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科学实验
       矿坑生态修复利用工程,暨湘江欢乐城冰雪世界项目位于湖南省长沙市大王山旅游度假区,地处长、株、潭三市地理中心位置,东临湘江,西临靳江河,北接洋湖湿地公园,距长沙主城区约10公里。项目占地1.6平方公里,总建筑面积50万平方米,总投资120亿元,是湖南首个世界级特大创新型综合旅游项目。

冰雪世界项目建成效果图
 
       冰雪世界项目利用废弃采石矿坑为基地进行建造,其主体建筑为大跨重载巨型钢混组合结构,主要由下部竖向支撑、中部混凝土平台和上部钢结构屋盖三部分组成。其中竖向支撑为混凝土结构,由48根高度为37~60米的大体积混凝土柱(最大直径约6米)和18道剪力墙组成,共同支撑起中部长约220米、宽约175米,面积约3万平方米的混凝土平台。上部钢结构屋盖将建于该平台之上,其长度约240米、宽度约164米,面积约3万平方米,总用钢量约1.8万吨。该项目于2014年7月份全面开工,预计2019年4月全面开园,建成后将成为迄今为止世界最大的室内冰雪乐园、也是世界唯一悬浮于深坑之上的冰雪游乐项目。美国Discovery(探索)频道曾评价其为世界上不可能完成的建筑之一,并先后5次来此拍摄,最终将制作成约45分钟的纪录片,在全球范围内进行播出。
冰雪世界项目主体结构示意图
 
       依托湖南湖大土木建筑工程检测有限公司,湖南大学土木工程结构健康监测研究团队授权对冰雪世界项目中部混凝土平台及上部钢屋盖进行施工及运营阶段监测,监测内容主要包括主体构件应力应变及温度应力、整体结构位移及动力振动特性等。通过制定专业及详细的监测技术方案,防止重大事故发生,保障该项目顺利进行,为社会及经济发展贡献力量。
冰雪世界项目监测方案
 
       冰雪世界项目中部混凝土平台由现浇预应力箱形梁、工字梁及钢筋桁架楼承板组成,其中主梁高度约5米,次梁高度约4米,水平总面积约3万平方米,具有构件数量多、体积大、种类复杂等特征。根据施工总部署并结合后浇带设置情况,将该平台划分9个施工区,各区间采用平行施工,区内采用流水施工。本团队于2017年7月入场进行中部混凝土平台传感器安装及施工阶段结构性能监测,截止2018年1月,已基本完成仪器安装任务。
 冰雪世界项目现场施工情况


预埋式混凝土应变传感器安装



预埋式钢筋应变传感器安装


预埋式温度传感器安装


预应力钢绞线索力监测
 
       屋盖结构位于中部混凝土平台上方,采用钢柱及重型空间网架结构,平面尺寸为160m×240m,高度距混凝土平台约38米。屋盖结构支撑体系由钢管混凝土柱和柱间支撑结构组成,其中钢管混凝土柱采用圆钢管,最大截面为Φ2200mm×70mm。空间网架屋盖结构主要由主桁架、环桁架和次桁架3部分组成,其中主桁架采用组合桁架体系,并贯穿屋盖结构;环桁架为三角桁架体系,环抱屋盖结构;次桁架采用单片桁架体系。主桁架和次桁架主要采用箱型截面组成,环桁架由圆管截面和箱型截面组成。
 
钢屋盖结构示意图
 
       结合土建施工进度流程,屋盖结构被划分为9个施工分区,其中每个分区内的施工顺序依次为主桁架、环桁架、次桁架,均采用先楼面原位拼装后液压提升的安装方法。
钢屋盖施工流程示意图
 
       2018年1月,上部钢屋盖第一榀主桁架进行提升。本团队通过在桁架表面及相邻柱端安装应变传感器,采用无线信号发射设备,对桁架提升过程进行监测,并进行风险评估。
钢桁架表面式应变传感器安装


相邻柱端表面式应变传感器安装


无线自动化实时监测装置


单榀钢结构主桁架提升


单榀钢结构主桁架提升


单榀钢结构主桁架提升


单榀钢结构主桁架提升

 
       后期,本团队将继续密切关注该项目进度情况,确保为甲方及设计单位提供有力的技术支持,也力争为今后类似项目施工及监测提供经验借鉴。