深圳市寶安區(qū)老虎坑垃圾焚燒發(fā)電廠三期工程位于深圳市寶安區(qū)老虎坑環(huán)境園內(nèi)，占地面積約120766m2，建筑面積為150350m2。垃圾處理規(guī)模確定為3800t/d；配套5×850 t/d機(jī)械爐排型高溫焚燒爐，3×45MW凝汽式汽輪機(jī)+3×50MW發(fā)電機(jī)組，五套煙氣凈化處理系統(tǒng)。全年365天連續(xù)運行，年處理生活垃圾138.7萬噸。焚燒線等主要設(shè)備年運行333天，8000小時，總發(fā)電量約5.808×108kW·h/a。
已經(jīng)完工的老虎坑二期項目，在國內(nèi)的垃圾焚燒行業(yè)已經(jīng)樹立了標(biāo)桿；老虎坑三期項目，在立項之初就提出了要全方位的超越自我，做到國際領(lǐng)先。本項目的建筑方案為國際招標(biāo)，最終確定由AECOM公司進(jìn)行建筑方案設(shè)計。方案強調(diào)了去工業(yè)化，實現(xiàn)建筑與自然的有機(jī)融合，更多地融入了公用建筑的設(shè)計理念。?
一、方案階段
在面對這種多方聯(lián)合設(shè)計，體量巨大，專業(yè)較多的項目，結(jié)構(gòu)專業(yè)必須較早地參與到方案設(shè)計中。很多其他專業(yè)的需求，在融匯到結(jié)構(gòu)專業(yè)時，是存在矛盾的，從專業(yè)自身的需求，結(jié)構(gòu)專業(yè)也需要對最終的方案可行性把關(guān)。合理的方案必須具有前瞻性和大局意識，以促進(jìn)專業(yè)間的協(xié)同，避免設(shè)計通病。因此項目在啟動初期就組織骨干力量就主廠房結(jié)構(gòu)形式與分區(qū)、混合地基、各子結(jié)構(gòu)相互關(guān)系、綜合樓超限等問題召開多次科室內(nèi)部評審會及外部視頻會議，解決了一系列設(shè)計難題：?
1、本項目主廠房建筑方案復(fù)雜，平面尺寸267m×179m（總平面布置圖達(dá)16A1），屋脊高77m，為大型的鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的單體建筑，主廠房柱網(wǎng)在布置上存在以下制約因素：
工藝設(shè)備布置緊密而繁雜，由于垃圾處理工藝要求的特殊性，其垃圾坑必須連續(xù)，其后的進(jìn)料、焚燒設(shè)備、煙氣處理系統(tǒng)均對結(jié)構(gòu)面有整體要求，加上嵌入主廠房內(nèi)的汽機(jī)間區(qū)域，導(dǎo)致偌大的廠房又顯得如此緊湊。
地下是星羅棋布的地下室、綜合管廊、電纜隧道；地上廠房中部縱向設(shè)置了“一線天”的屋頂中庭花園以及屋面的光伏發(fā)電系統(tǒng)，周邊連接2座上料斜橋和1個參觀連廊，122m煙囪緊接其后。
結(jié)構(gòu)上大柱網(wǎng)、大跨度，也不適宜太過零碎的結(jié)構(gòu)分區(qū)分縫，多方問題交織在一起，給結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了巨大的挑戰(zhàn)。最終經(jīng)多次評審，確立了采用八大結(jié)構(gòu)分區(qū)配合后澆帶、加強帶的方案。合理的結(jié)構(gòu)分區(qū)，在初步設(shè)計審查時，也得到了評審專家的認(rèn)可和好評。
2、綜合樓建筑方案新穎別致，也帶來了一系列結(jié)構(gòu)難點，主要有：
筑形體長寬比大，扭轉(zhuǎn)不規(guī)則；
多功能廳跨度大，中間不能加柱，豎向構(gòu)件不連續(xù)；
部分樓層樓板開洞面積大，錯層、局部不連續(xù)，造成平面剛度急劇變化。
前期該單體被定義為超限高層，通過與方案公司及超限審查專家多次溝通，方案上調(diào)整布置，設(shè)計上通過對豎向抗側(cè)力構(gòu)件進(jìn)行合理優(yōu)化，使結(jié)果滿足各項規(guī)范指標(biāo)要求，規(guī)避了超限審查。?
