11月底,被誉为北京文化艺术新地标的北京演艺集团下属北京歌舞剧院刚刚完成了一盘“大棋”的布局。
站在项目基坑边缘俯瞰,一个个约1.5米见方的黄色和灰色钢板安装就位,呈现出如同对弈中的围棋棋盘。
这些钢板共同组成了国内首例并联式“振震双控”隔振(震)支座体系。双色钢板之间相互咬合,又彼此分离,在基坑内呈现出交错布局的态势。
对北京城建集团土木工程总承包部北京歌舞剧院项目经理罗科庭来说,这盘大棋标志着整个项目完成了隔振降噪与减震的基础工作。“这种施工方式可谓极其繁琐,在业主单位、设计院、施工单位共同努力下实现了如同下围棋一样的精确‘落子’,都是为了满足剧院允许噪声限值不高于35分贝的声学环境控制要求。”罗科庭说。
北京歌舞剧院因演出需要对室内隔音降噪以及振动控制要求极高,没有演出时,剧院噪声须控制在35分贝以内,这个数值甚至比保证人类入眠的45分贝标准还要高。
相比严格的要求,该项目却有先天“不足”。工程地处北京市最繁华的区域之一——东三环双井桥旁,地铁隧道距离剧院不到6米。天然矛盾如何解决,这套系统便派上了用场。
在项目党支部书记、副经理于晓看来,整套体系的核心便是黄灰相间的“棋子”。黄色的“棋子”名为滑移式弹簧隔震支座,其通过弹簧来消减地铁、车辆、地震引起的振动;灰色的“棋子”则是如同给靴子扣上一顶帽子的靴帽橡胶支座,常态时,靴子和帽子间隔50毫米,不传递振动,地震时通过多层叠合橡胶来消减地震横波带来的扰动和破坏。
于晓说:“整个项目使用了267个隔振(震)支座,其中黄色‘棋子’209个,它们按照‘能者多劳’的原则,可以分别顶起120吨到540吨不等的上部结构。灰色‘棋子’58个。相比很多工程减隔振(震)二者合一的设计,这里在仅有不到4000平方米的地下空间施工,加上下窄上宽、局部‘悬挑+吊挂’的上部剧院结构,造成基础受力情况异常复杂,这种隔震体系可以满足剧院工程减隔振需求与结构抗震要求。”
从演示动画上可以看出,隔振(震)层中心区域的“十字梁”交叉点为灰色“棋子”,四边为黄色“棋子”。边缘区域特别是临近地铁隧道的一侧,则是黄色和灰色的“棋子”交替布局,像极了围棋中博弈的状态。
整套体系被安装在地下二层到三层之间,项目总工程师宋奇达说:“地下三层和四层及地下一、二层悬臂外墙与地层连接,保证整个建筑地基稳固,而隔振(震)体系之上,则属于可以移动的区域。”
这两种“棋子”的造型类似三明治,两端为连接混凝土结构的钢板,中间区域分别使用了多层橡胶片和高强度弹簧,在缓解振动对结构的冲击外,遇到地震时还可以给建筑结构提供最大40厘米位移的空间。“建筑看似坚如磐石,实则在遇到地震时需要将地震波带来的破坏力释放,而这40厘米便是让其释放的空间。”宋奇达说。
为了保证40厘米的变形空间,建筑边缘一圈还设置了独立的结构墙体。“这堵墙并非结构外墙,它与真正的结构外墙之间预留了40厘米的空间,让整套隔震体系自成一脉,一旦遇到地震,隔振(震)体系使整个剧院通过位移减弱冲击,实现了对建筑的最小影响。此外,部分内部贯通的电梯井在隔振(震)层以下也与结构之间预留出了40厘米的空间,让电梯井与主体结构分离,在地震工况下随着隔震层以上结构一并滑动,保证建筑使用安全。”宋奇达说。
让建筑既稳如泰山,又灵活可动。隔震体系的应用起到了至关重要的作用,下一步该项目将进入主体结构施工阶段,配合结构施工的管道封闭、装饰装修、气密性处理等多种手段也将陆续实施,最终通过组合隔音隔震降噪处理,实现剧院使用中达到低于35分贝的要求。
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