巨型圆环结构(广州圆)施工关键技术.pdf

一一 工程概况工程概况 二二 项目特点分析项目特点分析 三三 斜向支撑框架节点的优化斜向支撑框架节点的优化 四四 吊挂结构施工工艺吊挂结构施工工艺 五五 施工过程仿真分析施工过程仿真分析 六六 施工过程照片施工过程照片 2 内容提要 3 建筑概况建筑概况 一 工程概况 广州兴业国际项目建筑立面为立放的巨型玉璧，外径146.6m，内径47m，宽28.8m，总高 度138m其中本工程最大悬挑长度悬挑长度22m地下2层（地下室底板面标高-9.0m），地上33层， 总建筑面积约106491m2 4 结构概况结构概况 一 工程概况 1区：常规结构区：常规结构 2区：悬挑结构（悬挑长度区：悬挑结构（悬挑长度22m）） 3区：依附于悬挑结构之上（承担上部区：依附于悬挑结构之上（承担上部12 层荷载）层荷载） 4区：大跨度结构（大洞直径区：大跨度结构（大洞直径47m）） 5 结构概况结构概况 一 工程概况 在外斜撑框架和核心筒之间设置柱网尺寸为 6.3m×25，其中其中内侧钢管内侧钢管混凝土柱间距为混凝土柱间距为6.3m，，截 面尺寸为□1400×600×14～□1400×800×35。

外外 侧钢管侧钢管混凝土柱间距为混凝土柱间距为12.6m，，截面尺寸为 □600×600×12～□800×800×20内、外框架柱 一起成间隔布置 钢斜撑同样采用箱型截面，截面尺寸为 □1400×500×50、500×500×8～□500×500×35 ，其中相邻的两个斜撑交点跨越3个楼层 6 结构概况结构概况 一 工程概况 本工程结构形式为钢斜撑框 架+钢筋混凝土核心筒混合结 构，由核心筒、外斜撑框架、核心筒、外斜撑框架、 转换桁架和外伸刚臂、内钢转换桁架和外伸刚臂、内钢 框架和钢梁框架和钢梁+混凝土组合楼盖混凝土组合楼盖 等组成 通过转换桁架吊挂或支撑楼 层结构 伸臂桁架联系核心筒和外斜 撑框架，增加整体抗侧刚度 7 结构概况结构概况 一 工程概况 M节点 B节点 K节点 （红色表示受压，青色表示受拉） 外斜撑框架竖向荷载作用下杆件轴力图  大洞上方结构和两侧悬挑结构的下 挠，使得部分斜撑杆件承担了较大 的内力，大洞上方部分斜撑杆件还 承受拉力  转换桁架担当起了支撑、传递上部 结构荷载给外斜撑框架，并吊挂下 部结构  部分区域斜撑及立杆轴力在同一数 量级，B节点，K节点，M节点为本 项目的关键部位。

一一 工程概况工程概况 二二 项目特点分析项目特点分析 三三 斜向支撑框架节点的优化斜向支撑框架节点的优化 四四 吊挂结构施工工艺吊挂结构施工工艺 五五 施工过程仿真分析施工过程仿真分析 六六 施工过程照片施工过程照片 8 内容提要 9 节点种类多且内部构造复杂节点种类多且内部构造复杂 二 项目特点分析 1）节点的构造复杂，内部劲板 密集，正斜、交错的布置形式，形成 的内部多腔体、小夹角腔体，现场混 凝土浇筑难密实，实体工艺试验也验 证了这一点； 2）节点内部空间一定，劲板的 密集与交错布置，造成内部施焊空间 小，焊接不可达 3）节点外形不规则、制作误差、 焊接变形等容易导致对接口空间位置 变化，节点需精确定位，满足多达11 个对接口的安装精度，绝非易事 外框架复杂节点 10 节点种类多且内部构造复杂节点种类多且内部构造复杂 二 项目特点分析 按照设计文件的要求， 内外圆环的内框架部分施工 慢于外斜撑框架，即外斜撑 框架在施工时候没有有效的 支撑体系可以借用，特别是 内圆上部，内圆环直径为 47m，最高点达89.0m，这 样的高度搭设支撑胎架，不 经济也不现实，所以需要寻 求新的安装方法加以解决。

