攻坚克难寻梦苍穹——上海天文馆工程建设侧记

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泉源: 时间:2021/08/12

上海天文馆，这座迄今为止全天下面积最大的天文馆于7月17日举行开幕仪式。上海天文馆是上海市“十三五”时代重大市政文化公益项目、主要的科普基础设施，也是服务上�？萍剂⒁熘行慕ㄉ璧闹饕卸�。它是海内首次将“专业级”视察设施建在科普场馆内的天文馆，展馆内营造出高精度模拟星空和陶醉式宇宙周游的场景，可以通过天文望远镜现实视察到太阳和众多星体。

由上海建工七建集团历时三年打造的上海天文馆，坐落于临港新片区，修建面积约3.8万平方米。馆内独具特色的圆洞天窗、球幕影院和倒穹顶三个圆形元素组成的“三体”结构被人津津乐道。为了模拟天体运行轨迹，上海天文馆的修建结结构型所有为异形、多曲面，给施工带来重大的难题及挑战。

牢靠超大的“帽檐”

在观众入口处，困绕着圆洞天窗的大悬挑从外寓目像一顶重大的遮阳帽帽檐，在平面悬挑最大超38米、跨度最大超60米、相当于4个标准篮球场的规模内，重量超2000吨的异型大悬挑不但是中国之最，在天下上也是极其有数的。除了大悬挑的自重外，它还要肩负展品和游客的重量，怎样在包管清静的条件下包管由近千个差别形状、差别尺寸构件组成的大悬挑装置精度？怎样将大悬挑装置在钢骨剪力墙焦点筒上并清静卸载？

项目团队运用了BIM手艺、分步分段吊装手艺、分段支持装置手艺。首先接纳BIM手艺将大悬挑内外桁架分为九段，并对各段的毗连节点及空间尺寸举行深化剖析，找出各构件的空间定位和尺寸，在工厂对构件举行预加工、预拼装、编号，缩小构件间的装置误差。经由数十天的一直调解，解决了大直径、多角度、结构形状转变多的难题。

结构吊装历程中，项目部首次接纳了分步分段吊装的施工要领。先将内、外桁架分成九段用300吨汽车吊举行2点吊装，再将二层桁架划分为30个组合单位举行吊装，后期再对其中的7个组合单位用350吨履带举行补缺吊装。

卸载事关大悬挑施工的成败。项目相关认真人体现，项目制订了“先单层桁架，后屋面桁架”的工艺流程。单层桁架接纳分级卸载的方法，由中心向两层卸载，循环往复；屋面桁架接纳氧气割刀切割的方法，两侧卸载同步举行。二层桁架卸载接纳多点同步分级循环卸载，凭证“多次循环、微量下降”的原则，单次卸载不凌驾5毫米。最后在每个分区单个同步卸载点支持一侧安排一个20吨~100吨的千斤顶作为暂时支座，通过置换割除支持顶部，直至卸载完成。

装置海量的“钢骨”

一楼直径30米的球幕影院也是全馆的一大亮点。球体的内部由大宗钢结构组成，因钢环梁内置于砼梁内部，钢骨梁的截面又大且为环形，以是施工难度很是大。

为了实现这一效果，项目团队凭证钢梁分段点位置举行排架的加密加固，在木模板上部安排支承架以便H型环梁于现场举行对接。凭证现场布设的塔机的性能参数，对球幕影院钢结构杆件举行合理剖析盘算，在知足塔机性能参数的情形下，举行单位件组合后再举行装置；上部钢结构装置前，于内部搭设满堂脚手架作为操作平台，以确保上部结构的装置和清静包管。

浇筑神奇的“巨碗”

顺着200多米的旋转步道，在三楼我们看到了倒穹顶，这个与通例穹顶相反的结构让人似乎置身于一个大碗之中。这是对古罗马穹顶式天窗的现代创意刷新，既起到了指导日光进入中庭的功效，又能在夜间观星时起到再造地平线的作用。由于穹顶是下凹的，可以有用地阻挡周围地面灯光的影响，形成一个类似在山谷中视察的效果，想举行夜间视察的游客可以上到穹顶平台。

倒穹顶施工中最难的就是“三脚架”劲性混凝土柱，全高为26米。向外倾斜19°~60°，斜长26.67米~30.31米，且“三脚架”柱均为曲面倾斜。为了包管结构的稳固与清静，项目团队通过商议，决议在施工时接纳优质镀塑光面胶合板，异型部位接纳型钢微弯焊接加固方法等系统，接纳自密实混凝土确保了劲性混凝土柱的密实度，同时接纳BIM模子手艺，对模板支持举行细部放样定位，劲性混凝土柱装置及钢筋绑扎等工况模拟，以此确保了却构架体的稳固性。

别的，整个施工历程还综合运用了数字制作手艺：接纳BIM手艺建设三维模子、模拟施工工况和施工计划；接纳重大结构施工控制手艺，对施工历程举行虚拟仿真剖析，包管施工历程的修建结构清静；接纳基于卫星定位的三维空间丈量手艺，包管工程施工质量和异型不规则构件的装置精度。

随着上海天文馆开幕，异形结构设计的施工步伐获得了很好的运用。上海建工七建集团形成了大宗的异形钢结构和混凝土结构要害手艺总结。针对上海天文馆钢结结构型重大、混凝土异形曲面多、施工要求高等特点，形成了一系列具有针对性的施工手艺计划，确保整个工程实验后获得优异的经济效益。

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