廣州某電視塔結(jié)構(gòu)工程施工關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)

廣州XXX電視塔結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)摘要：610m高的廣廣州XXX電視塔是世世界最高的電電視塔，也是是一個典型的的超高層建筑筑，具有高、扭扭、偏等復(fù)雜雜結(jié)構(gòu)特征。本本文對其關(guān)鍵鍵施工技術(shù)和和措施進(jìn)行了了分析和論述述。關(guān)鍵詞：超高層層、復(fù)雜鋼結(jié)結(jié)構(gòu)、施工技技術(shù)一、廣州XXXX電視塔簡介介廣州XXX電視視塔是為2010年廣州***建設(shè)的廣播播電視塔。位位于珠江岸邊邊，是廣州XXX城市中軸線線上的主要建建筑物?？傆糜玫孛娣e約18萬m2，總建筑面面積10萬m2，結(jié)構(gòu)總高610m，鋼結(jié)構(gòu)總總量5.5萬噸，7.2m平臺層3萬m2。形體扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向上，形成成纖纖細(xì)腰，體體態(tài)優(yōu)美。圖一廣州*****電視塔效果果圖廣州XXX電視視塔有一座454m的塔身和156m的鋼結(jié)構(gòu)桅桅桿組成，總總高610m。塔身由鋼鋼結(jié)構(gòu)外框筒筒和鋼筋混凝凝土核芯筒構(gòu)構(gòu)成。內(nèi)外框框筒通過樓層層結(jié)構(gòu)相連，但但樓層缺失一一半。功能層層分段分布，外外框筒由24根鋼柱和46個鋼橢圓環(huán)環(huán)及鋼斜撐組組成，由下到到上，截面由由大變小，再再由小變大，扭扭轉(zhuǎn)而成，鋼鋼柱截面由2000mmm漸變到1200mmm。核芯筒結(jié)結(jié)構(gòu)高達(dá)448m，截面呈橢橢圓形，外壁壁壁厚由1200mmm隨高度減小小到400mm，混凝土標(biāo)標(biāo)號由C80變化到C40，內(nèi)置14根工字型截截面的勁性柱柱。24根外框筒柱柱呈空間三維維傾斜，且環(huán)環(huán)間距離高達(dá)達(dá)10余米，且采采用低收縮的的C60混凝土。二、廣州XXXX電視塔的特特點(diǎn)和難點(diǎn)廣州XXX電視視塔這樣一個個標(biāo)志性建筑筑，由于建筑筑師創(chuàng)XXX性的設(shè)計(jì)，使使得結(jié)構(gòu)具有有以下特點(diǎn)和和難點(diǎn)：（1）高：塔樓樓高454m，天線桅桿桿頂高610m，超高度帶帶來施工高風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)。（2）扭：鋼外外筒自下而上上扭轉(zhuǎn)45度，使結(jié)構(gòu)構(gòu)呈三維傾斜斜，萬余構(gòu)件件無一相同。施施工變形控制制難度大。（3）偏：鋼結(jié)結(jié)構(gòu)底座與核核心筒偏心9.3m，而頂部鋼鋼結(jié)構(gòu)又與底底座偏位9m，使結(jié)構(gòu)在在自重作用下下發(fā)生側(cè)移。（4）柔：結(jié)構(gòu)構(gòu)細(xì)長，內(nèi)外外框筒連接較較弱，核芯筒筒截面只有14X177m，高度卻達(dá)450余米。（5）外：外框框筒位于功能能層外側(cè)，因因此施工時(shí)不不能依靠樓層層作操作面，大大大增加了施施工難度。三、廣州XXXX電視塔的關(guān)關(guān)鍵施工技術(shù)術(shù)和措施由于面臨上述結(jié)結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)點(diǎn)和難點(diǎn)，廣廣州XXX電視塔施工工過程必然面面臨很多的技技術(shù)難點(diǎn)和困困難。技術(shù)攻攻關(guān)的難點(diǎn)主主要是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)施工技術(shù)和和超高混凝土土施工技術(shù)。1、鋼結(jié)構(gòu)施工工技術(shù)廣州XXX電視視塔工程的最最大特色和難難點(diǎn)是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的施工工藝藝，由于結(jié)構(gòu)構(gòu)的高度和形形體上的特殊殊性，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)施工的吊裝裝、測量、焊焊接、變形控控制等方面都都存在很多的的難題，在技技術(shù)上采用了了十大技術(shù)措措施來解決這這些難題。