钢索织就双曲面奇迹 郑州“城市之眼”幕墙索网完工
近日,在郑州航空港区,一座总建筑面积达 52.74 万平方米的超大规模全钢结构建筑正拔地而起,它就是中原高铁港数字展贸城。作为集展览展示、会议酒店、休闲商业于一体的 “国际智慧型会展城”,项目以 13 个标准展厅、3 个多功能展厅及 1 个主登录大厅构成核心功能区,宛如郑州的“城市之眼”。主登录厅那宛如展翅鲲鹏的立面索网幕墙,不仅是建筑美学的巅峰呈现,更凝聚着中国钢结构施工技术的最新突破,成为项目当之无愧的“技术名片”。北京建工建研院完成了索网幕墙的安装与张拉施工。
中原高铁会展主登录厅立面索网幕墙,采用 "圆台形空间双曲面单层三向交叉预应力索网结构",这一结构形式在国内大跨度会展建筑中尚属首次应用。不同于传统平面或单曲率幕墙,该索网以三维立体形态展开:13 排直径 20mm(局部 22mm)的环向拉索如同坚实的 "肋骨",与两个方向交叉布置的 280 根直径 22mm 斜向拉索交织,通过 1410 个三向节点接驳件精准咬合,最终编织成直径随高度渐变的圆台形曲面 —— 从底部的舒展到顶部的收束,既满足了建筑造型的艺术张力,又实现了结构受力的极致优化。
索网幕墙施工的每一步,都是对 "精度" 与 "协同" 的极致考验。建研院项目团队直面三大技术难关,以创新方案破解行业难题,书写了复杂索网结构施工的中国方案。
空间双曲面的 "形态确定" 是施工的第一道难关。传统二维图纸无法准确表达三维曲面的连续变化,项目团队建立索网整体数字模型,将 1410 个节点的三维坐标转化为可量化的数学参数。通过有限元分析软件进行上万次迭代计算,模拟不同温度、荷载下的索网变形规律,最终确定 "恒载 + 预应力" 双重作用下的最优形态 —— 误差控制在 ±5mm 以内,相当于一根发丝直径的精度,确保索网成型后既符合建筑美学要求,又满足结构受力平衡。
第二关,预应力施加是索网结构成型的 "灵魂"。310 根拉索需同步张拉,任何一根索力偏差超过 5%,都可能导致整体结构失稳。项目团队开发智能张拉控制系统,在每根拉索安装压力传感器与位移计,通过中央控制台实时采集数据,采用 "分级张拉、循环调整" 工艺,通过四级加载,每级张拉后监测索力与节点位移,再通过算法反算调整量,确保 310 根拉索的索力同步达到设计值(误差≤3%)。这一过程如同 "给钢铁巨人穿针引线",展现了中国建造的精细化水平。
第三关,引入施工全过程仿真模拟技术,规避过程中的未知风险。项目团队通过模拟,将索网安装、预应力张拉、幕墙面板吊装等工序与时间维度关联,提前发现工序冲突;利用软件模拟极端天气对索网的影响,优化方案;甚至对工人操作流程进行预演,减少高空作业失误,为项目如期竣工提供了技术保障。
中原高铁港数字展贸城索网幕墙的成功施工,不仅标志着中国在复杂索网结构领域的技术突破,更将为区域发展注入强劲动能。
主登录厅的无柱空间与通透幕墙设计,将为展会提供 1.2 万平方米的全天候展示界面,配合项目整体 52.74 万平方米的展览面积,可承接 5000 + 展位的国际大型展会,预计年举办展会超 100 场,带动区域商贸收入超百亿元。这座以索网幕墙为 "城市之眼" 的会展城,将与高铁、航空枢纽形成联动,成为 "一带一路" 沿线的国际会展新地标,助力郑州打造 "国际会展名城",为中部地区对外开放提供新支点。