阅架自承慌重模板漂支撑施隙工技术角钢连接乞工字钢工字钢跪与脚板黑连接工字钢焊该接在墙体振两端与埋世板上工字便钢的侧向比稳定性，同并且使用座角钢通长选焊接连接摩工字钢保鉴证其整体年性和稳定芽性；3详细科学至技术内容3.2高空桁架尤自承重模诊板支撑施扁工技术工字钢上棚焊接25逝mm钢接求头工字型钢床固定后，锅在其上面邻满铺竹跳网板，以保挣证施工安茅全。将Φ包48×蜡3.5寇钢管安插挽在工字型蝇钢上的Φ诊25钢筋央头上，防附止钢管滑什动，保证者钢管侧向红稳定。钢管架搭稻设完成示烫意图3详细科学拳技术内容3.2高空桁架陶自承重模你板支撑施盼工技术工字钢拆旱除：主舞台乐顶混凝血土板达受到设计索强度后扔，支撑暗体系拆锁除中工劝字型钢俗的拆除丘是一个镜难题。拣本工程可采用在呆混凝土范板上预刚留直径掉为10拿0mm舒的洞口跑，在拆旧除过程爪中，塔挺吊的吊迎绳穿过示预留洞伏口将工窄字型钢向固定，昏这样工污字型钢卡就可以个安全的灶拆除。3详细科屡学技术赖内容3.3节能环案保地源灵热泵施玩工技术本工程闪空调系细统采用掩地源热份泵系统者为空调喘系统的激制冷制腾热和全胡年的生布活热水派供应：采用U型后地埋换热合系统，竖辆井852坏口，每口心深100亦米，间距苦为5×5拦m，地埋亲管材质采脚用PE1壤00；室内空调采主机房，查配备38卫台280秆kW地源瘦热泵机组3详细科宋学技术蚂内容3.4抗急浮锚杆唇施工技哭术大剧院鲁舞台仓趣基坑设洁计标高鉴-14丢.4m甜，设计贯主舞台嚼仓底板警和侧舞伶台仓底桶板，共浮144隔5根抗作浮锚杆飘，有效输地消除踪蝶地下水正对建筑臂的浮力奏。抗浮锚杆桃施工主要砌是钻孔，而钻孔如果群采用液压刊台钻的常捎规方法,困无法满足牌仓底施工巴面积有限哄，工期紧贝张的要求态，经过多爆方考虑研洽究，决定内采用空压吧机冲击钻讽，但因锚疲孔直径难没以满足要哈求，经过骆多次试验悲，对市场戏上常规钻牢头进行改宏进加大，融实施效果凝良好，加贫快了施工管进度。3详细科接学技术层内容3.4抗浮杏锚杆施工少技术本工程抗档浮锚杆一栏次性成桩都合格率1习00%抗浮锚杆纳施工图片3详细科职学技术咱内容3.5复杂鸡地质条件束桩基础施缴工技术工程地处弹特有的喀很斯特地貌隶地形，工毙程地下水努文地质情祖况复杂，示地下水丰我富，流量派大，流速猫快并带有拘较多充填岛物流失，搂地下暗河睬或较大溶友洞连通，陈现场存在杀不良地质招现象，抽弃芯检测结蛛果表明，艰桩底桩端殿持力层存超在溶洞。浅层溶洞骗致地面塌庸陷深层溶朝洞致桩筝锤偏位3详细科学衣技术内容3.5复杂巡寿地质条件膝桩基础施陆工技术该技术通寒过抽芯检唉测，优化恨施工工序画，采用普因通灌浆和朴高压灌浆好相结合，堆大直径片蚊石回填复溉冲成孔的累方法，解机决不良溶萍洞地质区抽域的桩基削施工难题芽。溶洞一次脊注浆4关键技衡术4.1复杂钢结该构安装技胡术本课题形佩成了上述掘5项技术劳，其中关铜键技术3德项，创新孝点如下：本课题享在利用望三维软躁件模拟雅钢结构戏吊装成诵功解决督了大跨陕度钢结孕构、全药钢结构丽仿古塔芹楼安装菌难题，眯将模拟声的过程雷和结果疫动态呈良现出来钩辅助分容析预判姐施工过框程、优少化各种冠构件的航装配、集吊装方戒案、大陈型吊车季布置走兰向，指镜导施工骄安装等4关键技术4.2高空桁架味自承重模鼓板支撑施幸工技术针对高父大支模碌的难度标大，通禾过受力顾计算分孤析，充通分利用亏现有的防桁架下汪弦铺设硬普通工垒字钢，悬钢管支谅撑落在辨工字钢畜上，以好解决高贷大支模伟的难题躬；同时美通过设替置不同尿连接方处法，保屡证工字央钢和钢换管支撑哥架的整酷体稳定效性，大斤大较少馅材料的怪使用量就，缩短蜂了工期非，其安漠全系数塔也有所猛保证。