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智慧建造跑出合肥建设加速度

来源:千斤顶 时间:2023/2/1

本文转自:江淮晨报

  ◤乘着数字化的东风,合肥处处激涌着科技创新的澎湃浪潮,智能智造、智慧治理、智慧交通、智慧生态等,就连大项目、大建设也不例外。集多种创新技术于一身的畅通二环(西南环)工程、合肥大建设史上首次出现的“双层高架”建设、“超级大脑”智慧建造的合肥滨湖国际会展中心二期项目……合肥以科技铺路、数字赋能,推动着一项项新技术、新材料、新工艺在重点项目建设中广泛应用,引领着传统建造业向集约化、智能化转型,跑出了合肥建设建造的“加速度”。◢

  路桥交通篇

  畅通二环西南环刷新城市建设新工法

  朝迎晨曦暮送霞,不知不觉中,畅通二环(西南环)主线高架放行通车即将一年。

  这座全城   “这座高架,就是拼出来的!”如今,每次途经南二环崭新宽敞的桥梁,看着不远处和金寨路、合作化路高架空中交织,来自合肥市重点局的秦超依然会心潮澎湃。拼速度,创下大建设工程新纪录;拼桥梁,刷新城市建设新工法。

  为最大可能加快施工进度,减少对合肥市整体交通的影响,合肥市重点局作为该项目主要推动方,在项目设计初期,就确定了南二环主线采用整体钢箱梁结构拼装组成,这不仅在合肥大建设是首次,国内城建领域也极其罕见。

  桥梁整体为连续钢箱梁结构的设计,不仅整体性造型好,而且具备线形简洁流畅、自动化程度高等优点。钢箱梁单元构件可工厂化预制,现场吊装形成整体,施工周期短,对交通及周边环境影响小,也促进了桥梁工程建设技术水平提高,具有良好的社会和环境效益。

  与此同时,为消除钢桥面在焊接过程中不可避免产生的残余应力,影响桥梁实际使用寿命的世界性难题,南二环工程在合肥大建设中首次开展产学研结合。通过引入压力容器退火工艺,在前期设计阶段探索解决此问题,并在实验室阶段取得显著成果。

  合肥创造性地探索提高钢桥面整体服役寿命,选择南二环部分钢箱梁交通繁重路段,试点采用全幅退火工艺,并添加内隔板正交异性钢桥面工艺。这在国内是首创,可望为提高中国钢桥面使用性能做出突破性贡献。

  “天下大事,必作于细。”畅通二环西南环工程受地形、地物等限制,以及新旧立交桥梁交融,高度不一,桥墩柱形体不同,因此在统一观感提升品质上颇具难度。

  建设方从桥梁墩柱入手,以对称图块和分层次的表现手法来构成,色彩上结合周边的商业业态以及桥梁的自身特点,采用了以果绿加米黄色的组合方式,梁板则以米色为辅助色,凸显合肥新的城市地标和人居环境,隐喻为林木葱郁,生态之城。

  “从桥墩建设细节可以看出,越来越重视工程技术与艺术结合。”秦超告诉记者,不仅首要保证交通流方向的顺畅、便捷,满足交通功能的实际需求,而且还以艺术美加技术美相结合的方法,为南二环畅通改造工程提质提品。

  港珠澳大桥同款材料、5G物联网智慧工地、新型环保道板砖……作为全市瞩目的大工程,在建设之初,指挥部就瞄准“鲁班奖”,用工匠精神打造精品工程。一批新技术、新工艺和新材料的使用,不仅提高了工程管理效率,而且有效保障了安全性。

  高水平设计。畅通二环(西南环)工程是合肥市首次主线高架桥采用连续钢箱梁建设的高架系统,结构整体性好、线型简洁流畅、桥梁景观性优美,施工自动化程度高、周期短,对交通及周边环境影响较小。

  新材料应用。在畅通二环(西南环)金寨路、合作化路节点工程项目部内,一块约2米长的大屏幕上,实时显示着节点工程的施工情况,这是建设单位在项目实施过程中综合5G物联网、应用BIM等智慧手段,打造的“智慧工地”平台。只用一部手机或者一台电脑,就能查看施工现场动态,零距离感知建设情况,实时进行调度。

