國內首例UHPC作大規模單獨受力構件，數字化技術造中國最美“中國扇”！

由來：上海建工

文 | 薛旋青

前言：上海浦東后灘，一把“中國扇”正鋪展開來。近日，由上海建工四建集團公司承建上海大歌劇院新項目核心區，獲得關鍵進度，實現了第九環節C70混凝土澆制，核心區到頂。

為了能讓最美麗“中國扇”在黃埔江綻開，建設中應用了很多新技術應用、新技術、新型材料，例如，應用UHPC做為建筑構造中大規模獨立承受力預制構件在中國可謂第一例，用智能化行動超難度很大雙螺旋結構隨意曲面混凝土厚殼等。新項目迄今共進行九個環節施工、62根UHPC預制箱梁起吊及預應力張拉、1560方雙曲面厚殼及關鍵柱混凝土澆制。

上海大歌劇院坐落于世博文化公園內，建筑面積超出14萬平方，有著不一樣大小的小3個歌舞劇廳，能同時符合中國民族歌劇與西方經典歌劇的表演，將是未來亞洲地區演藝中心的歷史文化戰艦。

上海大歌劇院全部建筑形態取“中國扇”之義，非常大的臺階螺旋形升高，延伸至上空，恰如扇子扇柄。螺旋式屋架都是面對群眾舞臺，既可以舉辦大型活動，又可為廣大游客的日常參觀考察給予快樂。建筑造型選用幕墻，寬敞明亮，人們在建筑空間就可欣賞世博文化公園的風景。

為了能讓最美麗“中國扇”在黃埔江綻開，建設中應用了很多新技術應用、新技術、新型材料。

“扇軸”核心區被劃分成A、B、C三區，在其中A區是最多15米挑架室內樓梯構造，B區是1.2-1.5米粗厚雙螺旋結構隨意曲面混凝土厚殼，C區是建筑中人鋼結構屋面。

上海大歌劇院核心區基本建設，從2022年11月的A區首梁起吊和B區第一段澆制發展，迄今共進行九個環節施工、62根UHPC預制箱梁起吊及預應力張拉、1560方雙曲面厚殼及關鍵柱混凝土澆制，順利完成了核心區結構封頂的發展目標。

中國初次

UHPC以規模性獨立承受力構造展現

A區挑架樓梯梁截面高度受建筑尺寸限定，僅有725mm高，鋼架結構等基礎加工工藝難以實現型體，因而，對A區構造選用UHPC開展打造出，而UHPC做為建筑構造中大規模獨立承受力預制構件，在中國可謂第一例。

為了實現繁雜主體結構施工，工程項目建立了UHPC科技攻關工作組，確認了預應力鋼筋UHPC預制件構件足尺試驗、核心區構造設計、核心區主體結構施工經濟可行性三項科技攻關每日任務。

為證實UHPC工藝技術可行性分析，四建集團與華東院、上海同濟大學協同制訂UHPC剛性足尺實驗方法。2021年9月，新項目依次進行二根UHPC預制件構件的試澆制，并全面啟動足尺試驗。通過試驗載入，二根梁的抗裂纖維檢測、撓度值檢測、承載能力檢測均達到混凝土產品質量檢驗規定，證實具有較好的物理性能。

2022年10月31日，經過16個月科技攻關，上海大歌劇院戶外螺旋樓梯A區運行UHPC挑架預制箱梁首梁澆制。研發團隊把核心區數據模型分析化，根據數值計算方法集成化至Excel報表，并符合線下查詢，當場實時分析定位點精準度。

數字化賦能

行動難度很大雙螺旋結構隨意曲面混凝土厚殼

B區雙螺旋結構隨意曲面混凝土厚殼薄厚大、自身重量承載力大，曲面傾斜度慢慢轉變，較大傾斜度達71°，且60%區域為重疊區，重疊區上端殼體結構工程施工受下構工程施工危害，同是一項沒經驗可供借鑒的建立難點。

項目用心科學研究制做1比1錨固區建筑鋼筋大樣圖的前提下，對建筑鋼筋、模版、模板支撐體系等分部分項逐一方案策劃仿真模擬。重點針對曲面空間定位難點，用信息化管理、參數化設計方式，產品研發目的性優化算法，全自動導出來重要座標定位點，并通過RTK當場施工放樣，完成BIM實體模型和實際工程項目的“會話”。

本來基本上難以實現的海量信息推進、測算、查找、三維可視化及平面圖完成出圖等行為，全部在較短的時間內自動執行，變成智能化系統、智能化、云計算技術立即用于一線基本建設創造財富的經典案例。

工程項目核心區接近300張深化圖紙，超出3萬只定位點座標以及相關標明，全部在數據模型的前提下，用參數化設計方式一鍵生成，工作效率高且命中率達100%。

B區C70高端配混凝土澆制中，在玻璃建筑模板上開槽澆制孔，應用串桶使混凝土不會假凝，并安排人員敲模相互配合觀查口立即查看混凝土情況，多方位保證曲面厚殼澆制圓潤、振搗力度及時。

預應力張拉環節，項目管理人員在系統端口號選用大套筒規格，提升受力面積有效降低避免張拉設備極大的抗拉力毀壞混凝土整體面層風險。