廣州XXX電視視塔外框筒鋼鋼結(jié)構(gòu)柱子直直徑2m～1.2m，壁厚50mm～30mm，根據(jù)外框框筒構(gòu)成的情情況及重量分分布，宜將結(jié)結(jié)構(gòu)柱按環(huán)分分節(jié)分段（約約8～12m/段），環(huán)梁梁按照柱間長長度分段，斜斜撐按間斷點(diǎn)點(diǎn)分段，柱子子單件吊重約約為20～40t。依據(jù)這樣的情況況和核芯筒的的特點(diǎn)，選用用兩臺1200tt.m級的M900D塔吊作為主主力起重設(shè)備備，進(jìn)行鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的吊裝和和就位。兩臺臺M900D分別安裝于于塔吊南北兩兩側(cè)，M900D塔吊的安裝裝、爬升和拆拆除的技術(shù)要要求非常高，創(chuàng)XXX設(shè)計(jì)了附墻體系，確保了塔吊的安全施工。另外，考慮到工期和結(jié)構(gòu)重量的分布以及M900D安裝的時(shí)間，100m以下吊裝時(shí)，輔助以兩臺300t的履帶吊，構(gòu)成四條作業(yè)線，同步吊裝，大大提高了速度。而且，通過對恰當(dāng)?shù)闹问侄魏痛胧?，在不改變永久結(jié)構(gòu)的前提下，實(shí)現(xiàn)了300t履帶吊上結(jié)構(gòu)平臺作業(yè)的技術(shù)路線。2、測量技術(shù)廣州XXX電視視塔由于體形形特殊，結(jié)構(gòu)構(gòu)高，同時(shí)條條件差，所以以結(jié)構(gòu)測量的的難度很大。針針對這種情況況，我們以GPS定位系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行測量基線線網(wǎng)的測設(shè)，以以高精度全站站儀為重要手手段，進(jìn)行構(gòu)構(gòu)件空中三維維坐標(biāo)定位。為滿足鋼結(jié)構(gòu)安安裝定位需要要，利用周邊邊通視條件好好、穩(wěn)固的高高層建筑物，構(gòu)構(gòu)建了空間測測量基準(zhǔn)網(wǎng)?？湛臻g測量基準(zhǔn)準(zhǔn)網(wǎng)由五個空空間點(diǎn)和一個個地面點(diǎn)組成成。由于現(xiàn)場施工條條件的限制，平平面測量基準(zhǔn)準(zhǔn)網(wǎng)分階段進(jìn)進(jìn)行布設(shè)。鑒鑒于電視塔結(jié)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)高于周周邊其他建筑筑物，為了滿滿足結(jié)構(gòu)施工工的測量定位位要求，位于于地面的平面面測量控制網(wǎng)網(wǎng)沿核心筒壁壁進(jìn)行垂直傳傳遞。在C區(qū)底板的核核心筒外周設(shè)設(shè)置投影基準(zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)，每隔4至6層向上設(shè)置置相應(yīng)的高空空施工控制點(diǎn)點(diǎn)。設(shè)置投影影基準(zhǔn)點(diǎn)以及及高空施工控控制點(diǎn)時(shí)，考考慮到在每節(jié)節(jié)立柱測量時(shí)時(shí)需與兩個控控制點(diǎn)保持通通視，以便必必要時(shí)進(jìn)行校校核。此外，施施工時(shí)，核心心筒外的6個施工控制制點(diǎn)同場外空空間測量基準(zhǔn)準(zhǔn)網(wǎng)能夠通視視，以方便傳傳遞后的校核核及觀測時(shí)將將作為后視。鋼結(jié)構(gòu)外筒均采采用鋼管構(gòu)件件，高空節(jié)點(diǎn)點(diǎn)均為等強(qiáng)焊焊接連接。焊焊接量大，質(zhì)質(zhì)量要求高，但但高空作業(yè)條條件差，氣候候影響明顯。從從保證焊接質(zhì)質(zhì)量、提高焊焊接功效、減減少焊接變形形等因素考慮慮，并結(jié)合以以往的焊接經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，采用了了二氧化碳?xì)鈿怏w保護(hù)半自自動焊為主，手手工焊為輔，進(jìn)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)節(jié)節(jié)點(diǎn)高空全位位置焊接的焊焊接工藝。