  畅通二环(西南环)改造项目还用上了港珠澳大桥的同款材料。为避免畅通二环主线高架桥放行后,车辆行驶对桥梁墩柱产生的冲击,建设单位在桥梁墩柱上采用了高阻尼隔震橡胶支座,这种支座隔震性能好、稳定性强,在港珠澳大桥建设中就得到了广泛运用。同时还打破常规,把传统3米组合式声屏障改为4米全吸声型,通车后可以显著增强吸音、隔声效果。

  此外,建成的桥面沥青用上了高黏高弹改性沥青马蹄脂碎石,其更抗高温、更安全,还能降低噪声、延长道路使用寿命。

  文忠路高架“黑科技”让高架跨越地铁站

  提起合肥的文忠路,估计不少市民会想起合肥当年最长的湖底隧道“文忠路下穿少荃湖隧道”。目前,文忠路(郎溪路-少荃街)工程主线桥在今年底有望建成。届时,合肥首座“双层”高架桥将正式亮相。

  根据建设方案,文忠路(郎溪路-少荃街)工程有一段高架道路与轨道交通3号线并行,分别是窦桥湾站、新海大道站、勤劳村站、文浍苑站、幼儿师范站5个地铁地下和高架站点。

  文忠路高架桥起点为新海大道,终点为龙子湖路。其中,新海大道至育秀路段,高架桥位于道路西侧,避让轨道交通3号线隧道、淮南铁路桥和KV架空线。育秀路至淮海大道段,因空间受限,采用双层高架与3号线并行。淮海大道以北段,高架桥设置于道路中间。

  值得一提的是,这也是合肥大建设历史上首次出现“双层高架”,高架桥延伸到这一段时,左右车道将逐步分为上下两层,然后逐渐合并成双层。

  文忠路高架作为城市快速路网的一部分,建成后直通新站核心区域,向北连接北外环高速(沪陕高速),形成对外联系的重要出口。

  3月8日上午8时08分,随着文忠路高架01标项目首跨钢箱梁缓缓升起,文忠路钢箱梁顶推作业顺利拉开序幕。这也是合肥高架桥梁首跨地铁,BIM(建筑信息模型)等计算机智能控制技术在市政桥梁施工中的运用取得了实践成效。

  首次顶推钢箱梁长51米,重约吨,在14组吨千斤顶的顶升下开始作业。整个顶推施工持续约60个小时。

  文忠路高架跨越新海大道、天水路、浍水路3个地铁站,考虑到作业精度、安全管控等要求,该项目自开工便成立了智慧工作室,通过计算机模拟演练,确定5联钢箱梁上部结构采取步履式顶推施工方式。

  为确保轨道交通3号线安全运营,合肥市重点局组织安徽路港公司等参建单位在作业前多次运用BIM技术模拟演示,对钢箱梁不等宽、重心高在吊装、推进过程中可能带来的一系列问题进行反复推敲,从而确定了最终方案。

  为精准控制钢箱梁顶进速度及方向,该项目运用计算机控制体系对千斤顶行程信息分析计算,向液压动力系统发出动力指令,相当于给顶推施工加上了AI人工“大脑”,为钢箱梁实现大跨度、高精度、自动化顶推提供了设备及技术保障。

  此次首跨钢箱梁顶推成功,是合肥市紧邻运营地铁高架桥施工钢箱梁顶推技术的首次应用,为跨越地铁车站钢箱梁顶推施工积累了宝贵的技术经验。

  公益场馆篇

  合肥市科技馆新馆新技术打造酷炫的“科幻魔盒”

  合肥市科技馆新馆(自然博物馆)项目建设进入最后冲刺阶段,将于今年10月完工。

  合肥市科技馆新馆(自然博物馆)位于石莲南路与彩虹路交叉口西侧,建筑面积约5万平方米。场馆建筑以逐层穿插的阶梯状造型,给人以不断攀登科学高峰的向上力量,因独特造型被称为“智慧盒子”。

  建设单位应用多项新技术,来打造这座外观酷炫的“科幻魔盒”。新馆造型呈不规则状,极具个性。远远看去,缓缓升起的绿坡与穿插错动的4块“金属盒子”构成了馆体的整体外观。建成后,这里将成为合肥又一个地标性建筑。

