工人在既有厂房内部实施钢结构整体滑移改造。 ■记者 董一鸣/摄
位于石景山区的北京巴威公司院内,一名特殊的“驾驶员”驾驶一辆特殊的“汽车”完成了首都城市更新领域的一次创新应用。这便是由北京建工建筑工程总承包部北京巴威公司科技研发中心建设项目部研发并应用的钢结构迁移改造工艺,也是本市首个在既有厂房内部实施钢结构整体滑移改造的工程。
北京巴威公司科技研发中心建设项目是北京市城市更新代表工程,利用既有锅炉厂生产车间进行改造升级,将被打造为企业总部办公地和科技研发策源地。项目负责人张中伟说:“我们的工艺既是工业厂房类城市更新领域的一次探索,也是将城市更新与人工智能结合的尝试。”
此次工艺实施的区域是项目改造的1号楼。这里是一个168米长、36米宽、15米高的既有厂房,改造完成后内部将变为3层办公用房。若实现1层变3层,需用钢结构在厂房内搭设架子实现分层分区。
“由于厂房的框架和屋顶要全部保留,从安全性和成本效率上很难实现目标。为此我们技术团队结合厂房情况进行了研究分析,运用既往经验提出了让三层钢结构‘开进’厂房的设想。”张中伟说。简单来说,就是通过滑移方式将一个三层楼的钢架拉进既有厂房结构中。
施工中,团队预先在厂房一侧的室外设置钢结构搭建空间,随后在其下方设置两条平行轨道,让轨道从一端进入,穿过厂房延伸至另一端;在轨道周边设置钢结构落位的混凝土基础,并以4套牵引车作为钢结构滑动的动力来源。团队还自主研发了滚轴式移位器,实现数千吨钢结构水平滑动安全。
来到库房,张中伟指着一个形如打气筒的牵引车说,牵引车通过活塞反复作用,如同驾驶员一般将预拼装好的钢结构“汽车”开进厂房,而这辆“汽车”的“轱辘”便是滚轴式移位器。“我们经过对多个项目和专业厂家的调研发现,无论是场内转运车、重型搬运车,还是行走驼车,都无法满足现场的作业条件。结合场地情况,我们设计了这种滚轮,可利用最小的空间实现最大的拖拽力,并达到较好的稳定效果。”张中伟说。
为确保方案万无一失,技术团队通过对轨道荷载及回填土压实系数的测试,预判滑动是否会导致沉降过大造成轨道锁死的问题;针对距离屋面钢架仅10厘米的空间,将钢架精确就位,避免施工碰撞。“开进”中做到协同一致,避免不同步带来的拉拽和撕扯问题,确保每1米行进都安全可控。
钢结构就位后,70台千斤顶将其同步顶起。工人对预先设置的混凝土基础进行剔凿,将钢结构插入其中,随后做好加固钢板的安装和固定工作,确保不扰动主体厂房结构,实现“在房子里搭房子”的目的。
施工过程中,人工智能辅助系统起到了至关重要的作用。张中伟说:“施工前,我们首先使用机器人对整个厂房的结构和空间数据进行精确扫描,来确定钢结构框架安装边界尺寸;随后进行电脑模拟安装和拉拽,构建施工的数字仿真模型,确保理论和模拟数据万无一失;施工中,配合仿真模型的高精度测量机器人和低功率倾斜检测机器人等设备,让钢架的每1米行进和每1毫米晃动都做到零误差。”
如今,这项工作已经圆满完成,与传统的吊装散拼工艺和地面拼装提升的工艺相比,工期缩短约60天。目前,技术团队根据使用情况进行了详细技术总结,并申请了发明专利,未来该项成果也将成为攻克老旧厂房更新改造难题的创新利器。
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