二、設(shè)計階段
1、本項目主廠房及煙囪存在高度較高，造型復(fù)雜的特點，且本地區(qū)設(shè)計風(fēng)壓較大（0.75kN/m2），風(fēng)荷載成為設(shè)計的主要控制參數(shù)。特別是結(jié)構(gòu)造型復(fù)雜，規(guī)范無相應(yīng)的體型系數(shù)取值，為更為安全經(jīng)濟(jì)合理地開展設(shè)計，結(jié)構(gòu)專業(yè)專門提請業(yè)主委托同濟(jì)大學(xué)土木工程防災(zāi)國家重點實驗室結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)研究室，對主廠房、煙囪、以及綜合樓風(fēng)荷載進(jìn)行了剛性模型測壓風(fēng)洞試驗及風(fēng)致動力響應(yīng)研究。風(fēng)洞試驗的結(jié)果促進(jìn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化工作，特別是主廠房鋼結(jié)構(gòu)部分，經(jīng)初步核算，節(jié)省鋼材約1000噸。
2、為滿足工藝及建筑造型需要，優(yōu)化主廠房煙氣區(qū)域鋼結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置，該區(qū)域鋼結(jié)構(gòu)屋面存在跨度大（最大跨約70m）、高度高（最高處約77m）、出屋面的造型復(fù)雜（造型的最大高差約9m）及覆蓋面積廣（約175m×179m）等特點，在設(shè)計時參考機(jī)場及高鐵站等公共建筑的做法，采用鋼格構(gòu)柱+傘形網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式，造型美觀、制作安裝方便，同時滿足結(jié)構(gòu)安全性、適用性的要求。
3、主廠房渣坑頂及汽機(jī)間頂為余熱鍋爐設(shè)備層，面臨的問題有：
荷載大：最大荷載約500噸；
工藝對凈高的要求；
施工因素：大跨度的鋼筋混凝土梁施工難度大且質(zhì)量難以保證；
設(shè)計時因地制宜，渣坑頂平臺梁采用連續(xù)跨型鋼混凝土梁，汽機(jī)間頂平臺梁采用鋼箱梁以滿足各方需求。
4、煙囪為高聳結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)外立面復(fù)雜，對風(fēng)荷載敏感；結(jié)構(gòu)底部有出入車輛的大開洞，中間層有煙囪入口大開洞，對結(jié)構(gòu)的豎向剛度影響很大；建筑方案確定的基底投影面積較小，在風(fēng)荷載下產(chǎn)生的拔力較大，基礎(chǔ)面臨抗拔，抗不均勻沉降、抗傾覆等諸多問題。在設(shè)計時通過對結(jié)構(gòu)剪力墻的布置進(jìn)行多次迭代優(yōu)化調(diào)整，很好地滿足了各項指標(biāo)要求。
三、實施階段
自結(jié)構(gòu)室老虎坑三期項目組成立以來，在單位領(lǐng)導(dǎo)的重視下、科室領(lǐng)導(dǎo)的指導(dǎo)關(guān)懷下，全體成員辛勤勞動、頑強拼搏、通力協(xié)作、密切配合，克服了設(shè)計任務(wù)繁重、時間緊迫的重重阻力，六個月以來，大家為了共同的目標(biāo)，燃燒激情，夜以繼日、聚精會神地奮戰(zhàn)在設(shè)計一線，或調(diào)模型、或查資料、或繪藍(lán)圖……,200多個日日夜夜，緊張與匆忙為伴，艱難與困苦相隨，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，困難與希望同在，全體成員在本職崗位上恪盡職守、攻堅克難，克服了一個又一個難題，取得了階段性的成果。當(dāng)前項目現(xiàn)場樁基施工已基本完成，主廠房、綜合樓、煙囪等單體正處于施工圖審查階段。