试议北京某大型剧院自主技术创新总结

1、北京某大型剧院自主技术创新总结1、超深基坑支护施工技术创新和科研获奖整个建筑物结构大部分处于地下，202区基础埋深-26.0m，歌剧院台仓基础埋深-32.5m，戏剧院基础埋深-29.1m，音乐厅基础埋深-27.0m。202区基坑占地面积约3万平米。地层土质以粘性土、粉土与砂、卵石交互层为主。根据工程的特点，所处的地理位置和环境特殊性，场区工程地质、水文地质条件复杂，基坑穿过多层大粒径卵石地层及地下承压水，卵石层的承压水头高达820m，且地下水渗透性好（k235m/d）。施工过程中中通过实实地试验验等多种种手段进进行科研研攻关，最最终确定定了综合合采用降降水+护护坡桩+地下连连续墙支支护及中中心

2、台仓仓采用减减压降水水加薄壁壁连续墙墙隔水帷帷幕基坑坑支护方方案，综合采采用疏干干、抽渗渗水、隔隔水和减减压等多多种降水水措施，突突破了传传统基坑坑支护和和地下水水控制模模式。此方案设计计科学、合合理设计计，充分分考虑了了场区的的地质水水文条件件，突破破性地采采用了多多种支护护型式联联合和动动态控制制地下水水技术，极极大的节节约了工工程成本本，保证证了基坑坑和邻近近重要建建筑物的的安全，并并且大大大减少了了地下水水的抽水水量，在在环境保保护方面面具有突突破性的的意义。本深基坑工工程施工工技术研研究包括括：深基坑支支护形式式的选取取及综合合社会、经经济效益益的分析析比较；高承压水水卵石层层地下连

3、连续墙施施工技术术研究；高承压水水卵石层层锚杆施施工技术术；超深基坑坑承压水水卵石层层地下水水控制技技术；深基坑工工程及周周边环境境监控技技术研究究。通过对本工工程深基基坑上述述五个课课题研究究，使*深深基坑工工程施工工技术达达到安全全、经济济、先进进，为深深基坑工工程积累累经验，促促进建筑筑基坑工工程施工工技术的的发展。基坑工程技技术研究究获20004年年北京科科学技术术进步二二等奖。2、钢结构构施工技技术创新新2.1、壳壳体钢结结构施工工安装技技术创新新和科研研获奖钢结构壳体体为一超超大空间间结构，东东西长约约2122m，南南北约1144mm，高约约46mm。顶环环梁通长长采用11117.

4、66-255.4TTHK钢钢管，中中间矩形形框采用用矩形箱箱型梁。整整个顶环环梁长约约60mm，宽约约38mm。顶环环梁半圆圆区内搁搁栅呈放放射状分分布；矩矩形框内内南北向向搁栅采采用600mm钢钢板梁，东东西向采采用1944钢管，搁搁栅呈网网格状分分布。梁梁架分为为A类（短短轴梁架架）、BB（长轴轴梁架）；A类梁架架采用660mmm厚钢板板制作，B类梁架采用上下翼缘不等的焊接H型钢。A类梁架共46榀，B类梁架共102榀。斜撑及连杆均采用钢管；短轴梁架之间连杆节点采用铸钢节点连接，长轴梁架连杆采用钢套筒连接。钢壳体平面投影如下图所示。整个结构待待壳体完完全形成成后，方方为稳定定的空间间结构，必

5、必须保证证施工阶阶段的结结构稳定定。该壳壳体为非非正椭圆圆球体，施施工中平平面、空空间定位位测量的的难度颇颇大。壳壳体的主主要结构构体梁架（尤尤其是短短轴梁架架，侧向向厚度仅仅为600mm）平平面外刚刚度极差差，因而而构件的的起扳、搬搬运、起起吊难度度颇大。梁梁架呈中中心对称称辐射状状布置，因因而每种种同类构构件最多多只有四四件，对对构件的的制作放放样及安安装顺序序要求颇颇高。通过严谨、科科学的技技术准备备和攻关关，根据据工程实实际，制定了了以6000t履履带吊、6600ttm塔吊吊等大型型起重机机为主的的“构件分分段跨外外综合对对称安装装”的总体体技术路路线，并并通过采采取如下下的技术术措施