外圆悬 挑部分 内圆 悬挑 部分 11 外斜撑框架悬挑区域施工外斜撑框架悬挑区域施工 二 项目特点分析 巨型玉璧结构的外圆悬挑部分和内圆 顶部的内钢框架为吊挂结构，所谓吊挂， 即将楼面系统的荷载通过吊杆传递到悬挂 在竖立井筒上的水平桁架上，再由桁架传 递到井筒直至基础的结构在本工程中， 该两部分结构通过转换桁架将荷载传递到 外斜撑框架体系上 吊挂结构首先安装其上的转换桁架， 再安装其下的框架梁，即从上往下逆作法 施工，这样会导致构件吊装就位困难、安 装工效低、施工操作安全系数小等一系列 问题 12 内框架吊挂结构施工内框架吊挂结构施工 二 项目特点分析 13 施工成型过程的精确控制施工成型过程的精确控制 二 项目特点分析 本工程结构独特，件内力 受施工顺序及荷载施加方 式影响较大，因此须对施 工顺序作出一定要求，并 按照预定的施工顺序进行 施工模拟计算，保证结构 在整个施工过程的安全 1、核心筒快外斜撑，外斜撑基本同步内钢框架，内钢框架快楼板 2、转换桁架慢同层外斜撑框架，内钢框架慢转换桁架 3、10~22层楼板最后施工，减小大洞边缘楼板应力和核心筒剪力 14 施工成型过程的精确控制施工成型过程的精确控制 二 项目特点分析 第一步：框架及内钢框架安装到第10 层。

砼楼板施工到第6层 第二步：砼核心筒施工到23层，外斜框架及内 钢框架安装到第19层砼楼板施工到第9层 15 施工成型过程的精确控制施工成型过程的精确控制 二 项目特点分析 第三步：砼核心筒施工到26层，外斜框架及 内钢框架安装到第22层外悬挑区的转换桁 架TT-1（14~19层）安装 第四步：砼核心筒施工到30层，外斜框架及内 钢框架（核心筒区）安装到第28层外悬挑部 分的内钢框安装7~26层 16 施工成型过程的精确控制施工成型过程的精确控制 二 项目特点分析 第五步：大洞上端的转换桁架TT-2 （26~28层）安装，砼楼板施工7~9 第六步：外斜框架及内钢框架安装 到顶层 17 施工成型过程的精确控制施工成型过程的精确控制 二 项目特点分析 第七步：砼楼板浇筑 18 施工成型过程的精确控制施工成型过程的精确控制 二 项目特点分析 对设计要求施工顺序进行模拟和结构整体成型进行分析对比，结果显示：竖向荷载作用下，结构构 件内力与一次加载计算结果相差不大或不大于一次加载计算结果，原设计截面能够满足要求 实际施工思路：以设计要求为基础，考虑施工细节和可操作性，最终满足设计要求 一一 工程概况工程概况 二二 项目特点分析项目特点分析 三三 斜向支撑框架节点的优化斜向支撑框架节点的优化 四四 吊挂结构的安装技术吊挂结构的安装技术 五五 无支撑接装技术无支撑接装技术 六六 施工过程照片施工过程照片 19 内容提要 20 节点的分类节点的分类 三 斜向支撑框架节点的优化 类型一类型一 框架柱和斜撑 B5汇交或斜撑 B5汇交，以蝶 形板为翼缘的 “X”形或“Y” 形本体为主传 力部件，框架 斜撑、框架梁 与之汇交而成 类型二类型二 以框架柱或斜 撑B5为主传力 部件，框架梁、 斜撑与之汇交 而成或以斜撑 为主传力部件， 框架梁、柱与 之汇交而成的 节点。

类型三类型三 外框斜撑、梁 汇交后通过牛 腿与柱形成的 组合节点 类型四类型四 外框柱或外框 斜撑与锚板焊 接节点 21 类型一类型一 三 斜向支撑框架节点的优化 框架柱和斜撑B5汇交或 斜撑B5汇交，以蝶形板 为翼缘的“X”形或“Y” 形本体为主传力部件， 框架斜撑、框架梁与之 汇交而成 B CE JR 22 类型二类型二 三 斜向支撑框架节点的优化 以框架柱或斜撑B5为主 传力部件，框架梁、斜 撑与之汇交而成或以斜 撑为主传力部件，框架 梁、柱与之汇交而成的 节点 AS X 23 类型类型三三 三 斜向支撑框架节点的优化 外框斜撑、梁汇交后通 过牛腿与柱形成的组合 节点 KM L 24 节点节点 B B 优化过程优化过程 三 斜向支撑框架节点的优化 取消内部交叉板件， 在大截面钢柱及斜 支撑中各增加两道 50mm厚加劲板传递 斜支撑方向受力 为防止厚板焊接出 现层状撕裂，预留 50mm断开X型蝶形 板，减少下料损耗 1、该节点两根大斜撑及柱杆件受力较大，必须保证两者力流的合理传递 2、为让上部斜撑杆上的力能直接而有效的传递到下部斜撑杆上，在斜撑杆及竖向钢柱中增加两道50mm厚竖向劲 板，斜撑杆上的力由增加的竖向加劲板有效的传递到下部构件上。

