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直击三大场馆 智能建造与新技术应用助力冬奥工程

来源:大公网

发表时间:2020.08.26

  2020中国国际服务贸易交易会(简称:服贸会)将于9月上旬在京举办,建筑及相关工程领域服务专题作为务贸易的十二大领域之一,将展现现代信息技术在建筑领域的运用。其中,中建一局承建的国家游泳中心(水/冰立方)首次实现了冰壶和游泳两个项目的“冰水转化”,北京建工集团建造的国家会议中心二期工程通过智慧建造技术使机器代替部分人工,在疫情期间也能不断工,北京城建集团为国家速滑馆的屋顶首创了复杂张力结构综合形态分析方法,使结构坚实、造型优美。

  水冰双向利用的“双奥场馆”

  为实现“绿色、共享、开放、廉洁”的办奥理念,国家游泳中心将“再上赛场”——在2022年冬奥会中服务冰壶赛事。为此,中建一局在20天完成了“水立方”变身“冰立方”场馆改造,这是世界首次在场馆进行泳池-冰面的相互转换。

  

  中建一局供图

  从泳池变身冰场,搭建转换结构是改造的首要难题。中建一局“冰立方”项目应用BIM技术,搭建起由2600根薄壁H型钢和1570块轻质混凝土预制板组成的转换结构,为冰场架体的钢梁和混凝土预制板都编辑了数字身份,在转换施工中精准有效地将每个构件复位。

  水立方需要高温高湿环境,冰立方需要低温低湿环境,如何在同一场馆施行分区域温度湿度控制,是场馆改造又一难题。项目应用冰场环境智慧调控平台,将制冰系统、除湿系统、空调系统集成到一起,通过可视化界面对场馆各设备系统自行智慧化调控,保证在同一个比赛大厅内的冰面、冰面上空1.5处、观众席三个区域的温湿度控制分别达到既定要求。

  在场馆智能化运维方面,中建一局项目团队应用能源智能管控系统,改变了传统人工抄表方式,实现对场馆所用的水、电、气、热等自动分项分路计量,对场馆的能耗数据自动采集、统计分析、报告预警、费用计算,对场馆空调、采暖、电梯、照明等建筑能耗及水资源实施分项分区调控,践行了低碳、绿色、可持续的运营理念。

  智能建造助力疫期不断工

  国家会议中心二期作为2022年冬奥会期间的主新闻中心和国际广播中心,是所有冬奥场馆中开工最晚、体量最大、任务最重的项目。

  在总用钢量达12.6万吨的钢结构施工中,北京建工集团引入无线传输、云平台、云存储等技术,自主研发大跨重载结构卸载过程监控系统,对施工中出现的应力变形等问题实时监测,并可进行数据的自动传输、存储和分析。同时,工程使用计算机控制液压技术,依托“北斗”系统将结构的测点数据精确到毫米级。在智能建造技术的助力下,工程已在7月29日实现钢屋盖合拢,将于8月底实现主体结构全部封顶。

  在32个月的工期内,特别是疫情期间,北京建工集团的进度保障得益于众多智能技术的应用,如自动焊接技术,项目选用了锂电有轨焊接机器人进行大截面厚板焊接作业。该设备具有体积小、重量轻、操作简便、一次性投入费用低、焊缝成型美观、UT合格率高的优点,且经过厂家的技术培训,工人短期内可熟练掌握,解决了缺少高级焊工的问题。自动焊接效率是手工焊的3倍,大大提升施工效率的同时,焊缝成型后外观平整一致且无需打磨,UT检测合格率可达95%。

  

  记者在现场看到的自动焊接技术成果(图中蓝框部分)/大公网记者张菡摄

  首创质优形美的复杂结构屋顶

  国家速滑馆是冬奥会速度滑冰项目的比赛场馆,又名“冰丝带”,是世界最大跨度正交双向单层马鞍形索网屋顶的体育场馆,通过49对承重索和30对稳定索编织成长跨198米,短跨124米的索网状屋面,再铺设1080块4×4米单元屋面板组装而成。

  屋顶由5层索网结构构成,分别为马鞍形索网、巨型环桁架、混凝土看台柱、幕墙拉索和单层网络,环桁架通过球铰支座固定于混凝土框架柱顶,马鞍形索网支承于环桁架内侧弦杆,斜拉索支承于环桁架外侧弦杆,幕墙网壳附着于环桁架、斜拉索及下部混凝土挑梁边缘。通过复杂张力结构综合形态分析方法形成了最佳受力、经济环保和形态美观的双曲面结构,且用钢量仅为传统屋顶的四分之一。

  

  屋顶中央贴附了一条银色的镜面吸声膜/大公网记者张菡摄

  在建设中,北京城建集团将信息化技术与装配式建造相结合,建立起全过程高精度仿真、高质量构件加工与安装、高精确测控技术和施工偏差适时调整的技术管理体系。

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