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上海迪斯尼在模块化建造方面的实践案例

今天迪士尼欢乐总动员区正式对外开放,终于可以写这篇帖子了。为什么今天才能写?因为和迪士尼签过保密协议。

这个case虽然在技术标及商务标部分都领先于对手,但还是因为各种原因没有中标。虽然在施工过程中还希望我们接手,但是我们想了想还是拒绝了。

今天把玩具总动员主题区艾尔玩具店项目给大家做一个介绍。


1.艾尔玩具店项目基本情况

艾尔玩具店坐落于园区4B项目一期的西南侧,功能为商店,东南面设有仓库及后勤办公区域,总建筑层高为地上一层,总建筑面积229.84㎡。整栋建筑设置了自动灭火系统,一个防火分区,地上防火分区面积222.02㎡。建筑高度为14.15m。建筑耐火等级为地上二级,主体耐久性使用年限为3类50年。

由于对现场环境的限制,业主要求本项目在72小时内主体结构安装完毕,并在18天内完成所有的安装调试工作。由于安装时间短、而且对施工质量要求较高,传统的建造模式现场工作量较大,无法在72小时内保质保量的完成主体结构施工安装。

而模块化建筑是指把一个或多个建筑单元作为预制构件单位、在工厂预制后运到工地进行安装的建筑形式。在单个模块中大部分的建筑、结构构件和设备管线均在出厂前已经完成了安装,在现场只需进行相对简单的连接即可完成建筑的安装过程。从而大大缩短现场的施工时间。模块化建筑作为一种新兴的建造技术,具有现场施工速度快、建造质量好、对现场环境依赖性不高等特点。能较好的符合本项目业主对于施工速度和施工质量的要求。因此拟采用模块化建造技术完成本项目的建造工作。


2.预制建筑模块设计方案

按本项目的功能布局以及建筑组成,模块布置方案如上图所示。整个建筑可以分为营业区模块、仓库模块、设备模块、屋顶模块和雨棚模块。所有模块均在工厂预制好,整体运输到现场进行安装。

建筑模块在整个建筑中的排布可以分为两层,第一层共有五个建筑模块和四个雨棚模块。

第二层为四个屋顶模块。所有模块的最大宽度为3.2m,最大长度为12.8m。平面尺寸可以满足公路运输的要求。


3.初步结构设计

营业区主要由模块1和模块2组成。模块1和模块2在靠外墙侧布置有小柱,可避开建筑开门区域。无门窗区域可布置斜撑,加强模块整体刚度。由于营业区域为无柱大空间设计,因此在模块内侧布置了桁架梁,以跨越12.8m的无柱空间,并进一步加强模块的整体性。

营业区中部的空间通过二维地板模块、二维墙板模块、连接钢梁来完成建筑空间的搭建。所有的二维模块和构件都采用螺栓在现场与模块1和模块2连接,以保证现场的施工速度和质量。

仓库区域主要由模块3和模块4组成。模块采用角柱布置形式,在靠外墙一侧布置有中柱。由于仓库区域的荷载较大,深化设计时应注意增加底板的结构强度。

设备外机也拟采用模块化的方式进行安装。设备的在设备模块中的安装可以在工厂中完成,能有效保证其安装精度;运到现场吊装就位后,仅需将设备与外部管线连接即可完成现场安装,方便快捷。设备模块中红色部分的结构构件通过螺栓与底板进行连接,安装就位后即可拆除。

屋顶模块共有四个,通过底部节点与下部模块通过螺栓连接形成整体。在屋顶模块之间,可使用盖板连接的形式进行局部连接,进一步加强其整体性。

从模块钢柱平面布置图中可以看出,现有模块钢柱基本都贴墙布置,不会对建筑功能产生不利影响。同时由于采用了模块化钢结构体系,钢柱的截面尺寸较原框架结构方案得以缩小,原平面布置中为包裹钢柱所预留的面积可以减小;而在侧墙中间部位原框架方案中布置中柱的位置,模块方案仅布置有小截面中柱,可以包裹在墙体中不突出墙面,因此此处预留给结构柱的空间可以取消,从而增大建筑的使用面积。