  新馆建筑设计以“人-科技-自然”为主题,突出生态与人工的结合,形成从自然中生长出的建筑形态。

  新馆北侧广场保留了蜀西湖与大蜀山之间的视觉通廊,体现“城市客厅”的设计概念,将城市、自然、科技三者链接;西侧利用天然高差,引入“双首层”的设计思路,建筑形象融入蜀西湖整体岸线;东侧立面更多采用通透性幕墙,将科技馆内部呈现到城市界面之中;室外绿化与蜀西湖公园的协调统一,区域规划与植物选型充分考量科普功能。

  新馆项目的特殊形体,对建筑设计以及专业配合提出了更多的挑战与难点。这项工程结构形式复杂、不规则、超限结构及构件多。为达到建筑与自然“共生”的效果,在4幢场馆的侧面都使用了阳极氧化复合铝板,这些材料会产生雾化镜面效果,能够映射出周边植被等环境,让整个建筑融入自然中。

  合肥滨湖国际会展中心二期“集智创新”创造“多项第一”

  近日,中国建筑金属结构协会公布了第十五届“中国钢结构金奖”名单,合肥滨湖国际会展中心二期项目斩获殊荣,该项目正在进行工程竣工验收。

  这个奖项是钢结构行业最高工程大奖,代表着中国建筑钢结构行业工程质量的最高荣誉,彰显着国内领先的建造水平。

  合肥滨湖国际会展中心二期项目总建筑面积约13万平方米,包括1座综合馆、2座标准馆和地下车库等配套设施。项目钢结构总用钢量达1.82万吨,具有构件多、曲线多、形式复杂的特点。为实现高效建造,项目搭建5G智慧云平台,从人、机、料、法、环五大维度,通过“互联网+”智慧协同,如同“超级大脑”般实现了全面可视、多系统协同作战的智慧建造管理模式。

  面对纷繁复杂的施工内容,项目利用ERP管理系统将构件的深化、采购、加工、运输等环节整合到同一系统内,通过“点菜下单”的方式完成“定制化”的需求,满足对生产管理、施工管控的及时把握。

  整个建筑钢结构主体涉及上万件构件的制作、安装,每根构件在图纸深化设计时就进行编码,拥有了独一无二的“身份识别码”,施工人员通过扫码就能可视化地显示现场每根构件所处的状态。项目每月根据现场进度,确定工厂构件的进场计划,实现构件“提前5天储备、提前3天发货”的良性循环,提高了施工效率。

  从高空俯瞰,综合馆外观形似“初月弯弓”,整体为单层无柱大跨度空间张弦桁架结构,凭借着米跨度成为目前国内会展类最大净跨度场馆,无类似项目参考。为此,项目成立技术攻坚团队,邀请国内专家进行论证,结合综合馆特殊结构形状和施工条件,确立“累积滑移施工”方案。

  滑移过程中,10榀跨度达米的桁架“绣花”般精细地完成米“空中漫步”,“拼出”一个多吨的巨型钢铁屋盖。为确保钢结构顺利滑移,项目团队利用BIM技术全过程动画模拟,采用多项结构分析软件反复校核受力状态,成功完成此次技术突破。

  如何在无柱条件下,稳定支撑起10张巨“弓”?为破解这一难题,一股由根特制钢丝绳合抱而成的拉索应运而生,经过多次抻拉后,拉索犹如被注入巨大力量的“弹力绳”,而一枚枚索球犹如硕大的“手掌”,紧紧地将桁架与拉索“抓”在一起,确保钢桁架合龙后保持安全稳定状态,这也创下了国内最大PE索的纪录。

  为实现精益建造,加快工期进度,项目采用装配式钢结构,标准化预制构件使用比例达83%,所有构件均在工厂加工,经过工厂预拼装后运输到施工现场安装,具有安装速度快、施工质量好的优点。

  在钢结构的施工组织上,项目团队利用BIM、三维模型动画等智慧化方式指导施工过程,预先演示施工顺序、复杂工艺以及重点难点解决方案,协助管理现场的施工进度和施工质量。