4关键技术4.3节能环保另地源热泵亭施工技术本工程安地处特缎有的喀观斯特地障貌，地冠热资源蔽充足，青但由于艳地质情敲况复杂窃，地下胜溶岩溶抚洞较多欠，地源捎热泵技殊术在尚博未成功设开展应训用，在索缺少本所地工程编经验的狐情况下狱，经过要详细的旱勘查设慌计和测艺试，优译化施工苦方法，葬成功地跃解决了筐施工中浓的遇到怀的地质模问题，英使地源信热泵技务术在地室区首次晌成功应旱用该技术随将促进驻地源热滑泵技术患在及周把边地区挂的应用老，为特腰殊地貌罪条件应单用地源捉热泵工骡程提供相了非常载宝贵的布技术资佩料和施所工经验著。5与当前国功内外同类飞技术的综唇合比较1）文欢阅艺术院宁馆综合搂施工技叉术研究菊与运用涌，共包摄含5项商关键及希创新技霞术，经表1项查腔新，查丈新结果陪显示：国内公开共发表的文深献中，均箭未见与本呆项目相同盐的报道。5与当前国羞内外同类薯技术的综冷合比较2）壮族自煮治区科学涌技术厅委充托南宁市愧科学技术磁局组织召榴开了该成滑果的鉴定姑会，鉴定搭结论为：成果总滨体达到梢国内领扭先水平医。3）发明专珍利一项：高空桁架躁自承重模密板支撑结编构。6应用情况6.1生产、应总用及推广章情况文化艺赚术院馆辞综合施纤工技术裁在“一贩院两馆筹”工程晴应用成销功，本疼课题在溜大跨度府钢结构笨、全钢讽结构仿诊古塔楼盘、充分绑利用钢矛结构桁难架作为扔自承重愚的支撑液系统、若地源热刑泵系统灰的领域全具有创军新性、贿独特性吊、代表而性，技腹术含量裕高，每鼻一道施座工技术成总结都索是实际泼施工中琴锤炼出出来，经自过反复编试验和送论证，馆最后形贪成具有歼一定实稼践指导五意义的迟成熟技突术，对伙同类型款工程具嗓有很高睛的示范磨作用。6应用情况6.2应用前庙景一、近年仔来，大型邀公共建筑曲采用钢结雅构逐渐增孕多，这种关新型环保盟建筑材料侦大量运用渡呈现出了幼复杂多样觉的特点，珠随之而来丧的施工难江题也不断坝出现，特免别是高大脊空间施工戴过程中钢浊筋混凝土缠结构与钢虑结构结合界解决而导苦致的施工洲难题的案例例也不少凭，而全面嫁掌握此类评建筑的设砖计和施工筋的单位不沉多，因此但本课题对羽解决此类沿难题有很铃大的应用虚价值。二、地源板热泵技术野的使用充菠分利用了液地下自然蔑资源，有耻效地保护典了生态环头境，极大攀降低场馆忆运行的综挎合能耗，贯随着国家货大力发展弱可再生能演源的潮流魂，地源热窑泵系统应呈用将会在拴全国越来年越广泛，布因此本课蹲题对解决卡此类难题祖和为同类汪工程提供律数据和经册验有很大药的应用价削值7成果构成通过文化池艺术院馆上综合施工缸技术应用躺的开发，季在形成创参新技术的勤基础上，平我们陆续监获得一些里成果：1、专利成扯果1项：1）“高残空桁架贺自承重片模板支骄撑结构植”，于跌201鹊3年6永月8日急授权，籍专利号夫：2、壮族自治萝区级工法厨1项：1）“仿古业塔施工工嫁法”，工青法编号：7成果构旨成3、论文2起篇：1）《建筑使基坑支护朋工程施工油工艺探讨孩》2）《浅男谈建筑井工程的聚总承包石管理》4、QC成果2项盖：1）《提高勾抗浮锚筛杆一次盆成桩合停格率》2）《有效提驶高石材幕愤墙施工质装量》8经济效添益和社索会效益8.1经济效舞益1）通过鸡应用复杂艰钢结构安裙装技术，善加快了施靠工速度，廉比计划工础期缩短了乳15天，碑直接经济离效益达9窃8万元；2）通过宵高空桁架旦自承重模面版支撑技区术，大剧咸院主舞台鸣顶板仅需基38.2估万元，而愿采用常规杯满堂架搭具设的措施抛费94.遥5万元，老降