6、高高效地解解决了施施工过程程中的重重大技术术难题：1、优化了了法国原原设计提提出的可可操作性性不高的的三维预预变形方方案，研研究提出出了竖向向预起拱拱的预变变形技术术，成功功地解决决了超大大型空间间结构施施工结构构变形控控制的难难题。2、优化了了法国原原设计提提出的费费时、费费钱的各各方难以以接受的的壳体整整体预拼拼装，提提出并成成功实施施了“局部结结构整体体预拼装装”和“主要构构件单件件平面预预拼装”方案。3、对法国国原设计计的相关关节点进进行了优优化，不不仅简化化了预拼拼装，同同时使节节点受力力更直接接、合理理，节点点连接施施工难度度大大降降低，从从而保证证了节点点的安装装质量，节节约了造

7、造价。4、自行研研究“切切面法”和和内外结结合的空空间测量量技术，取取代了法法国原设设计的极极其繁复复、代价价昂贵的的测量方方案，取取得很好好的效果果。5、采用新新型的螺螺栓球节节点网架架集群支支撑，确确保了极极为重要要的支撑撑体系的的整体性性，传力力性能更更优，并并且不占占用下部部结构空空间；便便于装拆拆。6、通过合合理分段段，减小小构件长长度；利利用悬挂挂脚手架架，进行行侧向加加固，增增加构件件刚度；合理选选择吊点点吊具，减减少构件件吊装附附加荷载载以及临临时支撑撑校正固固定等一一系列工工艺措施施，成功功实施了了长约1100mm，厚度度仅为660mmm的超长长超薄梁梁架的吊吊装。7、通过计

8、计算机仿仿真模拟拟对施工工阶段全全过程结结构计算算，结合合全方位位内力、变变形监控控，成功功实施了了大体量量钢结构构在多支支撑集群群支承点点工况下下的结构构荷载多多次分步步安全转转换。1台CC228000（6000t）履履带式起起重机 先选用用超起工工况，接接60mm主臂844m副臂臂，定位位北面进进行中心心环梁吊吊装；然然后选用用常规工工况，布布置于北北面进行行东、北北、西作作业区上上段梁架架节间吊吊装。 2台M4440D（6600ttm）行行走式塔塔式起重重机 可行行走塔式式起重机机接555m起重重臂，布布置于壳壳体东、西西两侧，进进行东、北北、西作作业区的的中、下下段梁架架节间及及柱靴吊

9、吊装。 1台SK5560（6600ttm）固定式塔吊吊 塔吊吊定位于于壳体南南面，支支承于首首层楼面面，并附附着于221m楼楼层，接接56mm塔身500.8mm起重臂臂，进行行南区的的吊装。 卸载的具体体步骤根根据计算算机模拟拟施工工工况，经经过比较较和优化化后最终终确定。多多级循环环，微量量下降，以以实现壳壳体钢结结构的变变形协调调和荷载载的缓慢慢转移；荷载大大、安全全度较小小的支承承点先行行，其余余随后，以以实现支支撑反力力的合理理重分布布和避免免壳体结结构的局局部受损损。根据据最终确确定的卸卸载步骤骤，列表表明确各各支承点点的卸载载顺序和和每一级级卸载量量值，并并严格控控制实施施过程。卸

10、卸载采用用的工具具是螺旋旋式千斤斤顶，因因为它可可以有效效地控制制卸载的的量值。在在卸载工工程中，壳壳体会发发生少量量平移，拟拟用千斤斤顶的交交替作业业来实现现。由于国内暂暂时没有有如此大大跨度特特殊钢结结构验收收规范，根根据钢钢结构工工程施工工质量验验收规范范的相相关规定定，结合合本工程程的具体体特点，特编制了*壳体钢结构安装质量验收标准，并顺利通过了专家论证，已经在北京市建委备案。钢壳体工程程自20003年年7月119日正正式开吊吊至122月2日日实现结结构合拢拢，并于于20004年11月6日日壳体结结构成功功卸载，标标志着超超级椭球球钢壳体体的全部部竣工。前前后累计计安装880日历历天，

