9月15日,第十四屆全運(yùn)會(huì)在陜西西安精彩開啟。承擔(dān)十四運(yùn)開閉幕式及賽事主場館重任的,是西北地區(qū)最大的體育場——西安奧體中心體育場。體育場建筑形態(tài)取意自西安市花石榴花,建筑面積15.2萬平方米,可容納6萬名觀眾同場觀看。建設(shè)者傾力聚智,90天完成5.8萬平方米金屬屋面施工,為“石榴花”披就盛裝,驚艷世界。
28片“花瓣”造“城市符號(hào)”
2020年7月,西安奧體中心體育場正式交付使用;2021年9月,被命名為“長安花”的體育場迎來全運(yùn)會(huì)。西安奧體中心體育場擁有國際標(biāo)準(zhǔn)400米綜合田徑場,共設(shè)9條環(huán)形跑道、10條直跑道,內(nèi)含1塊國際標(biāo)準(zhǔn)足球場。作為我國西北地區(qū)首獲國際田聯(lián)一級場地認(rèn)證的體育場,西安奧體中心體育場也是國內(nèi)首個(gè)實(shí)現(xiàn)5G全覆蓋的智慧體育場,第12個(gè)6萬座以上大型綜合體育場。
從空中俯瞰,體育場宛如一朵由28片花瓣組成的碩大“石榴花”,絲綢之路是其設(shè)計(jì)脈絡(luò),寓意“絲路啟航,盛世之花”。安裝公司項(xiàng)目經(jīng)理李銳介紹道,“花瓣”是體育場的罩棚,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)使用28個(gè)“花瓣”單元構(gòu)成了花朵的抽象形態(tài)。
構(gòu)思精巧的造型背后,是復(fù)雜嚴(yán)苛的設(shè)計(jì)。28片“花瓣”共有7種不同造型,部分屋面高差達(dá)到了10米,整座體育場異型結(jié)構(gòu)更是多達(dá)6020塊。獨(dú)特的罩棚設(shè)計(jì),構(gòu)成體育場舒展的造型,營造出豐富絢麗第五立面效果。
2021年5月,全球知名專業(yè)體育場數(shù)據(jù)網(wǎng)站StadiumdB發(fā)布“2020年度全球最佳體育場”評選結(jié)果。西安奧體中心體育場榮獲“2020年度全球最佳體育場TOP10”,在建筑專家評審團(tuán)投票中排名第三位,成為年度中國唯一上榜的體育場。作為全運(yùn)會(huì)開閉幕式的場館, 西安奧體中心將成為西安“城市符號(hào)”。
毫米級微調(diào)搭高空“手術(shù)臺(tái)”
5.8萬平方米金屬屋面面積相當(dāng)于10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場大小,整體呈異形空間曲面結(jié)構(gòu),6020塊面板中僅有4塊完全相同,且屋面最高點(diǎn)約57米。如此高、大、奇的外衣,保證每一處都能合身至關(guān)重要。為此,項(xiàng)目引入“BIM +3D掃描”技術(shù),分三步走實(shí)現(xiàn)量體裁衣。
首先是BIM建模。安裝公司金屬屋面深化設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的建筑外形模型,為項(xiàng)目金屬屋面系統(tǒng)18000根檁條和6600塊面板搭建起可視化三維模型。其次是3D掃描。通過3D掃描機(jī)器人,對現(xiàn)場主體鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描,提取實(shí)體的點(diǎn)云數(shù)據(jù),降噪及逆向處理后,獲得基本實(shí)體點(diǎn)云模型。最后是合模分析。將點(diǎn)云模型與原設(shè)計(jì)模型整體導(dǎo)入BIM比對,確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與現(xiàn)場實(shí)際安裝結(jié)構(gòu)的偏差值。如此一來,根據(jù)偏差值精準(zhǔn)深化屋面檁條模型,將安裝誤差控制在1毫米內(nèi),讓起伏屋面呈現(xiàn)完美曲線。
“我們的工作就像在58米起伏不平的高空拼一張大圖”,項(xiàng)目總工程師趙歡解釋道,金屬屋面建設(shè)者又被稱為“鐵裁縫”,每根檁條、屋面板在他們手中變成了一條條絲線,BIM中的坐標(biāo)點(diǎn)就好比是一個(gè)針孔,再以亞毫米的精度“穿針引線”,一針針縫合出“外衣”的形狀和外觀。
