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重庆:新技术层出不穷 “魔幻工程”越来越多

  7月1日上午,白居寺长江大桥主桥钢桁梁首根杆件起吊,标志着世界最大跨度的公轨两用钢桁梁斜拉桥主桥开始上部结构施工。该项目利用BIM技术在计算机上建立模型,并推导出钢筋配料单、空间模板控制参数等,建造出84层楼高的桥塔。记者 罗斌 摄/视觉重庆

  7月29日,两江数字经济产业园照母山片区,现代建筑太阳座扭了一个“小蛮腰”。该项目南立面单层扭拧角度最高达到了8.8度/层,远超同类项目。记者 张锦辉 摄/视觉重庆

  8月21日凌晨1点,重庆市快速路二横线西段项目跨渭井、蔡歌铁路线主线桥,实现“五桥同转”。图为五桥转身过程中。记者 罗斌 摄/视觉重庆

  解放初期,解放碑邹容路拓宽工程现场。(本报资料图片)

  重庆长江大桥建设期间,山城群众踊跃到建设工地拣鹅卵石为大桥添砖加瓦。(本报资料图片)

  重庆长江大桥通车前,储奇门车渡码头拥堵不堪。(本报资料图片)

  重庆,一个极具特色的立体城市。这里不仅有高低错落的街道,高耸入云的建筑,还有千姿百态的桥梁,“上天入地”的轨道交通……现代化的城市建设,造就了重庆与众不同的风景。

  实际上,以前由于施工技术不成熟,重庆修的建筑大多中规中矩。但近年来,重庆已涌现出更多、更新奇的地标建筑甚至高难度项目。

  这些“魔幻工程”的背后,是什么在作技术支撑?

  84层楼高的桥塔怎么建 用BIM在软件上先“过”一遍

  大桥钢桁梁重约4.43万吨,超过“鸟巢”的钢用量;光桥塔就有236米高,相当于84层楼……位于大渡口和巴南区之间的白居寺长江大桥,不仅有中心城区的最高桥塔,也是世界最大跨度公轨两用钢桁梁斜拉桥。

  80多层楼高的桥塔怎么建?

  “BIM(建筑信息模型)技术功不可没。”中交二航局白居寺大桥项目部副总工程师杨成洪介绍,比如,白居寺大桥的桥塔为空间多曲面水滴形混凝土结构。要做出空间异形结构,以前,大部分桥梁项目的异形段都以直线段代替曲线,形成类似曲线的直线建筑——这需要人工为每个断面画图,再通过断面尺寸推算钢筋长度,费时费力不说,施工精度还不高。

  “BIM技术的运用,实现了真正的曲面建造。”他说,项目部利用BIM技术在计算机上建立模型,并推导出钢筋配料单、空间模板控制参数等,“相当于在软件上先建设了一遍。”

  此后,针对大桥复杂的结构,用信息化技术给工人进行“可视化交底”,不仅提高了施工效率,也将施工精度控制在毫米级。

  值得一提的是,该项目自建设之初就引入了“智慧工地”技术。

  “以前的建筑工地尘土飞扬,建筑材料堆放杂乱,工人晴天一身土、雨天一身泥。”杨成洪说,引入“智慧工地”技术后,工人进出工地或扫码或“刷脸”;钢筋上有“身份证”,随时可以溯源;工地还有声噪和PM2.5监测,有雾炮降温降尘;管理者足不出户即可通过手机端查看工程建设情况;智能系统会根据一线管理人员上传的问题清单,自动提醒相关人员关注工作进度及安全质量整改情况……

  像白居寺大桥一样,我市许多大型桥梁建设都用上了“智慧工地”、BIM等高科技。

  高楼如何扭出漂亮“小蛮腰” 3D激光扫描取得精准数据

  如果说白居寺大桥展示的是重庆桥梁的宏伟气势,位于两江新区幸福广场旁边的太阳座则展示了山城建筑的时尚之美。

  太阳座的外观设计命名为“光之舞”,建筑外观给人一种大楼正在“扭腰”的感觉——它的塔楼南北立面成扭曲造型,南立面单层扭拧角度最高达到8.8度/层,部分楼层甚至向内凹了近6.5米,如此扭曲幅度在全国都是非常罕见的。

  要让高楼扭出“小蛮腰”的效果,施工人员没有像传统施工方式一样,把曲线分解成多段直线,也没有在现场敲敲打打,大量的数据分析工作都是在主体结构及玻璃幕墙安装前进行的。

  高科集团相关负责人介绍,太阳座塔楼有201.5米高,39层楼,主体结构为钢管混凝土柱—型钢混凝土外框架—钢筋混凝土核心筒组成的混合结构,其施工采用了钢结构智能测量技术、钢结构虚拟拼装技术、基于BIM的现场施工管理信息技术等7大项17个子项技术。