11、施施工效率率之高，令法国设计师等惊叹。由于前期精心准备，施工中严格按施工组织设计施工，工程质量完全达标。在北京市“结结构长城城杯”检检查中获获得5个个“精”。获得了了上海市市钢结构构“金钢钢奖”特特等奖。以该壳体钢钢结构为为工程背背景的课课题研究究获得了了上海市市科学技技术进步步一等奖奖。2.2、大大型钢梁梁高空滑移移施工技技术创新新通过FRAACO液液压动力力升降平平台的创创新技术术改造，实实现了大大跨度重重型钢梁梁滑移就就位，该该技术具具有独创创性，为为高大空空间立体体交叉作作业开辟辟了新的的途径。歌剧院舞台台仓屋顶顶为大跨度度组合结结构，净净空高度度为599.5mm，钢梁梁长26.64m

12、m，梁高高1.66m；宽0.5m，共计计10根根。现场场钢梁水水平滑移移运输、垂垂直运输输施工难难度大。引引进加拿拿大FRRACOO液压动动力升降降平台,并与之之合作对对该设备备进行技技术改造造作为高高空承载载平台。FFRACCO操作作平台、运运输滑轨轨载荷大大，-77m楼板以以下下部部支撑、回回顶、FFRACCO提升升机桅杆杆锚固侧侧向拉接接复杂；舞台仓仓台口处处有高近近16m无墙体体可锚固固附着，此此处FRRACOO提升机机桅杆刚刚性要求求高。此此次在*2202区区歌剧院院舞台仓仓屋顶施施工中的的应用，是是该种施施工设备备在国内内的第一一次应用用。其目目的是为为了在国国内建筑筑施工领领域中

13、施施工技术术的不断断创新和和发展。特特别是在在比较复复杂特殊殊的工程程项目中中如施工工难度大大、作业业条件困困难、高高空作业业等情况况下，改改造FRRACOO液压动动力升降降平台，能能显现出出应用该产产品的创创新精神神。3、钢筋混混凝土结结构施工工技术创创新3.1、大大跨度超超高凌空空屋盖施施工技术术创新歌剧院舞台台仓屋顶顶为大跨度度组合结结构，净净空高度度为599.5mm，其钢钢筋混凝凝土主梁梁截面尺尺寸为775020000mmm，次梁梁550010000mmm ，屋屋面顶板板厚2000mmm。弃用用传统的的高大支支撑模架架方案，创创造性地地采用型型钢梁吊吊挂平台台及模架架方案成成功地解解决

14、了大大跨度超超高凌空空钢筋混混凝土结结构的施施工技术术难题。3.2、混混凝土裂裂缝防治治技术A、大面积积特殊的的混凝土土箱型底底板施工工技术研研究：2202区区基础底底板总面面积2.5万mm2，为特殊殊的钢筋筋混凝土土箱型底底板。箱箱型底板板总厚度度4.00m,其其中上板板厚0.6m，箱肋高高2.44m，下底板板最薄11.0mm厚，台台仓斜坡坡处底板板厚度最最厚处达达4m多厚厚，属于于大体积积混凝土土。需要对特殊殊的箱型型底板混混凝土防防裂等施施工技术术进行研研究，通通过研究究确定聚聚丙烯纤纤维丝、粉粉煤灰防防裂抗渗渗混凝土土施工配配制方案案，提高高混凝土土的防裂裂、抗渗渗能力，解解决高承承压

15、水作作用下混混凝土结结构裂缝缝的问题题。B、创造性性地解决决了5660m长组合合钢筋混混凝土环环梁施工工裂缝控控制问题题。5660m环环梁一次次浇筑，这这种C550高强强大体积积混凝土土施工，如如何防患患温度应应力与徐徐变收缩缩应力造造成混凝凝土裂缝缝，对环环梁的造造型、配配筋设计计、对高高强高性性能混凝凝土的稳稳定性、耐耐久性及及良好的的施工工工作性能能等的配配比设计计、混凝凝土浇筑筑与养护护等施工工操作管管理控制制等方面面提出了了挑战。经过研究认认为，混混凝土环环梁不适适宜留置置后浇带带这种施施工工艺艺，进而而研究出出采用混混凝土加加强带代代替后浇浇带的施施工技术术，填补补了国内内该技术术