焊焊接時(shí)對節(jié)點(diǎn)點(diǎn)采用對稱分分布焊接的施施焊順序，焊焊接單元內(nèi)按按立柱－斜撐撐－環(huán)梁的順順序控制，同同環(huán)內(nèi)節(jié)點(diǎn)采采用對稱分布布、交錯焊接接，最大限度度控制焊接變變形的不利影影響。4、施工仿真分分析技術(shù)在施工（焊接、施施工荷載等）和和自重作用影影響下，以及及在環(huán)境條件件（風(fēng)、溫度度、日照等）的的影響下，結(jié)結(jié)構(gòu)會不斷發(fā)發(fā)生變形，如如果不加以控控制，會造成成安裝的困難難和精度的不不可控制，甚甚至留有安全全隱含。因此此需要事先對對各種因素引引起的結(jié)構(gòu)變變形和內(nèi)力進(jìn)進(jìn)行計(jì)算分析析，并結(jié)合現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)據(jù)掌握結(jié)構(gòu)在在各個施工階階段和各種環(huán)環(huán)境條件下的的變形規(guī)律，指指導(dǎo)結(jié)構(gòu)施工工。因此，以計(jì)算機(jī)機(jī)模擬施工階階段結(jié)構(gòu)驗(yàn)算算為先導(dǎo)，進(jìn)進(jìn)行施工工藝藝設(shè)計(jì)和施工工控制是一項(xiàng)項(xiàng)重要的施工工技術(shù)措施。通通過采用先進(jìn)進(jìn)的軟件平臺臺MIDAS和ANSYS對施工全過過程的工況進(jìn)進(jìn)行了仿真分分析，了解了了結(jié)構(gòu)在重力力作用下的變變形規(guī)律，同同時(shí)對溫度以以及風(fēng)荷載對對施工各階段段的影響進(jìn)行行了評價(jià)和分分析，確定了了關(guān)鍵的工藝藝過程和方案案。如確定了了核芯筒領(lǐng)先先外框筒50～70m等的技術(shù)方方案，并確保保最后施工完完畢時(shí)，達(dá)到到變形不超差差，內(nèi)力不超超限的要求。5、預(yù)變形技術(shù)術(shù)由于廣州XXXX電視塔具有有偏，扭的結(jié)結(jié)構(gòu)特征，因因此結(jié)構(gòu)在施施工過程中，不不僅會產(chǎn)生壓壓縮變形，不不均勻沉降，也也會發(fā)生較大大的水平變形形，因此必須須進(jìn)行預(yù)變形形控制，否則則，即使初始始安裝位置精精確，但在后后續(xù)荷載的作作用下，會發(fā)發(fā)生較大的累累積變形，使使得節(jié)點(diǎn)偏離離原設(shè)計(jì)位置置。通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鑫鲇?jì)算，制定定了以階段調(diào)調(diào)整、逐環(huán)復(fù)復(fù)位為特征的的預(yù)變形方案案，進(jìn)行鋼結(jié)結(jié)構(gòu)在恒載作作業(yè)下的變形形補(bǔ)償。由于于風(fēng)荷載和溫溫度荷載為可可變和隨機(jī)荷荷載，影響可可恢復(fù)，因此此僅對其影響響范圍進(jìn)行了了分析，確保保安全，而不不對其進(jìn)行補(bǔ)補(bǔ)償。6、實(shí)時(shí)監(jiān)控技技術(shù)由于廣州XXXX電視塔結(jié)構(gòu)構(gòu)細(xì)長，施工工時(shí)間跨度大大，因此結(jié)構(gòu)構(gòu)施工過程中中受溫度影響響比較大，同同日溫差，陰陰陽面溫差，季季節(jié)溫差這些些變化始終貫貫穿于結(jié)構(gòu)施施工的全過程程。因此必須須其對結(jié)構(gòu)變變形的影響規(guī)規(guī)律，對主體體結(jié)構(gòu)溫度分分布情況進(jìn)行行檢測，并輔輔助計(jì)算機(jī)模模擬計(jì)算，提提前對結(jié)構(gòu)溫溫度變形情況況進(jìn)行分析和和預(yù)測，以減減小溫度變形形對結(jié)構(gòu)施工工的影響。根據(jù)上述情況，制制定了以無線線傳輸，實(shí)時(shí)時(shí)檢測的結(jié)構(gòu)構(gòu)溫度的檢測測系統(tǒng)，進(jìn)行行結(jié)構(gòu)在環(huán)境境溫差條件下下的溫度監(jiān)測測的方案。具具體實(shí)施方案案是在均勻分分布的8根立柱、3道環(huán)梁上和和核芯筒的6根測軸上，布布置溫度傳感感器，其中同同根柱子內(nèi)外外都布置溫度度傳感器，采采用無線傳輸輸技術(shù)進(jìn)行采采集，然后對對其數(shù)據(jù)進(jìn)行行分析和處理理，指導(dǎo)施工工。