举世瞩目的耀雪冰雪世界于2024年9月6日正式营业。上海建工机施集团在全球最大室内滑雪场的建造中,充分发挥钢结构“深化-加工-安装”一体化的核心竞争优势,以及钢结构工业化、数字化的工程建造能力,成功实现了超大型室内滑雪场钢结构工程的精益建造,突显了城市建设主力军的品牌影响力。
耀雪冰雪世界位于上海临港新片区,由上海陆家嘴(集团)有限公司和上海港城开发(集团)有限公司联袂打造,项目包括室内滑雪场、溜冰场、水上乐园和四大主题酒店,建成后为集综合体育、文化、休闲、娱乐、旅游于一体的全球最大室内滑雪乐园。本工程由上海建工集团总承包,钢结构工程由上海建工机施集团实施专业主承包。
冰雪世界航拍图
室内滑雪场内景
1 工程概况
本工程滑雪场是长约280米,宽约140米,地上4层,地上结构标高:-0.100m~+79.700m。结构体系为“框架钢结构+平台钢结构+屋盖网架钢结构”多类型结构组合体系,在不同标高钢结构平台及屋盖网架结构之间设置“初、中、高”三条钢结构滑道。滑雪场钢结构总吨位约25912t,其中屋盖网架约7000t。
滑雪场钢结构三维图示
其中屋盖网架覆盖整个滑雪场区域,面积约39200㎡,所处标高为:+29.000m~+74.050m,整体呈现为平面异型、立面倾斜的结构特征,为室内平台和滑道的布局营造足够的空间。网架通过球型固定钢支座或弹性支座,与不同类型和区域的下部结构相连接:西侧支承于低区商业房混凝土框架结构顶部,南北两侧支承于混凝土排架柱顶部,跨中通过6根钢管柱支承,东侧与精品酒店的结构柱相连。网架形式为超大型焊接球节点正交正放四角锥网架,标准网格平面尺寸为8.4m×8.4m,高度为8.5m。网架弦杆及腹杆主要采用无缝钢管和焊接钢管,焊接球节点采用加肋空心球及加肋谷仓形球,单个焊接球直径最大达1.4m,重量约5t,为国内首例。
屋盖网架与支承结构相互关系
滑雪场屋盖网架组成图示
2 创新技术应用
2.1 超大型室内滑雪场综合体钢结构建造技术
本工程滑雪场综合体钢结构体量大、面积广、结构体系多、空间关系复杂,与常规项目不同的是,冰雪运动场馆对保温和制冷的要求极高,保温施工、制冷设备安装等严禁与现场动火作业交叉进行。根据屋盖西低东高、室内不同标高层次钢结构的总体分布特征,提出了“高低区同步施工、先下部平台钢后上部屋盖、滑道流水穿插施工、最后实施主题包钢结构”总体建造技术路线。将滑雪场以中心为界,分为高低两区同步施工、流水搭接;率先实施地下室顶板及8m、16m钢结构平台,为屋盖网架的拼装创造条件;同步进行低区屋盖网架及高区平台安装,再流水同步安装低区滑道及高区屋盖网架;最后进行室内滑道楼层及主题包小单体钢结构安装。本工程的综合施工技术不仅满足了结构逐步加载成型的设计要求,也合理利用了既有结构的支承作用,成功压缩了建造工期,并为后续其他专业的施工创造了有利条件。
滑雪场结构透视
1)高区8m及16m平台安装,低区网架地面原位拼装
2)低区网架提升,高区网架8m及16m平台上原位拼装
3)高区网架提升,滑道钢结构流水穿插施工
4)主题包小单体钢结构安装
1)2)3)4)图为滑雪场综合施工关键流程
2.2 “超高、超重、折线型”大跨度屋盖网架数字化整体安装技术
本工程屋盖网架总用钢量约7000t,长度达328m,最大跨度达135m,整体坡度达13度,网架结构安装难度大、安全风险高。机施集团项目团队结合高低区并行施工总体流程,充分借助屋盖网架下部支承结构,通过数字化模拟分析和方案推演,制定了“分块整体提升与高空拼装相结合,分区屋盖依次补缺连接,隔区逐级卸载成型”施工技术方法,实现了135米跨度、8.5米高度、超高超重折线型焊接球钢网架的大分区高效整体提升安装。
网架整体安装技术方法
网架加载成型模拟计算
根据不同提升机构设置工况,研发了基于安全保护装置的被动卸载技术及基于转换梁刚度弱化的主动卸载技术,解决了大刚度、重负荷下提升机构安全性卸载的难题。研发设计了超高大偏心提升辅助支架装置,解决了不同支承点位、不同独立高度的提升辅助支架的设计难题,实现了不同拼装形态网架的整体提升。研发了大尺寸焊接球节点重型网架胎架拼装技术及调节支架装置,解决了由于网架腹杆截面及焊接球直径过大导致的网架斜腹杆无法直接进档安装的难题。
网架整体提升点位布置图
提升辅助支架设计
超大型焊接螺栓球节点拼装技术
研发了数字化测量与控制技术相结合的整体提升技术,打通数字测量与控制策略的连接通道,形成控制闭环,使提升系统具备智能化施工能力;探索应用了AI技术,初步实现了结构安装仿真、施工过程实景模拟及施工过程的追溯。
数字化整体提升技术
2.3 双曲面多类型滑道钢结构数字化设计及安装技术
室内滑雪场3条滑道分为直线坡道段和双曲面坡道段,双曲面坡道段楼板标高差异明显,最大坡度达26°。为解决双曲大坡度楼承板深化及安装的技术难题,研究应用了滑道双曲面区域桁架板的单元化、参数化设计技术,通过以直代曲的数字化循环拟合分析,计算最合理的板块尺寸、最经济的铺板方案,满足了设计的双曲面建筑造型。开发了坡道结构楼承板托架的参数化模型放样软件程序,能够自动计算并批量生成不同规格的结构铺板托架构件详图,节约了深化设计工作量,提高深化图纸质量和出图效率。
双曲面滑道楼承板数字化设计及现场铺装
异形坡道结构参数化模型放样
楼承板托架自动放样和出图
上海建工机施集团充分发挥钢结构深化加工安装一体化和数字化智能建造的技术优势,基于耀雪冰雪世界钢结构综合体的结构特性和工况需求,研发了超大型室内滑雪场综合体钢结构建造技术、“超高、超重、折线型”大跨度屋盖网架数字化整体安装技术、双曲面多类型滑道钢结构数字化设计及安装技术等多项建造关键技术,成功实现了全球最大室内滑雪场复杂异形钢结构的精益建造,为上海城市建设持续贡献智慧和力量。
说明:内容来源“上海建工科技创新平台”