近日,北京市建筑业联合会在雄安新区垃圾综合处理设施一期项目召开“地下式垃圾综合处理设施复杂钢结构工程建造技术”科技成果评价会。此项综合技术是雄安新区垃圾综合处理设施一期项目在中国雄安集团生态建设投资有限公司、河北雄安光大生态产业园有限公司的带领下,与相关参建单位共同完成。评价委员会专家在听取成果汇报、审阅相关技术资料后,一致认为“地下式垃圾综合处理设施复杂钢结构工程建造技术”整体已达到国际先进水平,局部达到国际领先水平。
今天,让我们一起走进雄安新区垃圾综合处理设施一期工程项目,来看看这些引领行业变革的“硬核”科技。
雄安新区垃圾综合处理设施一期工程是行业内埋深最深、屋顶绿化面积最大、顶部荷载最重、施工难度最大的生态产业园。建成后垃圾日处理量达到3160吨,将有效解决新区生产生活垃圾的无害化处理问题;年发电量2.4亿度,可满足4万城镇居民的用电需求。项目深入开展科技创新,归纳总结3项创新技术,并形成《地下式垃圾综合处理设施复杂钢结构工程建造技术研究与应用》。截至目前,已获国家专利授权35项;省部级以上BIM竞赛奖16项;QC成果13项。
独立高耸劲性柱复杂节点技术
在项目施工过程中,面对使用的劲性柱节点连接形式较多且较为复杂、施工难度大、速度慢、质量风险高等诸多不利因素,项目团队自主研发了劲性柱钢柱脚施工技术、大截面劲性柱箍筋免穿孔施工技术及钢管混凝土柱和劲性柱-钢桁架梁节点施工技术,成功解决了劲性柱-钢桁架梁节点受力计算不明确,劲性柱与筏板基础及屋面重型桁架连接节点的施工难题。有效缩短了施工工期,确保了该工程的节点目标,获得业主、监理及上级单位的一致好评。
项目团队通过改变箍筋形式并设置竖向构造钢筋等措施代替传统型钢箍筋穿孔的施工过程,同时将梁柱节点核心区改为钢管混凝土柱,并在节点区钢管混凝土和非节点区的型钢混凝土之间设置渐变段。相较于传统型钢混凝土柱施工,梁柱节点得到显著优化,在保证型钢柱的承载力前提下,减少型钢柱开孔工序,大大简化了施工工艺,避免了复杂的穿筋问题,节点构造清晰、传力明确。其中大截面型钢混凝土柱-钢桁架连接结构这一技术达国际领先水平,技术成果获国家发明专利认证。
狭窄空间中大吨位履带吊构件吊装应用技术
项目综合主厂房深坑区屋面桁架为H型钢组合桁架,呈双向曲面造型。吊装就位高度约59m,施工难度大,不利于钢结构现场安装的质量、安全和工期的控制。项目团队经多方对比、综合考虑施工进度、施工场地等具体因素,最终选择将400t履带吊拆分后吊入垃圾仓内完成组装,履带吊吊装行走位置用碎石+路基箱保护,在仓外完成桁架预拼装,使用履带吊整体吊装。
项目自主创新采用履带吊入垃圾仓深坑内组装和吊装方法,解决了由于综合主厂房发电设备先安装后造成的半地下狭窄复杂工况下钢结构难以按常规施工流程作业的难题。减少了措施材料的使用,保证了工程的质量、安全和工期,实现了双向曲面桁架加工制作、地面拼装、地面焊接、整体吊装的流水施工,极大地提高了施工效率,为狭窄空间大跨度屋面桁架结构顺利吊装提供保障。
高悬挑异型变径莲花塔钢结构施工技术
莲花塔为垃圾综合处理设施的烟囱部分,由烟囱和观光设施组成。莲花塔为混凝土核心筒-钢框架结构,呈莲花造型,60米以上逐层外挑,最大外挑达9.8米,烟囱高度120m。不仅高度、宽度、体积巨大,且造型复杂,对现场安装精度的控制成了工程施工的一大难题。
项目部采用TEKLA软件和有限元分析软件MIDAS辅助安装方案模拟计算,BIM深化技术对构件分段加工,采用“地面预拼装+分段吊装、吊篮配合”的施工方法,减小作业风险、保证安装精度,确保施工、结构安全,解决了高悬挑异型变径莲花塔钢结构安装的施工难题,为项目高质量履约提供有力保障。
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