揭秘“城市建山”的硬核科技——上海世博文化公园双子山项目建设

   来源:预制建筑网    作者:屠鲜    浏览:24    
核心提示:2022年12月13日,上海世博文化公园双子山项目顺利完成表皮结构封顶。世博文化公园双子山项目由华建集团总控,上海院作为该工程项

2022年12月13日,上海世博文化公园双子山项目顺利完成表皮结构封顶。世博文化公园双子山项目由华建集团总控,上海院作为该工程项目的牵头单位和工程总负责单位,负责项目的土建全过程设计。环境院负责项目的主要景观方案及施工图设计。地下空间院(申元岩土)承担项目的勘察、桩基工程及地基处理咨询工作。建设咨询承担了项目全部的概算编制工作。


世博文化公园定位于建设世界一流公园,是黄浦江生态走廊的重要部分,上海中心城核心区最为大型的沿江公园,兼具生态、文化、科普、休闲等功能。双子山位于世博文化公园南片区,践行“绿水青山就是金山银山”理念,将为上海“一江一河”引入重要滨江山水新地标,还江于民,还绿于民,为市民创新都市生活体验。

世博文化公园双子山项目概况


项目定位


  • 1、世界一流公园

  • 2、占地约2平方公里

  • 3、黄浦江生态走廊的重要部分

  • 4、上海中心城核心区最为大型的沿江公园,兼具生态、文化、科普、休闲等功能


世博文化公园总平面图


世博文化公园项目总占地约188公顷,其中公园占地约154公顷;公园东至长清北路,南至通耀路-卢浦大桥,西北为黄浦江。

项目特点


  • 1、双子山占地面积30万平方米

  • 2、国内最大规模的人工仿自然山

  • 3、城市敏感环境

  • 4、技术创新:国内首次大规模采用PEC结构体系


  • 国内第一座高度超过40米的空腔人工仿自然山林


    双子山项目位于上海世博文化公园南区,占地约30万平方米,建成后将成为国内第一座高度超过40米的空腔人工仿自然山林。山体内部采用空腔结构,设有停车等多种建筑功能,并与外部交联互通。


    山顶覆土厚度2.5米(覆土荷载约5吨/平方米,考虑挡土墙及屋面斜板的荷载,恒载达到6吨/平方米),种植活荷载达到1吨/平方米,消防车道活荷载3.5吨/平方米,故具有“头重脚轻”的特点,给抗震设计带来一定挑战性,是结构选型的重点决定因素之一。表皮结构三维设计贴合山形构建,采用斜板+挡墙区格构型方案,既保证了仿自然山形,又精准控制覆土厚度不超载,提高整体设计的经济性。

  • 双子山位置和竖向


    区域地势北低南高,整体呈环抱之势与水体形成公园的山水格局。


    南区山体主峰高程为53米,次峰42米,余脉高程为8-33米不等,形成全区景观制高点及周边场地的聚焦点。


    北区两处主要地形,分别是世博花园东部启动区地形设计最高处高程为8-9米。音乐之林最高处高程为18米,与双子山遥相呼应。


    挖方主要涉及公园水体部分,主湖面常水位为2.80米,池底0.3米,局部深潭-0.7。东湖常水位为3.20米,池底0.3米,设计池底高程1.30米。

  • 拟建双子山主要技术条件


    • 1 采用桩基础、尽量减轻结构自重、满足市政设施和工程的控制要求;

    • 2 控制结构沉降量,最大沉降不大于5cm;

    • 3 提高结构刚度,控制小震下层间位移角,应小于1/1000;

    • 4 合理选择结构体系,满足设计使用年限和抗震性能目标要求;

    • 5 山顶构造满足不同坡度的堆土和种植需要;

    • 6 应符合建筑工业化要求、满足批复的预制率控制要求;

    • 7 抗震性能目标:C级


    堆山方式


    1、根据山体高度及山形特点,分为自然堆坡区和结构腔体区空腔区内可设置建筑功能,目前主要为停车库。

  • 2、自然堆土区与结构腔体区之间设置变形缝与挡土墙

  • 结构分区:

    • 1)分为两个区域:结构腔体区域、景观堆土;

    • 2)结构腔体区域共分为A、B、C三个建筑功能结构腔体区和5个非建筑功能结构腔体区,各区域间设置抗震缝;