16、领域的的空白。3.3、CC1000高强高高性能混混凝土施施工技术术针对本工程程的C1100高高强高性性能混凝凝土的应应用：本本工程开开发的CC1000高强高高性能混混凝土，工工作性能能优异，和和易性好好，易于于振捣，混混凝土泵泵送正常常。本工工程C1100高高强高性性能混凝凝土，初初始坍落落度为2220mmm2400mm，扩扩展度5550mmm6500mm，经经过4小小时后坍坍落度保保留值仍仍为2220mmm240mmm，且且工作性性能优异异，和易易性好，易易于振捣捣，混凝凝土泵送送正常，不不离析，不不泌水，粘粘聚性好好。3.4、超超大双向向预应力力水池板板技术创新新350000m2景观水池池

17、由于其其体量超超大超长长，双层层双向预预应力筋筋布置，还还有型钢钢结构，其其施工组组织、成成品保护护、质量量控制的的难度相相当大。在设计计过程中中，使用用大型有有限元软软件进行行了温度度场和应应力场计计算，与与温度应应力概念念设计互互为补充充，完成成了*水池池结构的的预应力力设计。水池的大面面积预应应力底板板采用了了双层双双向的预预应筋布布置方法，使使预应力力筋在板板中形成成了两层层网，上上层预应应力网的的密度略略大于下下层预应应力网的的密度，两两层预应应力网均均匀的布布置在7720mmm厚的的混凝土土板中，有有效的解解决了变变形控制制难的问问题，为今后后类似工工程的施施工提供供了科学学的施工

18、工依据和和宝贵的的参照性性。3.5、采采用整体体液压自自动爬模模技术三大剧院的的核心均均设计有有大型的的自动升升降式舞舞台，舞舞台上下下为超高高大筒体体结构，舞舞台的自自如升降降对筒体体墙的垂垂直度有有很高的的精度要要求。采采用新型型的整体体液压自自动爬模模施工技技术，使使墙面质质量达到到了设计计要求。4、壳屋面面设计和和安装技技术创新新壳体屋面由由钛金属属复合装装饰板部部分和玻玻璃幕部部分组成成。钛金金属复合合装饰板板，约有有180000多多块共 308800mm2，每块块形状接接近矩形形，主要要尺寸为为2m xx 0.8m。 玻璃幕幕约有667000 m22，单块块玻璃形形状接近近梯形，尺

19、尺寸较大大的为33.8mm x 2.33m，重重约7000kgg。在壳壳体的中中央是弧弧线型渐渐开式玻玻璃幕，北北入口处处玻璃幕幕宽约1106mm，南部部玻璃幕幕宽约442m。通过缜密、科科学的技技术准备备，按照照“屋面面钛板、玻玻璃幕墙墙的深化化设计；钛板幕幕墙的安安装工艺艺研究；钛板幕幕墙系统统验收标标准的研研究。”的技术术路线组组织攻关关，克服服巨大壳壳体屋面面的变形形控制难难等诸多多技术问问题，最最终圆满满完成了了特殊的的壳体屋屋面的设设计和安安装任务务。经过1：11实体模模型研究究验证，确确定钛金金属复合合板部分分屋面主主要构成成是：44mm厚厚钛金属属复合装装饰板、1mm厚刚性防水

20、板（铝镁锰合金）、100mm厚超细玻璃棉保温层、2mm厚镀锌钢板隔音层、二次刚结构（主次檩及其支撑）、吸音层（25mm厚）等，构造如下图示意：钛金属复合板植物纤维吸音材料 主檩条钛金属复合板植物纤维吸音材料 主檩条玻璃棉保温层 2mm镀锌钢板隔音层 次檩条钢结构钛金属复合板屋面主要构成 蘑菇头/发光钉维修轨道铝镁锰合金钢性防水板 这种刚性防防水、保保温、隔隔声、吸吸音的屋屋面系统统，能很很好地达达到功能能和装饰饰的质量量要求。创造性地采采用1mm铝镁镁锰合金金钢性防防水板（Kalzip），兼具防水、隔音、环保等多种功能。在室内侧附着在2mm钢板表面上的吸音材料采用植物纤维为原料的K13喷涂料，

