数字化集成设计 突破传统建筑工艺创新高度

11月14日上午,当代佛教建筑地标――普陀山观音法界举行开园仪式。其上的建筑地标观音圣坛,更是以结构复杂、设计精巧著称,诸多新工艺、新材质的创新应用,展示了当代建筑技术驾驭复杂工艺的高超水平。

该建筑结构复杂,建筑外立面包括金属莲花瓣重檐山顶瓦屋面、金属背光艺术构件饰面雕刻石材饰面等,采用了铜、铝、钛、石材、玻璃等多种材质。建设总承包方中建八局介绍,不同分部工程有不同的施工次序,不同材质有不同的构造搭接方式,不同接驳处细部更是收口繁杂、施工处理难度大。此外,外立面表面都是由三维双曲线抛物线组成,无规则定位点多达数百个,稍有差错就会造成装饰完成面因无法闭合而返工。

为了克服难题项目团队深入剖析系统建造过程中技术和管理的重点与难点,通过整合文旅优势价值链、BIM、VR协同设计、研究传统工艺的现代化技术,采用逆向扫描、3D打印、数控加工等数字化工艺,并与石材雕刻、石材砌筑金属加工、金属安装进行集成,实现了设计、制作、施工过程的高效可控。

深入圣坛内部,结构形体双层混凝土斜交镂空网格,是以轴心对称的球形旋转体结构,结构高23.7米、底部直径60米、上口直径23米,剖面曲率29种、镂空网格15种,是国内首个超大空间斜交网格镂空体混凝土结构,在国际上都鲜有与其难度相当的装饰化结构。

须弥山双层斜交镂空网格体混凝土结构属国内罕见,其网壳结构受力复杂,支撑架体搭设难度之大,镂空网格洞口内壁为不规则曲面,留有槽型复杂线条,无法采用常规模板体系施工,模板定位复杂,精度要求非常高。

“2018年初项目团队拿到第一张设计方案效果图的时候,为其结构形态深深震撼。这个结构比项目团队以往见到的任何结构都要困难,整个课题仅研究就用时整整1年。”项目团队介绍,面对此工程难题,多项创新技术措施、参数都需要经过样板验证。为保证须弥山结构的品质和进度,项目团队在工法稳定后即开始组织样板实施,组建优质施工团队,实施三次样板施工,在前两次样板效果失败的基础上总结经验,终于在第三次样板拆模后,一次性通过验收。

从2018年7月现场启动正式施工,到2019年7月须弥山结构全面完成,项目团队历经磨难,在投影面积不足3000平方米,高达23.7米的空间内,浇筑混凝土3600立方米,绑扎异型曲面钢筋1300吨,最终实现了“须弥山”结构完美履约,项目科技成果“普陀山观音圣坛项目关键施工技术研究与应用”经鉴定,总体达到国际领先水平,此外项目形成了专利40项(发明20项),省部级工法5项、核心期刊发表论文13篇。(钟晨宝