    构建方式:山体和表皮

    • 1)山体部分:简单规则、柱网9mX9m、层高6m

    • 2)表皮部分:配合山形、绵延起伏




    国内目前在建的最大规模PEC结构体系建筑


    国内目前在建的最大规模的PEC结构体系建筑,更好满足耐久性、抗震性能等设计要求。双子山“以山为骨、以水为脉、以林为肌”,采用“叠山理水”的造景手法,还原自然野趣的山林溪瀑,展现都市山林风貌,山间设置曲幽步道,可供市民散步休憩,登坡望远。


    以山为骨、骨即山体结构,结构体系采用部分包覆钢-混凝土组合结构(简称PEC组合结构),PEC结构不等同于钢结构,其构件用混凝土填充H型钢,采用工厂预制、现场拼装方式施工,节点连接方式基本等同全钢结构节点,与PC结构相比较,连接质量有充分保证,同时利用了所包覆混凝土的刚度。PEC结构是一种创新的结构形式,结合了钢结构、混凝土结构的优点,在整体刚度、构件截面、节点连接及抗震性能等方面具有综合优势,经多维度比较后,PEC结构可以说是一种为双子山“量身定做”的结构形式,是优中选优的结果,符合国家双碳战略目标,贴合建筑工业化产业方向。

  • PEC相较于PC的优势


    • 节点采用栓焊连接,操作简便,质量易保证

    • 连续装配施工

    • 无模板工厂预制

    • 断面尺寸优化:相较于同尺寸的PC构件重15%-25%,依据

    • 含钢率不同有差异,但同尺寸下PEC力学性能更优

    • 无模板无支撑施工






    • PEC结构体系作为一项新体系和新技术,在设计过程中也遇到一些困难和挑战。该体系在该体系在方案及施工图设计过程中,国内尚无相应设计规范,上海没有应用案例,国内仅有数例小型项目的示范应用,高校有一些理论及试验数据;双子山作为上海市重点工程,该体系的采用也面临设计规范、计算方法等方面的挑战,设计团队充分通过多方案比较、计算分析等手段,充分论证了该体系在本项目中的适合性,提供了充分了论证报告进行了专项咨询和超限审查,在地产集团的大力支持下,促成了该体系的落地实施。


      工业化、数字化、智能化的施工手段


      在建造过程中,充分利用了工业化、数字化、智能化的施工手段。针对复杂的山形建筑空间结构,在利用包覆钢-混凝土组合结构(PEC结构)中探索出山形屋面建筑数字化、工业化建造技术,从PEC构件的加工及运输、整体施工流程、节点后浇筑、质量安全控制等方面采用工业化建造技术提升施工现场精细化管理水平。通过一系列技术手段,实现了从设计图到真实场景的落地。


      双子山内部除了要有钢筋混凝土的骨架支撑,还要完成表皮的分仓挡土墙、斜平面屋盖等二次结构施工,并在其上覆土回填形成山形建筑。


      为了适应山形独特的曲面形状,一建集团创新研发出山形建筑屋面施工关键技术,在一次结构上设置可满足屋面结构不同高度施工需求的移动工具式支架,以适应山形斜屋面不同高程工况,保证了山形屋面结构施工时的支撑稳定。

      在建造过程中,面对山体呈现的9000多个等高线、局部陡坡等造成施工难度大的现状,项目部充分利用BIM技术攻克难题。


      双子山山体坡度大且山体结构区回填土方量约30万平方米,导致土方上山困难,一建集团通过BIM技术对施工全过程进行模拟,利用山体分仓挡土墙新建一条“山”字型混凝土现浇道路与山体永久消防车道连通作为上山施工的主要通道,内侧山峰区域在次峰东西向较为平缓区域规划三条上山覆土施工路线,方便了覆土作业。施工时,面对现场大型设备数量多、间隔近、作业区重叠及存在作业高度差等问题,通过群机械防碰撞系统实时监测机械设备的相对位置,并采取预警、干预等措施,运用数字化手段避免施工安全隐患。

      预计2023年将完成绿植及景观造型的建设,

      2024年对外开放。

      素材来源:

      浦东发布

      华建集团Arcplus

      上海建筑设计研究院有限公司空间结构设计研究院-《装配式PEC 体系在世博文化公园双子山项目中的应用》刘宏欣








 
 
更多>其他技术推荐

预约
收藏
7
扫一扫打开小程序
021-33231363/1371/1336
关闭