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超高层钢结构施工技术环球金融街天津津塔工程1.1地理位置天津津塔工程位于天津市和平区大沽北路、滨江道与张自忠路（滨河游览路）所围成的地块内，毗邻环境优越的海河河畔和全国闻名的劝业场,建成后是一座集办公、公寓、餐饮、商业为一体的超高层综合性建筑,主塔楼高度336.9m，建成后将成为天津市最高的建筑。并将与津门工程共同构成一座辉煌的建筑集群.兴安路张自忠路大沽北路海河本工程钢结构总用钢量为6.5万吨，钢构件数量27000件,主要采用Q235C、Q345C、Q345GJC、Q345GJD、Q390GJD级钢材，其中Q345GJ及Q390GJ钢材采用正火或控轧状态交货，除腰桁架和伸臂桁架外，所有钢材均满足0℃时的冲击功不小于34J，腰桁架和伸臂桁架的钢材需满足－20℃时的冲击功不小于34J。40mm以上钢板均有Z向性能要求。根据加工运输条件及塔吊起重量，现场钢柱共分为27节，基本按照三层一节分段原则。核心筒钢板剪力墙高达54层,为世界之最,与核心筒柱连接方式为安装螺栓+焊接,单块单侧安装螺栓为30颗,要求施工测量精度高,安装焊接难度大。本工程最厚钢板为100mm。安装焊接难度大。最重构件为第一道带状桁架柱,重达63吨。19/P~N轴钢板墙截止至5层钢板剪力墙15～16层内筒焊接桁架30～31层内筒焊接桁架45～46层内筒焊接桁架60～61层内筒焊接桁架19/N~M轴钢板墙截止至22层19/M~K轴钢板墙截止至39层内筒边柱至56层截止内筒中心支撑2.1T1节柱脚节点抗剪键地梁靴梁底板靴梁底板抗剪键内筒柱柱脚及钢板剪力墙墙脚节点外框柱柱脚抗剪键环形锚板地脚螺栓2.3外伸臂桁架区节点伸臂桁架区立面图伸臂桁架与核心筒柱节点1伸臂桁架与核心筒柱节点2伸臂桁架与外筒柱节点1伸臂桁架与外筒柱节点2外伸臂桁架上弦杆安装安装后的钢板墙3、钢结构施工难点与对策1、钢结构工程量大、工期短对策：聘请海内外钢结构专家，提高工程组织管理能力。强化对深化加工图纸、钢板采购、构件加工、现场施工各环节的控制，确保按期完成。2、大型机械综合布置对策：对业主选定塔吊深入分析，合理布局。依据塔吊布局及起吊能力，合理分段，验算吊次。确保满足现场实际吊装。3、钢板墙的安装焊接对策：严格遵照设计要求，合理安排焊接顺序，优化构件结构及安装焊接节点，降低施工难度，提高施工效率。4、组合钢梁支撑计算及楼面水平度的保证对策：根据工程特点，分别对典型钢梁进行验算，以确定各个过程中楼面梁的稳定性以及钢梁的预起拱值。5、焊接工作量大、质量要求高对策：有针对性进行焊接工艺评定及焊工附加考试，编制焊接专项方案，细化焊接工种，保证质量。6、外框筒倾斜钢柱焊接变形控制对策：严格遵照方案确定的焊接方法焊接，加强现场管控，进行测量同步监测，控制焊接变形。7、圆管柱对接的安装精度及焊接管控对策：从钢柱卷管环节开始，到构件运输、装卸，严加管控，确保构件到场的安装精度。8、伸臂桁架区等重要节点的安装精度管控对策：要求专业加工厂商在开工前提出具体加工工艺方案，严格审核论证可行性。严控加工过程，监控加工及安装累积误差并及时反馈加工厂制作实例卷管钢板卷制采用型号为W11S-100×4000的卷板机进行加工设备名称及型号规格100×4000液压微控水平下调式三辊卷板机1板材屈服极限或材质3452352最大对称卷板厚度mm801003最大预弯板厚mm60804满载最小卷板直径(内径)mmφ1500φ15005最大卷板宽度mm40006上辊直径mmφ980(附加上辊φ550)核心筒柱工厂拼装核心筒柱对称焊接伸臂桁架节点与圆管柱组对柱内隔板焊接5、关键施工技术5.1钢柱吊装本工程钢柱重量较重（20~60吨），单台塔吊无法独立完成部分钢柱吊装。因此在钢柱吊装过程中通过采用双机抬吊、递送、空中换钩等方法进行吊装。双塔抬吊起钩递送就位就位后附塔落钩5.2首节柱安装首节柱安装过程中，我们创造性的采用了柱底支撑胎架代替地脚螺栓预埋,这种方法有效的利用空间,减少钢结构安装与土建交叉施工,对于缩短工期具有积极意义。而且这种方法成功克服了大体积混凝土浇注过程中由于地脚螺栓偏位对于钢结构安装精度的影响,通过混凝土浇注过程中和终凝后观测,这种方法完全满足精度要求。