為將設(shè)計(jì)理念“一比一”精確還原,原本精致的女生被屋面上的太陽曬得黢黑,大家都笑著說這才算融入項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。BIM設(shè)計(jì)師王菲,每天要在現(xiàn)場至少兩小時(shí),每次下現(xiàn)場身上除了圖紙、測量工具,還多了幾本厚厚的BIM書籍。項(xiàng)目通過運(yùn)用BIM技術(shù),節(jié)約建模時(shí)間30天,節(jié)省材料和安裝費(fèi)用1000萬元,整體縮短工期15天。2020年6月,項(xiàng)目獲得中國建筑防水領(lǐng)域最高獎(jiǎng)金禹獎(jiǎng)。
90天攻堅(jiān)再現(xiàn)“西安速度”
2019年5月11日開始進(jìn)行屋面施工,面臨90天閉水節(jié)點(diǎn),項(xiàng)目部組織項(xiàng)目立即展開與鋼結(jié)構(gòu)工程穿插施工。施工高峰期,近600名作業(yè)人員與11臺(tái)大型機(jī)械同場有序作業(yè),實(shí)現(xiàn)屋面區(qū)域全覆蓋施工,為保障西安奧體中心體育場屋面工程保質(zhì)保量出色完成。
此前,金屬屋面深化設(shè)計(jì)通常使用人工錄入數(shù)據(jù)的方式,完成一座普通場館類BIM建模工作需耗費(fèi)數(shù)月時(shí)間。項(xiàng)目引入Grasshopper參數(shù)化設(shè)計(jì),通過編寫建模邏輯算法,使計(jì)算機(jī)根據(jù)擬定的算法自動(dòng)生成模型結(jié)果。由此一來,機(jī)械性的重復(fù)操作被計(jì)算機(jī)的自動(dòng)運(yùn)算取代。項(xiàng)目全部BIM工作只需2名設(shè)計(jì)師共同配合即可完成。與人工錄入數(shù)據(jù)相比,可節(jié)約建模時(shí)間30天,縮短工期15天,節(jié)省材料和安裝費(fèi)用1000萬元。
檐口屋面最高點(diǎn)約58米,6000多個(gè)構(gòu)件的高空拼裝和交叉作業(yè)危險(xiǎn)系數(shù)極高。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用了“模塊化”拼裝技術(shù),通過Rhinoceros等軟件進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算和百余次反復(fù)驗(yàn)校,將構(gòu)件分成數(shù)百個(gè)單元進(jìn)行地面拼裝、分片吊裝、高空對接,再運(yùn)用大型的吊裝設(shè)備整體吊裝就位。如此一來, 危險(xiǎn)的高空作業(yè)被“搭積木”方式替代,施工效率較高空施工提升30%。
項(xiàng)目施工跨越西安最熱的6到8月,西北的夏季紫外線分外強(qiáng)烈,光滑的金屬屋面經(jīng)過一整天的太陽照射,表面溫度可達(dá)65攝氏度,打個(gè)雞蛋上去都能熟。要上到金屬屋面沒有電梯,項(xiàng)目每個(gè)人的“必修課”就是能熟練通過鋼梯籠、鋼梯爬到屋頂。“在檢查施工的過程中稍不注意,手就會(huì)被燙出個(gè)大泡,趕上雨季,稍不留神就被澆成落湯雞?!表?xiàng)目A片區(qū)工長申超峰回憶道。
2019年10月20日,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)統(tǒng)一著裝,全體來到施工現(xiàn)場,共同觀摩最后一塊屋面板的安裝。這塊只有一毫米厚度的鋁鎂錳合金板是屋面安裝最后一道工序,標(biāo)志著多達(dá)11層的屋面系統(tǒng)至此全部安裝完成,也見證了二局人攻堅(jiān)克難、誓報(bào)履約的勇氣與智慧。
白天,體育場內(nèi)是緊張激烈的各項(xiàng)賽事;晚上,市民游客散步健身、“全運(yùn)時(shí)間”被按下慢放鍵;道旁,LED泛光照明讓靜靜佇立的“石榴花”極富動(dòng)感韻律。當(dāng)世人發(fā)現(xiàn)一個(gè)激情澎湃的“新西安”,發(fā)現(xiàn)這個(gè)世界級聲譽(yù)的場館時(shí),故事也剛剛開始……
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