模块的整体结构布置和主要构件截面如上图所示。根据此结构布置方案,建立结构模型进行计算。

计算结果表明,现结构布置方案可以满足规范要求。


4.临时支撑方案

对于建筑模块结构比较薄弱部位,例如模块大开口部位、较大门窗洞口部位,应针对运输、吊装工况进行临时结构补强。可用螺栓固定的形式将临时支撑杆件固定在模块的结构薄弱部位(如下图所示),待模块运输、吊装就位后将临时支撑拆除。


5.典型屋面、墙体体系构造节点、结构大样

典型的节点做法可参见下图。

其他节点略……


6.运输方案

工厂预制方案的最大难点就是箱体尺寸过大,最大模块尺寸约5.5米高*3米宽*12.5米长,国内普通车辆无法运输,因此我们考虑预制工厂接近迪士尼现场,靠近国家一级公路,并提前在工厂至迪士尼现场的道路上检查可能遇到的障碍物,同时采用特种车辆运输,并在运输开始前报备相关部门,获得超限运输许可。

工厂内部吊装模块相对简单,采用工厂现有行车,并配以专用吊具即可。

主要运输车辆:由于此次运输物品为预制箱体,高度高于普通货物,因此使用低平板半挂车,确保材料资源安全顺利并且不超高运至目的地。低平板半挂车有半挂部分底盘低的特点,可以有效避免限高问题。对参与运输的车辆,工器具必须认真配置,在满足使用性能、强度、稳定性的条件下,使用前必须进行严格检查,实验及计算验证,以保证安全正确使用。


7.现场安装方案

1) 72小时施工现场安装工程的具体实施方案以及所需安装时间

第一天:

撤除雨布,首先用吊机,将屋面模块(G~J)吊放到地面上,然后把模块(C~F)陆续吊装运至安装场地就位,并调节水平。注意D、E模块是由多块地面、钢梁、墙面组成,就位后,应用高强螺栓将钢梁与C、F模块永久固定。

第二天:

将C~F模块固定后,把D、E模块中的墙板安装上,下一步就是吊装屋面模块。

第三天:

最后吊装A、B模块。所有模块结构互相固定的同时把所有模块外部的接缝采用卷材、水泥板进行封闭。其他分包商的产品,还有机电、门窗等此时也可以进场安装了,业主提供的CACM等材料也已可以开始施工。

2) 72小时之后的现场安装方案

72小时吊装已经将建筑的结构、建筑围护系统的基层以及内装大部分施工完毕,其他CACM、外墙彩钢板等也已大部分完成,之后主要就是把所有模块接缝处再次仔细处理即可。理论上,我们的工厂预制的办法,可以让整个建筑在72小时内全部完工。


根据目前招标文件已有IFC图纸进行分析,结构进行拼装后,机电管线经过拼接缝的类型有:电气管线、消防电管线、弱电管线、风管。

由于在PC结构模块在预拼装阶段,机电管线基本上安装完毕,仅存预留段。而预留段的布置和结构模块拼接缝位置保持一致。那么在结构成型后,机电管线的预留段处理成为重中之重。


8.电气管线、消防电管线、弱电管线预留段处理

1) 单个模块内,电气管线根据shop drawing进行完全预制,并根据单个模块内的分布进行支吊架安装,管线安装。管线在安装时,不做完全固定,有利于后期预留段连接时的调整。

2) 结构拼装时,采用下图顶压式套管,对不同模块内的电气管线进行连接,并根据现场实际距离进行调整,调整完毕后将顶压式套管的顶丝进行收紧固定,同时将支吊架与管线进行调整固定。

9. 风管预留段处理

本项目所使用的风管,均采用工厂化预制加工。加工依据为模型分块,深化图分段。风管分:模块内风管(长度根据深化设计分段图)、预留段风管(长度均采用200mm)

1) 预拼装阶段,将模块建筑内的风管按照分段图、材料标号进行有序安装。

2) 拼装阶段,将预制加工好的风管预留段进行拼装。

本方案全程使用BIM技术,不再是有了二维图纸再进行三维建模。而是三维模型生成二位图纸。并在生产中每一个环节都是用二维码来实时监控构件的生产进度。深化程度(LOD)根据业主要求按照《356-Baseline Model LOD-0331》 执行。

BIM执行流程图:

下面是艾尔玩具店的拼装视频和运输方案视频:


↑模拟安装方案视频


↑模拟运输方案视频



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作者: ganggouren

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