5.3钢梁、钢板墙串吊为加快进度，提高工效，充分利用塔吊，在塔吊起重允许范围内可采用多头吊索一次吊装二至三根钢梁的方法。在本工程中，此方法也用于钢板墙的安装。钢梁串吊钢板墙串吊5.4超高层结构测量在现场测量施工过程中，针对结构的外形及超高层特点，我们采用了较为先进的全站仪和天顶仪，在总结超高层施工经验的基础上,确定了80m为结构轴往传递的有效距离，以保证结构测量准确，减小误差。为避免结构自身和外界因素的影响，控制轴线的引测采用天顶投影法，选用1/200000的徕卡激光铅直仪，在首层布设控制点，分别14、29、44、59层进行转换，控制点点位在楼层组成几何图形，进行闭合计算。控制标高的引测采用钢尺丈量法。为保证钢结构吊装精度，提高安装效率。斜柱的测控采用全站仪实时跟踪坐标测量。针对本工程椭圆形结构，在实际测量中采用全站仪后方交会法，有效地减小了换站测量误差。测量基准点精度保证钢柱垂直度复测全站仪坐标观测5.5钢板墙安装焊接本工程核心筒内柱间钢板墙高度为世界之最，最高至地上54层，为抵抗结构水平方向剪力构件。为避免钢板墙承受结构自重，其与结构联结形式全部采用双面钢夹板贴脚焊。原节点设计为双夹板现场安装，安装难度大，焊接量大，效率低。我们施工方经慎重研究论证后，将原节点优化为两块钢夹板在工厂分别焊在钢柱及钢板墙上。如此省却现场钢夹板安装工序，同时将原来的近1.2万米现场贴脚焊缝减少至不足6千米。后经现场实际安装证明，安装精度完全满足设计要求。钢板墙安装钢板墙螺栓安装5.6柱内混凝土顶升浇注工艺由于本工程圆钢管柱直径大，节点复杂，尤其是圆钢管柱内存在多种形式隔板，混凝土浇筑和振捣困难。为此采用顶升浇筑工艺进行主塔楼钢管内灌混凝土施工，既能保证混凝土的密实性，还最大程度的保证了钢结构安装的塔吊使用时间，减少了土建与钢结构的交叉作业。而且减少高空作业及劳动强度（不需搭设高空脚手架），操作简便安全。国贸三期工程国贸三期工程是由国贸中心和郭氏兄弟集团联合投资建设，投资总额约8亿美元，主体工程预计2008年完工，届时国贸三期将成为北京的标志性建筑，并且与国贸一、二期一起构成110万平米的建筑群，成为全球最大的国际贸易中心。国贸三期工程建设占地东起东三环路，西至机械局综合楼，南起国贸大厦2座，北至光华路，工程项目占地面积6.27公顷，总建筑规模54万平米。工程建设内容主要包括超五星级豪华酒店、高档写字楼、大宴会厅、国际精品商场、电影院、康乐中心、停车场等各类商务设施。A阶段工程总建筑面积297738平方米，由三大部分组成，包括商场、万人宴会厅和主楼，主楼高330米，建成后将成为北京第一高楼。钢结构工程概况外框筒钢结构核心筒钢结构主楼塔冠钢结构钢结构施工技术腰桁架结构平面桁架结构伸臂桁架结构腰桁架为多个H形截面组成，桁架每个面长52米，桁架最重的构件达40余吨。为了确保现场顺利安装，所有腰桁架在出场之前需全部进行预拼装，预拼装要求各方到场确认满足规范要求之后才能出厂。腰桁架加工厂拼装预拼装对位准确第一道腰桁架预拼装高强度螺栓先进施工工艺钢板墙连接板现场钻孔放样钢板墙最大的一块连接板螺栓数量达100颗，钢板墙一段三层，连接多达36块，高强度螺栓近1000颗。为了保证高强度螺栓顺利施工，钢板墙连接板一半孔在加工厂钻，另一半通过现场定位钻孔，保证高强度螺栓穿孔顺利。图示为高强度螺栓孔定位。钢板墙现场完成后立面柱脚钢筋与钢结构连接柱脚连接器钢柱与底板之间通过地脚螺栓连接，土建钢筋只能从钢柱底面或通过柱脚连接器开始向上连接，柱脚钢筋连接器及T型连接板均需要在工厂加工完成。双钢板墙预留对拉螺杆钢板墙与混凝土浇筑的施工配合的设计考虑地下室核心筒墙体全部为巨型钢柱＋钢板剪力墙结构，在钢结构深化设计阶段，需要提前在双钢板墙上部留设浇筑混凝土的下料孔和混凝土的排气孔。双钢板墙排气孔及连接螺栓双钢板墙顶部预留下料口现场进度2第一根钢柱吊装吊装设备全部就位现场进度3地下室外框柱安装完成06年8月现场进度现场进度5核心筒T3节柱吊装06年10月17日现场进度外框筒T2节柱吊装现场进度7核心筒T6节柱吊装06年11月27日现场进度外框筒T4节柱吊装现场进度9核心筒T10节柱吊装外框筒T8节柱吊装现场进度10外筒T12节第二道腰桁架安装现场进度11外框筒T16节柱；内筒T17节柱吊装外框筒T22节柱；内筒T22节柱吊装现场进度122007年10月29日国贸三期结构封顶现场进度14