  钢结构施工方面,工程人员运用Tekla软件建立起太阳座塔楼的空间三维结构模型,提取每一段钢柱的参数,返到加工厂生产模型,并在电脑上进行预拼装,再到现场拼装。

  太阳座使用的扭曲单元板块达到1709块,不仅考验玻璃幕墙生产企业的生产能力,也考验施工人员对挂点位置的准确判断。工程人员不仅采用BIM技术对幕墙的构造进行建模,还用3D激光扫描技术获取现场土建结构的信息,在软件上对扫描数据进行处理,生成点云模型,由点云模型形成了每层楼的精准轮廓图,不仅使得生产厂家可以生产出更为准确的幕墙外形,还获得扭曲单元板块安装的精准数据。

  随后,施工人员采用大型卷扬机将板块吊上空中,使用揽风绳进行限位,在屋顶架设环形轨道,并用轨道进行水平转运后,将这些扭曲幕墙一一安装到位。

  太阳座的“小蛮腰”在重庆并非个例。渝北区仙桃数据谷内,还有6栋建筑扭成了“麻花”。在那里,还有3栋建筑的顶部被玻璃圆环连在一起,形成巨大的“指环王”,重庆这些魔幻建筑的背后,都有“智慧工地”和智能化支撑。

  挖隧道碰到复杂地质状况 智能设备每15分钟监测一次断面

  重庆地貌以丘陵、山地为主,山地面积占76%。这里不仅楼房和桥梁修建极具特色,隧道和公路施工同样具有挑战性。

  合璧津高速控制性工程九峰山隧道全长3083米(左右分离式),穿越煤层、溶洞、煤矿采空区等,涌水、突泥比较严重,软弱围岩占比高,围岩等级差,堪称“西南地区地质状况博物馆”。

  施工人员在隧道建设中使出了“十八般武艺”。比如,去年6月,九峰山隧道左线的施工人员用超前钻机对前方进行地质探测时,发现隧道前方60米处极可能存在巨大溶洞。

  “溶洞是隧道施工中的一大‘拦路虎’。如果不能精确预测溶洞情况,极易发生突水、突泥事故,甚至导致断面坍塌。”中铁十一局九峰山隧道项目部人士介绍, 以前,人工施工无法提前预知地质情况,挖到溶洞需要立即停止施工,再制定新方案,至少耽误工期一个月。

  为攻克这个施工难题,项目部采用了一系列智能设备:超前地质钻孔技术,探测前方约60米的地质情况;三维可视化地质预报,提前探测掌子面前150米围岩、不良地质及隧道富水等信息;三维成像、孔内摄影等技术手段,更是提前给溶洞照了三维图像,建立起身份档案……

  通过大数据分析,项目部得出结论:他们碰到的溶洞系大型溶腔溶洞,直径约6米,洞内无水。施工人员根据这些数据制定出施工预案,大大降低了地质灾害事故发生概率。

  再比如,对隧道内部进行监控并及时预警,也是九峰山隧道施工的一大亮点。

  “以前,隧道内监控量测主要依靠人工采集数据。监测人员用腿丈量、用眼睛察看、靠经验说话,存在测量频次低、人员投入大、数据不能及时整理和反馈至施工一线等问题,无法及时预警。”九峰山隧道项目部负责人表示,九峰山隧道施工启用自动检测技术、人工智能技术,通过在监测断面设置无线自动监控量测仪,每15分钟自动监测一次补检断面,每天可完成96次量测数据采集。而要做到类似的一次监测,以前起码需要3人、花费半天时间。

  不仅如此,现场采集到的数据还会上传至监控量测预警云平台,经过智能分析对比,对超限数据及时传送至现场报警设备,实现实时预警功能。

  市交通局人士介绍,我市许多在建高速公路、铁路隧道项目通过互联网、BIM、大数据平台、三维成像、VR、3D打印新技术,保障了工程建设的高效推进。

  市住房城乡建委人士表示,我市将以实施智能建造为重点,全力推动建筑业数字化,利用互联网新技术新应用对传统建筑业进行全方位、全角度、全链条的改造,进一步提升建造行业的质量、安全和效率,助推城市建设更加精细、城乡生活更加宜居。

  数读>>>

  1500个

  2020年,全市将建设“智慧工地”1500个、BIM“智慧工地”360个

  15%

  2020年,全市装配式建筑占新建建筑面积的比例达到15%以上。其中,中心城区达到30%以上,新建商品房工业化装修比例达到20%以上

  100个

  2020年,我市计划建设“智慧小区”100个

  (数据由市住房城乡建委提供)

编辑: 陈雨
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