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获奖项目名称
屋顶公园式超大钢结构垃圾焚烧发电厂高效建造关键技术
主要完成单位
上海宝冶集团有限公司、同济大学、上海宝冶冶金工程有限公司、上海大学
主要完成人
郭小康、相阳、高义明、陈桥生、朱劭骏、王彦博、岑江华、刘卫健、李鹏、陈琛、王会、王鹏、李贤杰、陆小锋、韩啸
一
项目背景
传统填埋垃圾处理方式占用大量土地资源,也会造成环境污染。而垃圾焚烧发电是一种环保经济的垃圾处理方式,符合国家可持续发展和“双碳”战略。随着国家对大型城市绿色宜居要求的不断提高,垃圾焚烧发电厂也要融入城市生态环境,实现和谐共生。在垃圾焚烧发电厂上覆土绿化形成城市景观公园,同时满足工业生产功能和城市立体园林公共活动空间的生态人文目标,是绿色生态的实现形式和发展趋势。
二
创新成果
本项目通过长期产学研合作,开展科技攻关,以我国首个屋顶公园式超大钢结构垃圾焚烧发电厂重大工程—宝山再生能源利用中心项目为背景,系统研究并建立了覆土重载、复杂受限条件、高大空间重型钢结构及双曲高耸钢结构的高效与数字化建造关键技术,取得如下创新成果:
创新提出一种大承载力四肢格构式型钢混凝土组合柱构造形式与施工工艺,以及一种大截面型钢混凝土柱与巨型钢桁架的刚性转换连接节点,解决了大截面超高独立组合柱-大跨度巨型钢桁架结构体系抗震设计难题,实现了巨型钢桁架与超高型钢混凝土柱的精益高效解耦施工。
实现了高效能重型热轧H型钢在大跨度钢结构中的首次大规模应用;研发了多种利用永久结构的大跨度钢结构高空滑移技术,解决了空间交叉施工难题;通过性能化防火设计技术,实现了超大钢结构的合理防火保护,有效降低了重型大跨钢结构的全寿命成本。
大跨度重型钢桁架吊装作业
研发了高耸双曲面钢结构塔的模块化安装技术,采用三维数字扫描辅助定位、分段模块化组吊、吊装过程非线性分析模拟技术,实现了复杂异形模块起吊姿态精准可控,高效建造,效率提升50%。
高耸塔式异形钢结构分段模块化组吊流程
研发了多维信息化施工管理与全要素数字交付技术,采用多维数字虚拟建造技术与数字化交付技术,实现了多维度施工过程动态管理,以及建造过程数字资产与项目数字孪生运维体系的深度融合。
多维信息化施工管理与全要素数字交付
本项目共获国家授权专利30项,其中发明专利15项,实用新型专利15项;形成技术标准2部;出版专著1部;获软件著作权5项;发布企业工法2项;发表论文46篇(其中SCI/EI38篇)。
三
推广应用
项目成果综合应用于宝山再生能源利用中心项目,其中关键技术还应用于洛阳科技馆新馆、长春影视文创孵化园区等重大工程,推动了大跨度空间钢结构与钢-混凝土组合结构的技术创新,进行了工程示范,引领了工业建筑绿色建造的发展,取得了显著环境、经济与社会效益。
宝山再生能源利用中心项目效果图
宝山再生能源利用中心项目实景图
本项目总体技术思路