3、取消斜撑杆在钢柱中的加劲板，仅保留水平杆件在节点中的水平加劲板，保证水平钢梁水平方向力有效传递 下满足现场灌浆施工 4、取消X型蝶形整板，减少工厂下料损失 内部交叉板件多，形成多个腔体， 板件焊接困难且灌浆密实性难以保 证 25 节点节点 M M 优化过程优化过程 三 斜向支撑框架节点的优化 1、该节点两根大斜撑杆件受力较大，钢柱无法直接承受斜撑杆上的力 2 、为让上部斜撑杆上的力能直接而有效的传递到下部斜撑杆上，在斜撑杆及竖向钢柱中增加两道50mm厚竖向劲板， 斜撑杆上的力由增加的竖向加劲板有效的传递到下部构件上 3、取消斜撑杆在钢柱中的加劲板，仅保留水平杆件在节点中的水平加劲板，保证水平钢梁水平方向力有效传递下 满足现场灌浆施工 4、取消X型蝶形整板，减少工厂下料损失 保证节点受力 合理条件下， 采用竖板断开X 型节点，简化 节点形式，提 高板件利用率 竖向劲板通长， 斜支撑腹板断 开，在断开位 置增加一道水 平传力板，保 证结构受力合 理 内部交叉 板件多， 形成多个 腔体，板 件焊接困 难 一一 工程概况工程概况 二二 项目特点分析项目特点分析 三三 斜向支撑框架节点的优化斜向支撑框架节点的优化 四四 吊挂结构施工工艺吊挂结构施工工艺 五五 施工过程仿真分析施工过程仿真分析 六六 施工过程照片施工过程照片 26 内容提要 27 施工总体思路施工总体思路 四 吊挂结构施工工艺 1#塔吊 高度156米 2#塔吊 高度168米 钢结构施工总体思路及平面布置 在主楼区域南侧布置两台TC7052型塔吊，塔吊取55m,60m臂长，可以覆盖主楼全部的吊装区域。

按 照两台塔吊的布置位置及工作半径划分为两个施工区域，采取以各台塔吊所对应的核心筒为中心， 按照节点安装法和分件安装法相结合的方法，立面上‘逐层分段、从下向上’延伸进行，同时进行 施工作业 28 安装方法概述安装方法概述 四 吊挂结构施工工艺 大洞上方结构 外悬挑结构 外斜撑框架 吊挂结构 外斜撑框架 吊挂结构 无支撑接装法 吊挂结构正装法 29 外悬外悬挑结构挑结构 四 吊挂结构施工工艺 30 支撑胎架安装最大高度为41米， 分别支撑四根悬挑的吊挂钢柱， 下端通过基础平台与地下室柱顶 相连，在胎架中部高度17m标高 处设一道水平支撑和垂直支撑并 与结构相连结，超过30m高的胎 架在29m标高处与结构连接 卸载：卸载：结构合拢后开始对支撑 胎架进行卸载，每侧的四个胎 架同时进行，卸载前先用千斤 顶回顶，回顶点距支撑点 300mm以内卸载完成后将原 结构支撑点焊接区打磨平整 外框悬挑结构外框悬挑结构 四 吊挂结构施工工艺 第二步： 按照杆件 编号依次 安装外悬 挑部分， 其中2#杆 件安装时 采用两根 L100X10 角钢临时 拉结在钢 柱上进行 固定 第一步： 外斜钢框 架及内框 架安装到 12层。

31 外框悬挑结构外框悬挑结构 四 吊挂结构施工工艺 第四步， 塔楼钢框 架的安装 至第15层 ，安装支 撑胎架， 内钢框架 （悬挑部 分）安装 到第7层 第三步： 安装4~6 层的外圆 弧段 32 外框悬挑结构外框悬挑结构 四 吊挂结构施工工艺 第六步： 依杆件编 号顺序安 装外斜钢 框架 第五步： 安装8~9 层的外斜 框架柱及 内钢框架 （悬挑部 分） 33 外框悬挑结构外框悬挑结构 四 吊挂结构施工工艺 第八步： 依杆件编 号顺序安 装外斜钢 框架及内 钢框架的 第10层 第七步： 依杆件编 号顺序安 装外斜钢 框架及内 钢框架的 第9层 34 外框悬挑结构外框悬挑结构 四 吊挂结构施工工艺 。