理论教育 苏州中心:3项挑战顺利完成,两座地景桥完美浑然天成

苏州中心:3项挑战顺利完成,两座地景桥完美浑然天成

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:可以说,C60自密实清水混凝土的应用,为两座地景桥实现轻盈大方的视觉效果提供了极大的可能性。由苏州中心商场三层平台伸出的两座地景桥,桥面从地面三层向金鸡湖畔流畅过渡,最大坡度达到了11.8%。这就意味着,C60自密实混凝土的高流动性又变成了挑战,在重力的作用下,混凝土易于向低处流淌,造成浇筑表面发生变形。

苏州中心:3项挑战顺利完成,两座地景桥完美浑然天成

作为全国首座三维异形刚构桥梁,苏州中心地景桥创新引进了BIM技术,攻克了整体式钢模设计制作的难题,并在三维异形钢筋下料和“C60自密实清水混凝土”浇筑技术上完成了超高难度的挑战。

相对于简洁有力的直线,曲线赋予建筑柔和、灵动的美感。作为国内首个三维异形刚构桥梁,这2座架设于金鸡湖畔和苏州中心之间的地景桥在作为绿色纽带的同时,以其异形的双曲面造型和简洁的清水混凝土质感,成为城市中心别具一格的超大型“建筑雕塑”。但是,要使2座三维异形桥梁实现蓝图中流畅灵动的身型,苏州中心项目管理团队却面临着很大的难题。

2座地景桥桥长约100米,北桥包括主桥1座、分支桥梁3座;南桥包括主桥1座、分支桥梁2座。墩柱共计26个,造型大致分为三种,分别为三维空间双曲面异形桥墩、等截面圆形墩和变截面圆形墩。其墩柱和箱梁采用高强度混凝土同步浇筑,线条简洁圆润,浑然一体。

造型独特的空间三维异形模板该如何设计、加工?又该如何下料、安装?高强度混凝土如何实现11.8%坡度的浇筑?作为全国首座三维异形刚构桥梁,苏州中心地景桥创新引进了BIM技术,攻克了整体式钢模设计制作的难题,并在三维异形钢筋下料和“C60自密实清水混凝土”浇筑技术上完成了超高难度的挑战。

首先,是整体式钢模的设计与制作。为达到浑然一体的清水饰面效果,设计要求采用8毫米钢板,且模板加工不能使用常规的“以直代曲”的制作方式。经过反复研究,最后通过提取BIM模型中钢模版的空间参数,进行1∶1建模,从三维分解成二维,结合具体的曲面曲率及曲面预拱度进行有效分块,不仅可以尽可能的减少曲面分块数目,还可以以此控制模板拼缝的对称美观性及加工过程中拼缝的可调性,曲面板之间的接缝质量也可以大大优化,很好地保证了曲面的拟合度。下料期间,对曲面板进行二次弯曲,以达到基本双向弯曲,最后在具体焊接期间对其精确定位。为确保拼装精度,在生产过程中,模板的最大面法线误差不得大于2毫米,特别是天桥墩柱及天井等部位的异形钢模,在加工厂完成加工和预拼后,出厂前还需要用三维扫描仪对其进行“全身”扫描检查,经验收合格后方能出厂,运至现场进行正式拼装。

平整光滑、色泽均匀的清水混凝土装饰效果

曲线优美的三维异形地景桥

高强度混凝土浇筑11.8%坡度(www.daowen.com)

作为全国首座三维异形刚构桥梁,苏州中心地景桥创新引进了BIM技术,攻克了整体式钢模设计制作的难题,并在三维异形钢筋下料和“C60自密实清水混凝土”浇筑技术上完成了超高难度的挑战

其次,是三维异型桥墩钢筋的加工与绑扎。作为自重荷载超大的桥梁,墩柱主筋最大直径达到40毫米,远远超出常规的25毫米规格,如此“粗壮”的钢筋绑扎而成的不规则桥墩“骨架”,在搭设时如何实现精准的空间定位? 为更有效地降低空间三维异形桥墩钢筋的施工难度,提高钢筋加工精度尤为重要。如果采用传统的施工工艺,一是只能弯制二维平面钢筋,二是三维曲面钢筋需制作钢筋胎架方可进行施工,胎架制作完成后需人工反复对照胎架进行钢筋的试弯曲工作,耗费人力、物力和时间,且精度较低。苏州中心地景桥基于BIM建模,进行空间参数提取,然后用数控弯曲机把40毫米钢筋拧成所需弧度,让普通钢筋“变身”三维异形钢筋,快速、精准地构成了地景桥桥墩的“骨架”。

最后,是高强度混凝土的浇筑。站在地景桥下面,一根根曲线“圆润”的柱子、曲线优美的桥身和桥中间椭圆形的镂空天井让这座桥显得“与众不同”。为了使两座地景桥结构上能满足荷载,造型上又足够轻盈,施工上首次大面积采用抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的C60高性能自密实混凝土一次性浇注成型,整个桥体外饰面浇筑面积达到10000多平方米。这种全新的建筑材料比普通混凝土高出4~6倍的高抗压强度,能有效减小建筑构件的截面,减轻结构自重,且具有高流动性、匀质性、稳定性的特点,和平整光滑、色泽均匀的清水混凝土表面装饰效果。可以说,C60自密实清水混凝土的应用,为两座地景桥实现轻盈大方的视觉效果提供了极大的可能性。

然而,新型材料的选择却给浇筑带来了难题。由苏州中心商场三层平台伸出的两座地景桥,桥面从地面三层向金鸡湖畔流畅过渡,最大坡度达到了11.8%。这就意味着,C60自密实混凝土的高流动性又变成了挑战,在重力的作用下,混凝土易于向低处流淌,造成浇筑表面发生变形。

为了保证混凝土便于摊铺,又能把流动性控制在一定范围内,混凝土的配比就显得至关重要。经过4个月的反复研究和坍落度试验,终于完成了对混凝土配置的优化,很好地解决了坡度浇筑与清水混凝土表观的矛盾。对于巨型混凝土的浇筑工艺,同时还要考虑水化热的问题—混凝土硬化时会不断产生热量,如果内外温差过大,热胀冷缩,甚至会引起混凝土炸裂。这就要求浇筑过程中严格控制分层,分批分次,逐步完成浇筑。

通过现代技术的应用和对施工过程精益求精的严格管控,使金鸡湖畔成功架设起2座曲线优美的三维异形地景桥。

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