21、非常环保，兼具隔音、吸音、防潮功能，大为减轻了雨滴噪音（击鼓效应导致的噪音放大）。采用的钛金金属复合合板、刚刚性防水水板在当当时国内内没有工工程先例例，且现现行国家家(行业业)规范范中，尚尚无相应应工程施施工与验验收的专专业标准准，为满满足本工工程结构构覆盖外外壳施工工及验收收需要，特特编制*结构覆盖外壳工程钛金属复合装饰板和刚性防水板施工质量验收标准。屋面施工前顺利通过了专家论证，已经在北京市建委备案。还采用以下下先进的的创新技技术：钛合金表面面经特殊殊处理后后对轻微微划伤能能进行自自我修复复。玻璃幕采用用中空充充氩、夹夹胶、超超白半钢钢化玻璃璃（122155A881.52PPVB8），节节

22、能降耗耗作用明明显。玻玻璃表面面的纳米米涂层能能形成自自我清理理的薄膜膜，可氧氧化分解解部分微微小尘土土，在一一定大的的雨量下下可自我我清洗，这这能节省省许多水水资源。壳体屋面上上的蘑菇菇灯全部部采用低低能耗高高光效的的LEDD二极管管发光技技术，做做到在低低能耗的的前提下下，蘑菇菇灯与钛钛金属板板和夜空空有机地地融合，在在夜幕下下达到繁繁星点缀缀的效果果。壳体屋面的的创新技技术应用用都体现现了科技技与建筑筑艺术的的完美结结合*的椭椭圆球形形屋面较较为特殊殊，外头头有钛金金属板做做装饰面面，很难难说哪个个是房顶顶，哪个个是墙。原设计用橡胶或者油毡的做法，就必须在橡胶或油毡上打眼，穿透以后才能跟

23、钛金属板固定。这样有两万多块板，要打八万个眼。这是个大难题。而且橡胶、油毡有使用年限，十五年就得更换。通过用铝板进行咬合的实验，用铝金属来代替橡胶、油毡，防水效果更好，而且没有年老化的问题。壳体屋面钛板接缝平顺、玻璃幕胶缝饱满。经过两个雨季，刚性防水板部分无一处渗漏；玻璃幕无渗漏点。5、*厅GRRC吊顶顶板制作作和安装技技术创新新当时国内GGRC吊吊顶板没没有工程程先例，为满足足本工程程*厅GRRC吊顶顶板施工工及验收收需要，特特编制*音乐厅GRC吊顶板制作、安装、检验及验收标准。施工前通过专家论证，并在北京市建委备案。6、大型复复杂公建建工程测测量技术术和管理理创新创建了大型型复杂公公建工程

24、程测控体体系及管管理模式式，总结结出复杂杂曲线实实体的放放、校成成套技术术，并实实现了内内业工作作程序化化、数字字化。*施工工测量技技术研究究获20007年度度优秀测测绘工程程奖“金奖”。7、项目管管理创新新7.1、为为了提高高竞争力力、提高高管理水水平、降降低成本本、避免免恶性竞竞争、实实现强强强结合，本工程由三家大型总承包企业组成联合体，共同参与投标、实施管理、竣工结算等，当时在国内是一种新的项目承包模式。7.2、实实施期间间如何发发挥联合合体的优优势，这这是摆在在本工程程管理者面面前的主主要课题题。如何发挥三三家成员员企业各自自的优势势，是许许多管理理决策的的出发点点。从开开始签署署联合体体合作协协议书直直到最后后竣工结结算，自自始至终终主要是是围绕着着这一主主线来开开展联合体总承承包管理理工作的的。例如，参与与投标时时就确定定了“北京城城建”作为联联合体牵牵头方发发挥本地地企业的的优势。工工程伊始始，按各各家专业业优势，确确定北京京城建集集团负责责土建施施工，“香港建建设”负责装装饰装修修，“上海建建工”负责壳壳体钢结结构施工工。7.3、项项目管理理组织架架构的创创新联合体三家家成员首先先成立了了“联合体体管理委委员会”作为项项目的监监督和