  焊接是钢结构施工最为重要的工序。预制构件在工厂焊接时,全部采用自动化和半自动化焊接机器人,还可通过自带传感器实时检测焊接质量,减少人工焊接的不确定性。

  站在巢湖之滨,远远望去,恢弘的合肥滨湖国际会展中心(二期)绘就一道“会挽雕弓如满月”的美妙图景,将成为我省扩大开放合作的“超级会客厅”。

  绿色生态篇

  创新书写“水文章”为巢湖添生态屏障

  在十五里河入巢湖河口上游约1公里处,有一处合肥最大的河口湿地工程。

  十五里河下游河口生态治理工程建成运营后,目前氨氮污染物、总磷和COD污染物削减率均持续下降,沉水植物和鸟类栖息地得到恢复,在防治水污染、提升巢湖水质方面成效显著。

  合肥建设部门通过建立完善环巢湖河口湿地生态系统,为城区一汪清水入巢湖提供关键“生态屏障”。在水质和水量有波动的情况下,湿地出水水质也能稳定达标,成为十五里河重要的入湖水质“稳定器”和“缓冲器”。

  清澈干净的河水流淌,繁茂的水生植被摇曳,灵动的鸟儿时不时飞翔而过……这样的和谐美景,来自于十五里河口湿地。作为市级重点建设项目,自十五里河下游河口生态治理工程投用后,对十五里河入巢湖水质发挥了重要的净化功能。

  十五里河下游河口生态治理工程北起紫云路,南至环湖北路,河道长约2.6公里,湿地面积约为亩,处理水量为30万-40万立方米/天。工程采用水利工程、环境工程和生态工程相结合的手段,创新性借鉴都江堰鱼嘴分流原理,利用闸坝调控系统,保证非行洪期间水质净化,行洪期间河道行洪,同步实现了湿地水质净化、调蓄洪水和美化环境的三重功效。

  从空中俯瞰,十五里河主河道被河心岛分流,西侧为橡胶坝,东侧为核心湿地进水闸门,形状与都江堰相似。据合肥市重点局该项目负责人介绍,之所以这样设计,是因为该湿地项目既要发挥河道行洪功能,又要实现河口湿地生态净化和调洪蓄洪功能,与一般的河口湿地构建相比,具有湿地水深较深、停留时间较短、水质和水量来水波动大的难题。为此,工程借鉴都江堰分流原理,在上游建设“鱼嘴”进行分流,在下游“鱼尾”处进行混合,分流水量一部分进入核心湿地进行强化处理,另一部分进入原位河道进行净化处理,最终保证下游河道水质的综合改善。

  工程还首次将多塘湿地工艺应用于环巢湖大型河口湿地,采用预处理塘、兼性塘、曝气塘、生态塘和水生植物塘组成的多级塘-湿地系统,并辅助实施水下曝气、水下推流、水下生物膜、水下森林构建等,完成了湿地水质净化和湿地生态系统修复目标。建立起了完善的环巢湖河口湿地生态系统,构建了十五里河入巢湖的最后一道生态屏障。

  治湖先治河,十五里河是巢湖一级支流。根据要求,本工程在流域污染治理的基础上,在下游实施生态湿地建设,最终实现国家地表水考核断面水质达到V类,主要水质指标要达到国家严格标准,水体清澈、无异味。“目前来看运营期水质监测较好,设备运转良好。”相关人士介绍。

  通过上游水源涵养,完善管网截污、初期雨水调控、下游污染底泥清淤和湿地旁通净化等综合措施,降低氮、磷浓度,净化水质的同时,达到防洪调蓄、湿地净化和生态景观一举三得的效果。

  项目建成后,完善当地水体生态系统的食物链,建成全面稳定的生态平衡。在水生态系统构建后,最终做到四季都有绿色的沉水或浮水水生植物,形成横贯合肥西南部的美丽亲水景观廊道。

  如今,十五里河河口湿地形成了横贯合肥西南部的美丽亲水景观廊道,项目实施后取得很好的水环境治理示范效果。

  近年来,合肥坚持“生态立市、环保先行”原则,把水环境治理放在大建设的突出位置,全力推进,多措并举,开展了一系列治水项目。尤其在黑臭水体整治、污水处理设施建设等方面重点发力,用新技术新思路精心书写“水文章”。

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