宁夏国际会议中心是中阿经贸论坛永久性会址,也是宁夏具有重要国际影响力的大型会展建筑。中心主要设置含350座的中心会议厅、1 500座的剧场式会议厅、600座的阶梯报告厅、满足3 000人会议宴会的多功能厅各1个,中、小会议厅28个,祈祷室2个,新闻发布厅2个及辅助用房。

中心的整体设计取义于“天圆地方”的构图理念,充分运用了阿拉伯和中国回族2种文化元素,建筑外立面覆有一层薄纱网外壳,外观形态宛若回族的饰帽和面纱,建筑效果如图1所示。

本工程整体结构为正方形,结构边长为156.68m,建筑高度47.13m。建筑主体功能结构为框架建筑结构,在主体结构外侧,为了建筑造型的美观效果,设计布置了“天圆地方”的外纱结构。外纱结构如图2所示。

外纱钢结构工程结构采用外三角形、内六边形蜂窝状网架结构,杆件均采用Q345B无缝钢管。外纱上、下弦杆及腹杆规格主要为Ф159×6,Ф159×8,支座支撑杆件主要为Ф351×16,Ф450×16,Ф650×25。节点形式:8.000m标高以下相贯节点及所有支撑杆支座均采用铸钢节点,屋面支座采用铸钢抗震球铰支座,铸钢节点材质为G20Mn5QT;8.000m标高以上节点采用钢管相贯焊接节点。蜂窝状网架结构如图3所示。

外纱支座分布于外纱网架结构两对角位置,外纱支座为整个外纱网架结构的主要承重支撑结构,其支座底部通过埋件与基础承台固定。外纱上部支撑结构主要承担外纱网架结构的侧向承重要求,通过屋面埋件与混凝土结构固定。外纱网架支撑节点如图4所示。

根据本工程结构特点,结合以往类似工程的施工经验,本工程采用“工厂散件发运+现场地面分块拼装+分块高空吊装”的总体施工方案。安装采用1台350t履带式起重机作为主要吊装机械,1台250t履带式起重机进行辅助安装。

由于外纱结构旋转对称,为保证工期减少胎架制作时间,考虑重复利用胎架,将分块进行旋转对称划分,安装时按照分层分区交替吊装施工,分段安装示意如图5所示。

本工程外纱结构分为A,B,C,D 4个分区,A区与C区,B区与D区分别为旋转对称结构,根据结构分区特点,将施工分区划分与结构分区一致,施工分区划分如图6所示。

根据结构特点将每个分区构件进行分层安装,安装时先从A,B区落地端自角部向两边、自下而上的顺序进行。A,B区施工完成2层后按同样的顺序进行C,D区的施工,交替施工最终在2个角部进行合龙。

根据本工程的结构特点及分块划分,将外纱钢结构吊装单元划分成2种典型拼装分块:(1)带相贯节点的分块;(2)带铸钢节点的分块。

1)带相贯节点的分块拼装时采用双层胎架进行立体拼装,立体拼装前先进行局部杆件的小合龙,小合龙单元经检验合格后再放到整体拼装胎架上进行大合龙,小合龙单元如图7所示。

2)带铸钢节点的分块拼装时采用双层胎架进行立体拼装,拼装时先根据铸钢节点的定位坐标进行下弦杆铸钢节点定位,再安装下弦杆,然后定位上弦铸钢节点,最后安装上弦杆及腹杆。

结合本工程网架的结构特点及分块划分,共设置55个格构式临时支撑,支撑规格为1.5m×1.5m,高度为10~35m不等,支撑立杆采用Ф180×6的钢管,支撑腹杆采用Ф89×6的钢管,落地网架部分设置单点支撑,合龙网架部分设置竖向支撑及联系支撑,临时支撑布置如图8所示。

本工程外纱网架结构的安装状态近乎于立面,网架吊装过程根据分块的外形尺寸考虑设置4个吊点,采用1台大型履带式起重机直接吊装就位。根据分块吊装就位的角度在吊具上合理设置调节葫芦,分块吊离地面后利用手拉葫芦进行分块角度调节,然后边抬高边调节,直至分块角度调节至接近安装角度为止,操作示意如图9所示。

分块吊装步骤如下:

1)网架分块吊装采用大型履带式起重机进行捆绑吊装,吊装采用4点吊(部分采用3点吊),吊点设置应根据网架分块的结构重心进行布置,且应充分考虑网架分块吊装过程中的吊装变形分析(见图10a)。

2)网架分块吊装就位时,首先进行网架分块下部与支撑上安装定位模板进行初步固定。若分块下部为外纱钢网架时,则进行下部嵌补杆件与节点的初步固定(见图10b)。

3)分块竖向通过安装临时支撑模板或下部分块节点初步固定后,350t履带式起重机不松钩,利用80t履带式起重机安装屋顶斜钢支撑,穿好连接销轴,确保网架分块安装定位后的侧向稳定,调节好网架的空间定位精度,符合要求后焊接网架下部嵌补杆件,嵌补杆件焊接完成后松钩(见图10c)。

4)网架分块通过竖向支撑及侧面支撑连接固定后,采用全站仪对网架分块的安装位置精度进行进一步测量,如发现超差时,应及时进行调整,直至网架分块安装精度符合设计要求(见图10d)。

随着全国各地各类大型建筑新建和扩建,类似本工程这种结构复杂、新颖的工程还会相继在全国乃至全世界出现,本工程方法简单又实用,无论从经济性、实用性,还是操作的安全性都能满足施工要求,可为今后类似安装工程提供参考。