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智能建造助力上音歌剧院成为上海又一文化新地标

文章来源:上海建工科技创新平台作者:上海建工科技创新
时间:2020-03-16 11:30 访问量:

 

上音歌剧院坐落于上海音乐学院东北角,紧邻淮海中路和汾阳路,位于衡复历史文化风貌保护区内,建筑本身与周围环境融为一体,是上海又一处文化新地标

 


上音歌剧院外观

 


上音歌剧院外观

 

上音歌剧院总建筑面积约3.2万㎡,框架剪力墙结构,地上五层,地下三层,总高度34m,拥有1个1200座的专业歌剧厅、管弦乐排演厅、民乐排演厅、合唱排演厅、歌剧排演厅以及1个专业报告厅。

 


歌剧厅内景

 
工程由上海建工四建集团施工总承包,历时1200余天于2019年下半年全部建设完成。
 
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工程建造特色

 

全浮结构歌剧院

 

工程紧邻地铁1号线,地铁隧道距基坑地下连续墙仅8.2m,地铁振动通过土壤向上传播至上部建筑物,形成结构噪声,严重影响整座歌剧院的声学效果。

 


上音歌剧院部分剖面

 

为此,上音歌剧院采用整体隔振技术,将歌剧厅、管弦乐排演厅、民乐排演厅通过底部的250个弹簧隔振器与下部结构分离,形成浮筑体系,地铁运行产生的高频振动信号传播到建筑物基础时,设置的弹簧隔振器由于频率较低,能够隔离绝大部分振动。

 


管弦乐排演厅内景

 

先进的建筑声学理念
 

为保证一流建筑声学效果,对歌剧厅、四个排演厅等声学要求比较高的功能部位的建筑墙体采用五层夹心墙做法,即双层厚度各190mm的混凝土砌块墙体,中间空腔100mm填充矿棉,墙体内外表面20mm厚砂浆抹面,五层夹心墙理论隔声量超过75分贝。

 

五层夹心墙体构造

 
歌剧厅装饰面为固定式木质反射面或GRC,展现自然原声;天花局部设计为升降顶棚,在3m升降范围提供2000m³的可变体积,可以实现交响乐1.9s、浪漫派歌剧1.7s、经典派歌剧1.3s的不同混响时间。
 

天花局部设计为可升降顶棚

 


装饰面

 

幕墙基调同周边呼应

 

上音歌剧院主入口面向淮海路与汾阳路交叉路口,由三面内凹的斜墙围合,中间为玻璃幕墙,立面使用浅灰色超高性能混凝土板和玻璃纤维增强混凝土板,光线通过玻璃幕墙进入观众大厅,形成室内室外自然过渡。

 


上音歌剧院主入口

 

局部墙面采用超高性能混凝土镂空板,后方为玻璃幕墙,体现中国传统建筑中的窗棂元素,虚实对比使立面效果更为丰富。

 

镂空幕墙室内效果

 

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工程建造难点和解决方案

 

 1   复杂环境下的深基坑开挖及周边环境保护
 

上音歌剧院基坑面积约6600㎡,平均开挖深度14.6m,周边道路繁忙,地下市政管线密集。基坑北侧紧邻地铁1号线区间隧道,顶部埋深约11m,其距离基坑地下连续墙约8.2m;基坑西侧紧邻三层浅基础砖混结构“霞飞路历史保护建筑”,其距离基坑最小约7.2m;基坑南侧紧贴上海音乐学院教学楼。施工中必须严格控制基坑开挖卸载变形以保证周边安全。

 


基坑周边环境概况

 
工程团队将6600㎡的基坑先后分成5个区域依次施工,针对每一分区进一步分块开挖,遵循“时空效应”规律,在施工过程中严格控制进程。在临近地铁侧的基坑开挖过程中使用基坑支撑轴力自动伺服系统,自开挖至地下室回筑完成,整个基坑变形量处于受控状态,地铁隧道的沉降变形值控制在5mm以内,收敛变形值基本控制在15mm以内。

 

在基坑围护结构拆除阶段,工程团队选用更为经济环保的混凝土静力切割技术和混凝土静态爆破技术,无声音、无振动且不污染环境。

 

 2   超高超大混凝土结构模板排架施工
 

由于剧场类建筑空间结构的特殊性,工程高大支模区域有10余处,歌剧厅主舞台区域支模高度达43.5m,主梁截面650mm×1600mm,跨度21m;主舞台台口位置超限梁截面500mm×5200mm。超高超大混凝土结构给施工带来了极大难度。

 


歌剧厅内景

 

实际施工过程中,模板排架技术参数均经过专家论证并严格按照论证方案执行。在运用多层结构楼板排架协调变形原理和混凝土构件分层浇筑协同受力原理的基础上,通过模板排架变形动态监控和排架立杆独立定位、分段验收、过程纠偏等管理手段,工程团队顺利完成了全部高大支模的施工工作。

 

 3   高标准混凝土面平整度控制
 

歌剧厅通过100组弹簧隔振器支承,与地下室结构周边完全脱离,每组弹簧分别设置在一个标号为C40混凝土支墩的基础上,高度1550mm。受弹簧隔振器安装工艺限制,混凝土支墩结构完成面平整度偏差不能超过2mm,标高偏差不能超过5mm。

 


弹簧隔振器示意图

 

工程团队在混凝土支墩的侧模板底部设置可调节螺栓,实现模板搭设和混凝土浇筑过程的动态调节,最终弹簧支墩混凝土面平整度基本控制在1mm左右。

 

 4   基于BIM技术的智能建造
 

上音歌剧院总建筑面积为3.2万㎡,由于场地空间及周边保护的限制,在同一时间段内可能存在部分区域结构已封顶、幕墙和安装专业进场施工,而另外区域还在施工上部结构、甚至组织基坑施工的情况,若按传统模式组织多专业、多工种、多条线施工必然存在诸多障碍。

 

工程团队利用BIM技术对现场复杂的施工工况及方案进行可视化模拟,针对过程中的细节顺序进行逐步细化调整,令整体方案趋向科学合理。

 

施工工况及方案可视化模拟

 

施工工况及方案可视化模拟

 

针对复杂的舞台机械和安装工程,工程团队大幅提前各专业的深化入场时间,制定适用于各深化阶段的详细建模深度规则,以尽早实现各专业设备及管线的布设和碰撞检查,力求在深化阶段就给出准确合理的空间排布,由此导出二维图纸指导现场施工。

 


设备管线布置模型

 

此外,工程团队对施工模型作轻量化处理对接剧场运维团队,留存并利用建设数据,辅助运维团队对复杂舞台设备进行管理。

 


上音歌剧院外观

 

上音歌剧院是上海第一座真正意义上的专业歌剧院,也是国内首个采用整体隔振技术的全浮结构歌剧院,除歌剧外兼顾交响音乐会、音乐剧、舞蹈、戏曲等丰富演出类型,必将承前启后谱写艺术演绎新篇章。

 


上海第一座真正意义上的专业歌剧院