摘要：独角兽岛启动区项目位于四川省成都市天府新区兴隆湖湖畔路东段，项目用地约25700㎡，建筑面积约12205㎡，总高度约20m。本项目方案设计由“扎哈.哈迪德建筑事务所”负责建筑方案设计，其特殊的自由曲线设计理念对建筑选型、空间使用和视觉美观要求都极高；主楼屋面以下主体结构采用刚框架结构，屋面及内部支撑筒体采用单层空间交叉网格结构；整个屋面网格结构由内部支撑网格筒+外围8棵钢管柱+周边立体环桁架进行支撑，节点均采用相贯焊接节点，支撑筒柱脚采用铰接节点。网格单元的尺寸为2～3m，构件均为焊接矩形管，屋盖外围环桁架为圆管，692个节点及上千根小截面杆件（部分存在弯扭）的高精度测量安装是本工程钢结构施工的最大难题。项目在施工前提前进行多次深化和改进，通过BIM技术与三维扫描配合的运用，采取单元安装的施工方法，实现了高精度测量安装要求，为以后类似工程提供了可靠可行的经验，同时在经济效益、社会效益等方面均取得了较大收益。
关键词：单层空间交叉网格;环桁架;BIM技术;三维扫描;单元安装
1 工艺原理
首先通过采用BIM技术建立起整体的三维智能钢结构模型，实现3D实体结构模型与结构分析完全整合，3D钢结构细部设计、部件拆分及片（段）单元的输出。
各片（段）单元加工至现场后，采用汽车吊及塔吊配合的方式进行吊装，底部采用格构胎架或塔吊标准节作为片状（段状）单元安装所用的承重支架。
拼装过程中采用BIM技术与全站仪校核集成的方式进行空间三维坐标控制，同时做好沉降监测相关工作。
补档杆件安装完成后通过采用三维扫描的方式对整个结构实体进行扫描，生成实体三维模型，通过卸载模拟变形计算与设计模型拟合，对偏差比较大的构件进行及时整改，复核无误后进行最后的卸载工作，确保安装精度。
2 施工工艺流程
深化设计→安装支撑胎架→单元吊装→三维扫描及整改→卸载。
3 操作要点
3.1 深化设计
图3.1-1 单层空间交叉网格及环桁架三维模型图
通过BIM技术建立起三维智能钢结构模型，实现3D实体结构模型与结构分析完全整合，3D钢结构细部设计、部件拆分及片（段）单元的输出，依据结构模型进行准确放样，解决精确建模、杆件错口对接、弯扭板件展开、构件空间及制作、定位、设计准确度、设计效率及安装施工配合等问题,深化输出各节点及杆件的定位三维坐标及数据，用于指导构件制作及现场安装。
单元拆分：屋盖网格竖向根据楼层进行单元分片，总体分为地下室一层、地上一层、地上二层及屋盖网格顶部四种类型单元；屋盖立体环桁架根据运输要求及现场塔吊起重能力进行分段，总体的单元划分尽可能使单元主受力杆贯通，单元节点预留次杆件牛腿，牛腿长度300~500mm，单元间的次杆件现场嵌补安装。体单元划分如下所示：
3.2 安装支撑胎架
采用格构胎架及塔吊标准节作为片状（段状）单元安装所用的承重支架，胎架之间根据布置形式通过连系桁架或H型钢连系梁进行连接，共同组成一个稳定的临时支撑体系。
胎架或者H型钢连系梁顶部与结构通过竖向的H型钢进行支撑连接，通过调节其高度及加钢垫片的方式来调整上部结构的标高。
图3.2-1 胎架三维布设模拟示意图 图3.2-2 胎架现场布效果图
3.3 单元吊装
各片（段）单元加工至现场后，采用汽车吊及塔吊配合的方式进行吊装，起吊时，应先检查吊具与单元构件连接无误后方可继续起吊，起吊要求配合牵引绳缓慢匀速上升，吊至作业层上方500mm 左右时，施工人员用手扶住单元构件缓慢靠近胎架上部定位点，初步吊装定位完成。
初步安装就位后，在每一单元，找到平均标高最低的位置作为各单元的定位基准点，以管口和原设计定位点作为控制点，用全站仪激光捕捉空间三维坐标信息，并将测量数值与设计预控制值比较，调整节点至设计位置后进行安装固定。
图3.3-1 环行架分段吊装图 图3.3-2 单层空间交叉网格分片吊装
3.4 三维扫描及整改
采用三维扫描的方式对整个结构实体进行扫描，生成实体三维模型，对每根杆件尺寸、坐标点及竖向法线方向与设计模型进行全面拟合，对不符合要求的杆件及时进行修补整改，以保证设计效果，整改且拟合无误后进行最后的卸载工作，确保每根杆件的安装精度。
3.5 卸载
通过模拟技术确定屋盖网格及环桁架的卸载顺序，胎架拆卸过程：首先将支撑胎架顶部工装进行割除，并使用汽车吊或卷扬机吊运到地面或楼面，为胎架架体拆除预留空间；然后由上至下，拆除胎架，第一节与第二节之间连接螺栓或连接销轴；最后按照以上步骤依次拆除所有支撑胎架标准节，直至所有标准节全部拆除完毕。
图3.5-2 卸载后整体效果图
4 结语
我司在独角兽岛启动区项目使用了单层空间交叉网格及环桁架单元安装相关施工技术，经过现场实施、收集数据、工艺改良后，保证了安装成型质量，外观效果得到了扎哈方案团队及各建设方的认可；减少了现场散拼施工工序及人工，且胎架可回收率100%；提高了企业在建筑行业的影响力和施工水平，为公司以后承接异形网壳钢结构施工项目打下了基础。
参考文献：
[1]GB50661-2011，《钢结构焊接规范》；
[2]GB50205-2001，《钢结构工程施工质量验收规范》；
[3]GB/T 11345-2013，《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》；
[4]JGJ80-2016，《建筑施工高处作业安全技术规范》；
[5]GB50870-2013，《建筑施工安全技术统一规范》。
作者简介：张烈，男，90年8月生，本科学历，中建五局第三建设有限公司，四川分公司项目总工。