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一、工程概况 北京天文馆新馆，位于北京市西城区西外大街原北京天文馆东南方向，与北京动物园隔街相望。本工程总建筑面积23115m2，其中地下建筑面积7640.4m2，东西长153.8m，南北最宽处32.7m,占地面积19957m2，地下2层，地上5层（局部夹层共7层），建筑高度30.25m,最大层高12.0m;天文馆新馆是以天文科普教育功能为主题，包括太阳观测台、大众观象台、3D动感影院、数字化宇宙剧场、4D动感天文剧场、天文网站、天文教室、会议室、车库、展厅、餐饮等设施的综合性大型公建。 该工程基础形式为钢筋混凝土交叉梁筏板基础，结构形式为钢骨混凝土框架——剪力墙结构，建筑结构的安全等级为二级，钢桁架、钢箱形梁构件安全等级为一级。结构使用年限为100年。建筑物外檐主要以干挂花岗石石板和玻璃幕墙相结合为主，局部以铝框中空玻璃外窗饰面；北立面玻璃幕墙与南立面石材幕墙之间，有贯通南北的马鞍形山入口相联系，使得新馆整体造型完整、流畅、新颖、别致而不失素雅之色，成为北京市又一个标志性建筑。 2001年12月，北京天文馆新馆破土动工，该项目也被列入北京市政府当年60项重点工程项目之一和为北京市民要办的60件实事之一。结构工程于2002年8月6日开工，2004年12月10日竣工，已于2004年12月12日正式对外开放。 二、新技术应用与科技创新 1.双曲面玻璃加工与幕墙安装技术双曲面比普通球面更加复杂，需按微分拓朴学原理，采用先进的加工设备来完成。模具制作采用数控加工中心按坐标进行模板切割,在模具制作和校正拼对过程中，对玻璃的热弯收缩、变形数据进行试验修正，最终完成每片玻璃的加工。同时，在玻璃的夹胶合成过程中，采用了先进的真空负压技术，以保证最后的夹胶玻璃质量满足设计要求。该项技术为国内外首次应用技术。 2.双曲面铝板加工与安装技术根据工程需要开发了双曲面铝板加工与安装成套技术，该技术选用优质冷压铝，通过电脑进行球壳的三维模型绘制，对分割板块进行精确的分割、定型。通过激光经纬仪精确测量安装及严格的质量控制，完美地实现了双曲面异型铝板幕墙安装。该项技术为国内外首次应用技术。 3.太阳观测系统（天文台、导光真空管、太阳展厅）成套施工技术北京天文馆太阳观测系统施工由屋面的太阳观测台（内置太阳望远镜及自控系统）、导光真空管、首层的太阳展厅组成，其中采用了世界最长的导光真空管（全长39.002m），该项技术包括结构构造设计、安装检修设施的设计、施工等系统的研究与应用；并根据施工情况制定出了质量标准，为该类工程的施工开创了先河，并积累了宝贵的经验。该项技术为国内外首次应用。 4.三维空间异型钢结构幕墙设计与安装技术该工程是世界上第一个用建筑语言诠释现代天文理论的建筑。由于该结构体系为空间变化，形体复杂，一方面要保证龙骨结构视觉造型上的艺术性，另一方面还要研究如何控制降低钢结构加工、安装的误差，从三个方面下手：第一，在设计中采用专用3D建模软件，准确确定弦体曲面位置和结构的空间参数，以保证施工图设计和加工工艺的精确度；第二，弦体每根钢管均为空间弯曲，工厂加工时设计了专用三维刚性胎模来控制、检测几何尺寸；第三，现场安装时将每根钢管的电脑定位坐标用激光经纬仪进行测放，每立一根钢管再用经纬仪配合跟踪测量，并人工校核同一水平高度龙骨的中心距离，以确保面板实装时准确无误。该项技术为国内首次应用技术。 5.变截面水平玻璃肋支撑技术为达到轻灵、通透玻璃体的设计意境、效果，在柱与柱之间的支承结构上我们采用了9.0m跨的25.52mm双钢化夹胶变截面水平玻璃肋作为玻璃幕墙受风荷载的主要支承结构，用横向玻璃肋与钢方通的组合结构支撑着有横向线条的立面玻璃，用φ12mm的不锈钢钢拉杆来保证玻璃肋的平面处稳定。这在国内是首次使用的。 6.大型超重钢构件吊装技术钢结构中部分构件的重量已超过正常使用塔吊的吊装能力，且吊装回转半径及吊装高度较大，钢构件最大吊装重量为32t,最大吊装半径为30m，最大吊装高度为29.3m。其中钢桁架最长为36m。根据设计要求，地上部分钢骨柱、箱梁、钢桁架必须按设计节点进行整体吊装。经过研究、比较，最后确定采用90t、120t和160t汽车吊进行构件的吊装就位，箱梁、钢桁架采用两台汽车吊抬吊就位安装。达到安装方便、费用最省的目的。 7.超长混凝士无缝施工技术根据混凝土无缝施工技术设计，对于超长底板，原则上40m左右设一道膨胀加强带，膨胀加强带宽2m。带两侧架设密孔钢丝网，并用钢筋加固，带之间的上层水平筋增加10％～15％附加筋。以膨胀加强带取代后浇缝，实现连续式或间歇式无缝施工。 三、获奖单位 北京北国建筑工程有限责任公司 北京市科学技术研究院 中国航天建筑设计研究院 深圳市三鑫特种玻璃技术股份有限公司 北京市设备安装工程公司金属容器结构公司 |