彭強 王群清 潘建國 吳晨晨 楊慧椋

中國建筑第八工程局有限公司 上海 200092

1 工程概況

援柬埔寨體育場項目位于柬埔寨首都金邊市東北郊規(guī)劃的體育中心內(nèi)，距市中心約15公里，項目總建筑面積82400㎡，設觀眾座席6萬座。包括運動場地、看臺、功能用房、體育智能化系統(tǒng)及體育場相關附屬設施。

2 選擇課題

2.1 需求分析

①索塔作為斜拉索桁架柔性罩棚體系的主要錨固承力點，索塔的成型精度控制直接影響到后續(xù)索結構張拉以及屋蓋罩棚體系整體成型效果，對索塔造型控制質(zhì)量要求高。②索塔造型復雜，人字形空間變曲面索塔結構，屬世界首例。索塔的左右兩個塔肢均由A、B、C、D、E五個自由雙曲面組成，其中A、B、C三面由直線旋轉向上形成，D、E兩面由不同半徑圓弧旋轉向上形成。③索塔截面的圓弧段隨高度上升不僅弧長發(fā)生變化，圓弧半徑也同樣變化了28次，給配模放樣帶來了極大難度，傳統(tǒng)的“主次龍骨＋面板”的模板體系，難以實現(xiàn)索塔造型。通過上述分析，確定QC小組的需求為“保證索塔復雜結構的成型質(zhì)量”。

2.2 確定方向

針對上述問題，活動小組在國內(nèi)國外市場進行充分調(diào)研并多次召開專題會討論并，提出了鋼模板技術創(chuàng)新、塑料模板技術創(chuàng)新、木模體系技術創(chuàng)新三大研究方向，并進行對比分析：

鋼模板和塑料模板加工工藝復雜，且均需從國內(nèi)定做后運輸?shù)浆F(xiàn)場；周轉利用率方面，因索塔4肢兩兩對稱，兩兩相同，鋼模板和塑料模板僅可周轉2次，而木模體系除面板之外的其他結構均可多次周轉；在經(jīng)濟性方面，木模體系預計產(chǎn)生經(jīng)濟效益700余萬元。且因木模體系可以在現(xiàn)場加工，屬地化程度更高。最終確定木模體系為本QC小組研究方向。

3 設定目標及目標可行性分析

設定目標：研發(fā)一種可以實現(xiàn)空間變曲面索塔結構的木模板體系。

目標值：索塔三維空間坐標復核后，各控制點偏差≤8mm，合格率≥94%。①目標可行性分析，首先將借鑒內(nèi)容與目標進行對比分析，雖然以上兩種方法均無法直接滿足需求，但是均有其獨特性和可借鑒性，若將兩種方法進行組合，充分利用借鑒點，并對既有方法進行再創(chuàng)新、再改造，便能完成活動目標。②小組擁有資源和能力分析。針對海外欠發(fā)達地區(qū)，資源必須考率：通過選擇木模板體系，大大提高了屬地化程度，物資資源有保障。

能力方面：本QC小組在以往QC活動中取得過優(yōu)異成績，QC活動經(jīng)驗豐富；小組幾位成員是專業(yè)BIM工程師，具有較高BIM水平，項目作為股份公司的科研立項課題之一，技術資源有保障。

綜上所述：目標可以實現(xiàn)。

4 對策實施

4.1 對策一：造型木質(zhì)量控制

我們利用BIM技術進行設計出圖，通過以下三維建模等八個步驟，可精確設計出造型木加工圖。

造型木的加工使用原材為50mm厚實木跳板，材料廉價且易于尋找。為了保證加工精度，造型木裁切使用專用細木工帶鋸進行加工。

效果驗證：措施實施后，小組成員對造型木曲線定位點進行了復核，與圖紙偏差均可控制在±3mm以內(nèi)，達到目標要求。

4.2 對策二：雙槽鋼主龍骨安裝

優(yōu)選質(zhì)量合格12#槽鋼作為主龍骨材料，依據(jù)索塔傾斜角度并考慮單塊模板安裝便捷性設計出每根槽鋼長度及布置圖；最后通過放置地面控制線來精確布置槽鋼主龍骨。小組成員對雙槽鋼主龍骨平面內(nèi)位置及上表面標高均進行了復核，達到目標要求。

4.3 對策三：工字木梁安裝固定

采用型號為H20的工字木梁作為次龍骨；根據(jù)槽鋼主龍骨布設位置，設計出工字木梁安裝位置圖，精確布置每一根工字木梁位置；最后利用新型可旋轉抓件對工字木梁與槽鋼進行連接。效果驗證：工字木梁安裝位置精確且與槽鋼連接牢固性，目標達到。

4.4 對策四：安裝固定造型木并鋪裝面板

造型木安裝固定時：因每一塊造型木形狀都不相同，需根據(jù)造型木編號，將每塊造型木精確布置于工字木梁特定位置。面板鋪裝必須保證面板與造型木貼合嚴密。

效果驗證：面板鋪裝完成后單塊模板即全部加工完成，通過測量定位點位置與三維激光掃描兩種方式對模板完成面進行復核，偏差均控制在±5mm以內(nèi)，目標達到。

4.5 對策五：模板整體拼裝

通過建立三維測量控制網(wǎng)精確定位各塊模板位置；利用多角度陽角拉桿固定裝置對結構陽角相鄰模板進行連接固定。

效果驗證：措施實施后，小組成員對模板整體支設加固情況進行檢查復核，模板位置滿足要求，且澆筑混凝土后未發(fā)生脹模現(xiàn)象，目標達到。且未造成安全、質(zhì)量等方面的負面影響。

4.6 對策六：樣板實施驗證

通過制作標高6.9-9.1m實體樣板檢驗該模板體系各對策可實施性。樣板完成情況良好，達到目標要求，且未造成安全、質(zhì)量等方面的負面影響。以上各對策可行。

5 標準化

通過本次QC活動，研發(fā)了一種空間變曲面索塔木模板體系，該模板體系使用BIM技術進行造型木設計出圖，利用槽鋼背楞及工字木梁作為主次龍骨進行固定，尺寸精確，拼縫無錯臺，表面平整，加工精度好，滿足了復雜異形混凝土結構的造型要求。應用本課題的模板體系，高質(zhì)量完成項目索塔結構建造，達到預期試驗效果，形成施工作業(yè)指導書，存檔并建立實施標準?？偨Y科技成果，形成成套圖紙，模型，指導類似空間異形混凝土結構施工作業(yè)。