施工技术 | 奋斗70年，辉煌建设路——大型公共建筑

奋斗70年，辉煌建设路

2019年是新中国成立70周年。70年披荆斩棘，70年风雨兼程。中国建筑业走过了不平凡的发展道路，取得了举世瞩目的辉煌成就。目前，我国建筑业建造能力和技术水平已步入世界先进行列，建造了大量高、大、精、尖的工程项目。这些大型、超大型项目的成功建设，反映了我国建筑业已经具有卓越的设计能力和施工建造能力，可以自豪地屹立于世界建筑强国之列。值此佳节，举国同庆，施工技术特推出：“奋斗70年，辉煌建设路”专题报道，向伟大祖国献礼，祝福祖国永远长青！

下面小编介绍中国最大的大会堂——人民大会堂，剧院之最、世界最大穹顶——国家大剧院，世界跨度最大钢结构建筑—“鸟巢”，全球独一无二的地下奇特大工程——上海世茂深坑酒店建造背后的故事，彰显我国大型公共建筑的飞速发展。

01

人民大会堂

人民大会堂1958年10月动工

1959年9月建成

从选址到敲定设计图纸仅用50天时间

面积之庞大

功能之复杂

设备之众多

体量之厚重

建造之神速

在世界建筑史上都属奇迹！

在新中国刚刚建立、百废待兴、物资匮乏的年代

中国人凭什么能完成这样的壮举？

历史能告诉我们的

总比我们想象中的还要多

......

中国人民创造的奇迹

人民大会堂坐西朝东，南北长336米，东西宽206米，高46.5米，占地面积15万平方米，建筑面积17.18万平方米。比故宫的全部建筑面积还要大。

“一万人开会”之设想

1958年，毛泽东在北戴河的中央政治局扩大会议上决定，为庆祝新中国成立10周年，中央设想在北京建一批包括万人大会堂在内的重大工程。

“七万平方米”之僵局

北京市规划局设定的大会堂建筑用地标准是：东西宽140米，南北长270米，建筑面积不能超过7万平方米。

按这个标准算，做一个万人大会堂，平摊到每个座位也不过7平方米的面积，尚不及首都剧场每人每座13平方米的面积。

可见，7万平方米根本不够用。而所有设计师都在绞尽脑汁想着如何最大限度地利用这个数字，但没有人能做到设计的完全合理。

三十万人次义务劳动

据统计，在人民大会堂工程建设中，先后有30万人次参加了工地的义务劳动。

正在成千上万的义务劳工干得热火朝天时，问题又出现了。当时中国物资匮乏，周总理又指示，大会堂工程具有特殊政治意义，所用材料必须全部使用国货。

1958年底，国庆工程指挥部向全国各省市求援。全国各地的工厂、工人全情投入到为大会堂工程赶制材料的工作中去。

十月奋战

十个月完成17万平方米的殿堂类建筑工程，是人类建筑史上的奇迹。在施工组织上，关键问题是如何在错综复杂的工地上创造更多的“施工面”。众多子项中，万人大礼堂的工种最为繁多，相互掣肘，例如地面、挑台和天花需要同时施工推进。工人们利用穹顶和挑台顶上成百上千个灯孔，从钢梁上垂下一根根不落地的杉篙（当时脚手架用的细长原木），又在这些杉篙端部倒悬横向的“顺水”杉篙，最终把整个大礼堂空间做出了天外有天的八层操作台，解决了同时施工的难题。

02

国家大剧院

在新中国70年发展征程中

它建证了许多重要历史时刻

在人民大会堂西侧

一泓碧水中卧着半边“巨蛋”

这就是中国文化艺术的最高殿堂——

国家大剧院

1998年4月，国务院批准国家大剧院工程立项建设

1999年7月，中共中央政治局常委会讨论同意国家大剧院建筑设计方案

2000年4月，国家计委批准国家大剧院工程开始施工现场前期准备

2001年12月，国家大剧院工程正式开工建设

2003年4月，国家大剧院工程主体结构封顶

2003年12月，国家大剧院壳体钢结构安装完成

2007年9月，国家大剧院宣布工程基本完工

2007年12月，国家大剧院建成开业

设计理念

国家大剧院造型新颖、前卫，构思独特，是传统与现代、浪漫与现实的结合。大剧院庞大的椭圆外形在长安街上显得像个'天外来客'，与周遭环境的冲突让它显得十分抢眼。这座'城市中的剧院、剧院中的城市'以一颗献给新世纪的超越想象的'湖中明珠'的奇异姿态出现。国家大剧院要表达的是内在的活力，是在外部宁静笼罩下的内部生机。一个简单的'蛋壳'，里面孕育着生命，大剧院代表了一个时代的结束与另一个新的时代的开始。

剧院之最

・世界最大穹顶：整个壳体钢结构重达6475吨，东西向长轴跨度212.2米，是目前世界上最大的穹顶。

・北京最深建筑：大剧院地下最深处为-32.5米，相当于往地下挖了10层楼的深度，成为北京最深的建筑。

・亚洲最大管风琴：音乐厅内的管风琴共有6500根发音管，是亚洲最大的管风琴，造价达3000万元。

北京最深建筑

大剧院地下深度有10层楼高，有60%的建筑面积都在地下，是目前北京地区公共建筑最深的地下工程，最深的地方是-32.5米，这个位置在歌剧院的舞台正下方。大剧院地下十七米处，竟然是北京永定河的古河道 。

