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国内最大的PEC组合结构，规模最大的人工仿自然山，上海世博文化公园内的“双子山”表皮结构封顶

发布于：2023-06-21 16:29:21 来自：建筑结构/钢结构工程 [复制转发]

12月13日上午8时30分，随着混凝土缓缓注入山体表皮最后一个框架，上海世博文化公园双子山项目山体表皮结构顺利实现封顶，山体全面成形。

双子山最高峰48m，次峰37m，占地面积 30 万平方米，是 国内最大规模的人工仿自然山。 于2020年10月15日开工，预计2022年12月底完成主体结构竣工验收，2024年对外开放。

双子山项目位于上海世博文化公园雪野路以南，区域占地面积为301675.6㎡，西至规划济明路，东至长清北路，北至现状雪野路，南至卢浦大桥通耀路。为缺少城市绿地高度的上海市中心区域，建造了一座最高峰48m、次峰34m（相对高度）、呈东高西低走向的“人造仿自然山林”，既是满足了上海市民对城市公园生态性的殷切期盼，也进一步呼应了国家对公园城市的建设宏伟蓝图。

上海世博文化公园双子山项目山体表皮结构顺利实现封顶，山体全面成形。世博文化公园以打造世界一流文化公园为目标，双子山项目是其中一大标志性景观。项目建成后将成为国内第一座高度超过40米的空腔人工仿自然山林，也是 国内最大PEC组合结构。

山体内部采用空腔结构 ，建筑面积约8.3万平方米，设置 停车库、变电站等功能设施 ，并与外部交联互通。通过景观通贯的生态空间，形成“春景秋色、夏荫冬姿、闻香赏绿、步移景异”的景观效果。

项目由上海地产集团作为建设单位、上海建工一建集团施工总承包，于2020年10月15日开工，预计2022年12月底完成主体结构竣工验收，2024年对外开放。建成后，山体表面将呈现植被茂盛的自然风貌，内部空间有游览、停车、游客服务等多项功能。

在山体结构施工过程中，上海地产集团联手施工总承包单位锐意创新，使用 PEC结构（部分包覆钢-混凝土组合结构）组成山体“骨架” ，总计使用约 3万余吨钢材 ，系 国内最大的PEC组合结构 ；使用分仓挡土墙，斜平面屋盖等二次结构搭建山行曲面形状，并预埋后期景观植被所需排水、锚定等设施；通过BIM建筑模型和数字化施工模拟技术，为山体表皮结构标高控制、陡坡施工及近30万立方米的回土作业提供可视化方案支撑。

灵活高效的预制结构体系

项目 首次在国内大规模采用 PEC 结构体系建设 。这种建造方式结合了钢结构和混凝土结构的优点，具有高性能、高耐久性、高可靠性，为山形结构的各项独特需求提供了支持。且其具有耐降解性，可做到百年不腐化。

什么是PEC？

PEC 指在开口截面形式的钢构件（主钢件）外包轮廓范围内，填充以混凝土，并可依据性能要求选择布置纵筋、箍筋、连杆、栓钉等配件的结构构件。PEC结构是一种适合预制装配的组合结构，主要分为PEC结构制造、钢筋布置和混凝土浇筑三大工序，每道工序依次进行。

部分包覆钢-混凝土组合结构体系（简称PEC结构）是在H型钢腔体内焊接钢筋或扁钢，并浇筑混凝土而形成的一种新型钢-混凝土组合结构，包括PEC钢混组合柱、PEC钢混组合梁和PEC钢混组合剪力墙。

图1 部分包覆钢-混凝土组合结构示意图

图2 PEC钢混组合结构现场施工

图3 PEC钢混组合剪力墙

为了实现PEC组合结构的预期性能，项目部严格把控每一步工序的加工质量，对PEC组合结构抛丸除锈和外露面的质量进行严格控制。同时，运用二维码＋RFID芯片实现了从生产制造、构件信息、物流运输到安装的跟踪管理，保证构件供应紧扣各项工程节点，提升了施工全过程管理效率。

▲ 现场吊装

由于PEC组合结构构件吊装作业量大，项目部将双子山主体PEC组合结构分为A、B、C三区，进行分区吊装施工，各区域内施工按照先框架柱，后进行主梁、次梁的顺序施工，以形成稳定体系，每跨梁柱从一层直接安装施工至顶层，楼承板安装跟随框架结构流水施工，在框架结构安装过程中楼承板材料先打包吊装到位，框架由下而上依次铺设从而形成人造山型建筑。同时，由于传统的支模体系满足不了PEC组合结构的特点，项目部便自主研发了一种用于PEC结构梁柱节点后浇筑段的支模体系，助力混凝土顺利浇筑，于2021年12月23日完成PEC组合结构封顶。

保障建筑稳固均匀的二次结构施工

世博文化公园的双子山是通过在一次结构之上施工分仓挡土墙、斜平面屋盖等二次结构，最后在其上覆土回填形成山形堆土建筑。

为了适应山形独特的曲面形状，项目部创新研发出山形建筑屋面施工关键技术，在一次结构上设置可满足屋面结构不同高度施工需求的移动工具式支架，以适应山形斜屋面不同高程工况，保证了山形屋面结构施工时的支撑稳定。在一次结构局部施工完成后，分区进行二次结构的施工，并将二次结构施工中所用的模板和支架回收重复使用。利用一次结构楼板形成施工通道，并铺设部分楼层作为施工坡道，满足了施工机械的通行需求。项目部研发出山形结构分仓挡土墙模板体系，可根据山形屋面结构上分仓挡土墙的大小进行组装拼接，保证了分仓挡土墙浇筑的稳固性及厚度的均匀性。

BIM深化、永临结合打造山路

项目团队通过建立BIM建筑模型，依据坡度高程等信息，计算整个山形建筑范围内坡度较缓及平坦区域位置，综合考虑最终规划建成的永久道路区域和临时施工道路，永临结合实现山形建筑施工上山道路的设计优化。

面对山体坡度大且山体结构区回填土方量约30万m3，导致土方上山困难等问题，项目部于策划初期就引入了数字化技术。通过数字化技术对施工全过程进行模拟，分别形成了分区顺作结构分块顺向构筑、顺作结构逆向构筑的施工方案进行比选，利用山体分仓挡土墙新建一条“山”字型混凝土现浇道路与山体永久消防车道连通作为上山施工的主要通道，山体覆土回填时以山体环路为界线划为两大区域，外侧山脚区域利用施工道路及山体环路进行回填覆土，内侧山峰区域在次峰东西向较为平缓区域规划三条上山覆土施工路线，翻土作业至不同等高线。

施工时，面对现场大型设备数量多、间隔近、作业区重叠及存在作业高度差等问题，通过群机械防碰撞系统实时监测机械设备的相对位置，并采取预警、干预等措施，运用数字化手段避免施工安全隐患。

针对工地现场实际场景，运用AI建造现场安全感知系统、AI作业辅助系统，实现智能安全监控管理；在大型机械上安装设备管理系统，对大型设备及流动设备、施工人员、施工作业各项数据分类采集，实时监测设备的相对位置，实现预警、干预等措施，确保设备安全作业。

组合结构文化公园封顶结构