中国第一大穹顶

国家大剧院壳体结构由一根根弧形钢梁组成，1万8千多块钛金属板和1200多块超白透明玻璃形成3.6万平方米的巨大天穹，这个巨大的钢铁天穹几乎可以将北京工人体育场全部罩住。 令人惊奇的是，如此巨大的钢架结构中间却没有用一根柱子支撑。也就是说，重达6750吨的钢结构要完全依靠自身的力学结构体系来保证安全稳定。

03

“鸟巢”

它是北京的新地标

是一个时代的风向标

也挑战了中国建筑设计与营造新高度。

它就是国家体育场“鸟巢”

从2003年至2008年

在建设者不舍昼夜的努力下

“鸟巢”终于在2008年6月竣工。

“鸟巢”中选

2002年10月25日，受北京市人民政府和第二十九届奥运会组委会授权，北京市规划委员会面向全球征集2008年奥运会主体育场——中国国家体育场的建筑概念设计方案。

从2002年10月29日到11月20日，竞赛办公室共收到44家著名设计单位提供的有效资格预审文件，经过严格的资格预审，确定了14家设计单位进入正式的方案竞赛。

为征求公众意见，竞赛组织单位又将预审后的全部设计方案公开展出。历时6天，观众投票排名前三位是：“鸟巢”3506张、“浮空开启屋面”3472张、“天空体育场”3454张。“鸟巢”被确定为2008年北京奥运会主体育场——中国国家体育场的最终实施方案。

中外联手设计

“鸟巢”的方案设计是由瑞士赫尔佐格和德梅隆设计公司进行，而最终的施工图是由中国建筑设计研究院完成。由于“鸟巢”的结构十分复杂，要在图纸上精确绘制出数以万计的异形空间曲面，给出精确的施工尺寸，进而对这些异形构件组成的空间结构进行计算，需要用到参数化设计的方法。设计公司采用当时十分先进的三维设计软件CATIA、有限元分析软件ANSYS和SAP2000等，通过“高技”的方法终于将“鸟巢”从概念设计变成一张张精确的设计图纸。

工程难度空前

“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱。建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3米，短轴为296.4米，最高点高度为68.5米，最低点高度为42.8米。大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，柱距为37.96米。主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置，有22榀主桁架直通或接近直通。为了避免出现过于复杂的节点，少量主桁架在内环附近截断。钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件，交叉布置的主桁架与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。主看台部分采用钢筋混凝土框架剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完全脱开。

世界建造奇迹，“鸟巢”建造全过程

04

上海世茂深坑酒店

上海松江国家风景区

藏匿着一个废弃的深坑

这个深坑，是解放前日本侵略者的采石场

日本侵略者靠着这里采的石头建造了一个个碉堡

这个曾经城市的“伤痕”

如今成了建筑瑰宝惊艳全球！

作为世界十大建筑奇迹之一，上海佘山世茂洲际酒一直以“深坑酒店”的名称被大家熟知，地表-77米的深度让大家对“坑里“的景色分外好奇。

“深坑”亮相

作为中国建筑行业的又一大突破，上海佘山世茂洲际酒店建造的难度也是前所未有的。“深坑”进化史中使用了哪些建筑“黑科技”呢？

77m深全势能一溜到底混凝土输送技术

深坑酒店建造在约80m的深坑内且坑壁陡峭，为解决混凝土向下输送的难题，为了保证工程的进度、混凝土输送量，以及保证深坑内混凝土输送装置的稳定性，除采用上述三级接力输送技术，另采用77m深全势能一溜到底混凝土输送技术。

BIM应用：放线机器人

BIM机器人基于BIM的现场3D激光测量放样技术。它是采用“BIM云平台数据同步及BIM云链接测量”技术实现BIM模型与现场构件的对应关系，通过“激光标记棱镜杆系统”技术，提高棱镜投射点定位速度和精度，通过“连接平板电脑与棱镜杆装置”技术实现了3D测量技术能单人操作完成。

该项目引用了BIM放线机器人，利用其快速、精准、智能、操作简便的优势。将BIM模型中的数据直接转化为现场的精准点位，初步取得了良好的效果！

BIM应用：三维激光扫描

BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性项特点；而三维激光扫描技术则具有数据真实性、准确性特点。通过三维激光扫描施工现场得到真实，准确性的数据；通过对比检测得知施工现场是否在施工质量控制范围之内；旧的建筑物因为图纸不齐全或长年累月的位移导致在对其改造时因无法获取准确的数据信息，也就无法正确的实施改造；通过三维激光扫描改造现场，建立BIM体系模型，通过BIM体系模型建立整套的BIM改造方案。

深坑建造情况复杂，使用三维激光扫描技术可以为建筑的现状数据完整的采集和归档，为设计、施工提供真实的基础数据。也可以用于设计和施工协同、详图、制造和施工现场管理，给项目各方提供交流展示与管理的平台。

异形断面施工升降机装置

深坑酒店异形断面施工升降机系统解决了深坑酒店不规则、倾斜崖壁的施工升降机安装问题。

此装置利用塔吊标准节作为施工升降机的附着结构，将施工升降机附着于塔吊标准节的两侧，很好的解决了向下超深77m施工升降机的安装问题。

BIM应用：方案优化

以“一溜到底混凝土输送方案优化”为例。

本工程由地表下探77米，为解决混凝土超深向下输送的难题，自主设计了一溜到底以及三级泵送两套输送装置，将一溜到底超深混凝土输送装置与崖壁模型进行整合，寻找坑壁最优安装位置，方便日常维修，通过空间三维模拟，排除安装此装置可能产生的碰撞。

参考来源：