同時(shí)也布置了少少量應(yīng)力傳感感器對結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)力變化情況況進(jìn)行監(jiān)控，確確保施工目標(biāo)標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。7、臨時(shí)支撐技技術(shù)廣州XXX電視視塔樓層分段段集中分布，有有大量樓層缺缺失，給鋼外外筒施工過程程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)穩(wěn)定和登高作作業(yè)帶來極大大難度。因此此制定了以徑徑向布置的臨臨時(shí)支撐作為為結(jié)構(gòu)在安裝裝階段的穩(wěn)定定措施的技術(shù)術(shù)方案。即在在樓層缺失處處鋼外筒結(jié)構(gòu)構(gòu)施工時(shí)設(shè)置置徑向臨時(shí)支支撐作為外筒筒鋼柱安裝定定位和結(jié)構(gòu)臨臨時(shí)穩(wěn)定的措措施，并作為為核心筒通往往鋼外筒施工工作業(yè)面的臨臨時(shí)通道。徑向臨時(shí)支撐依依據(jù)外筒鋼環(huán)環(huán)位置對應(yīng)布布置。每道環(huán)環(huán)共布置12根臨時(shí)支撐撐，原則上每每間隔一根外外筒鋼柱布置置一根臨時(shí)支支撐。臨時(shí)支支撐的長度不不等，最長達(dá)達(dá)31m,考慮支撐的的側(cè)向穩(wěn)定，長長度大于20m時(shí)增設(shè)側(cè)向向支承。其一一端連接到核核心筒勁性鋼鋼骨預(yù)設(shè)的連連接件上，另另一端擱置在在外筒鋼柱的的環(huán)梁牛腿上上。選取與外外筒鋼環(huán)梁相相近標(biāo)高的核核心筒樓層處處，布置臨時(shí)時(shí)支撐的內(nèi)側(cè)側(cè)支點(diǎn)，盡量量減小臨時(shí)支支撐兩端的高高差，便于現(xiàn)現(xiàn)場施工人員員通行8、安全操作系系統(tǒng)廣州XXX電視視塔鋼結(jié)構(gòu)安安裝為超高空空作業(yè)，樓層層的不連續(xù)，造造成懸空作業(yè)業(yè)。高空墜物物帶來的傷害害風(fēng)險(xiǎn)也隨著著高度增加。同同時(shí)由于外框框筒外露于結(jié)結(jié)構(gòu)的外側(cè)，因因此鋼結(jié)構(gòu)施施工安全設(shè)施施設(shè)置的困難難大大增加。根根據(jù)結(jié)構(gòu)和施施工特點(diǎn)，合合理規(guī)劃、統(tǒng)統(tǒng)籌安全作業(yè)業(yè)設(shè)施就極為為重要。綜合分析后，制制定了以垂直直爬梯，水平平通道，臨邊邊圍欄，操作作平臺和防墜墜隔離設(shè)施，組組成了安全操操作系統(tǒng)。其其中鋼結(jié)構(gòu)施施工的安全措措施操作平臺臺進(jìn)行了創(chuàng)XXX設(shè)計(jì)，適應(yīng)應(yīng)了由于外框框筒柱子密集集，空間狹小小的特點(diǎn)，具具有安全可靠靠，裝拆方便便的優(yōu)點(diǎn)。9、氣象保障措措施風(fēng)、雨、雷電、高高溫等構(gòu)成的的不利氣候條條件始終是建建筑施工，特特別是超高層層建筑施工的的一大威脅，廣廣州XXX電視塔施工工周期長達(dá)3年，且電視視塔處于雷電電的高發(fā)區(qū)域域，因此更應(yīng)應(yīng)重視不利氣氣候的防御。因因此，施工過過程中委托廣廣州市氣象站站負(fù)責(zé)工程周周邊地區(qū)的近近地和高空的的氣象監(jiān)測，對對風(fēng)力、溫度度、濕度和異異常氣候條件件進(jìn)行近期、中中期及長期的的氣象預(yù)報(bào)，必必要時(shí)（如天天線鋼桅桿安安裝時(shí)）進(jìn)行行實(shí)時(shí)監(jiān)測和和即時(shí)報(bào)告。同同時(shí)建立了嚴(yán)嚴(yán)密的防雷、防防風(fēng)、風(fēng)雨措措施。這樣，就形成了了以氣象預(yù)測測為主要手段段，以防風(fēng)，遮遮雨，避雷擊擊為重點(diǎn)的全全天候應(yīng)對保保障系統(tǒng)。10、天線桅桿桿整體提升技技術(shù)廣州XXX電視視塔156m高的天線桅桅桿，重約1800t左右，分成成格構(gòu)段和實(shí)實(shí)腹段，設(shè)置置于454～610m的高空，施施工難度高。下下部格構(gòu)段施施工時(shí)，可以以利用移置放放置于454m樓面的M900D塔吊，進(jìn)行行吊裝。但是是頂部約75m，220噸的實(shí)腹段段是M900D難以達(dá)到的的吊裝高度。因因此制定了以以計(jì)算機(jī)控制制，液壓整體體提升技術(shù)完完成超高空桅桅桿的安裝就就位的技術(shù)方方案。即將實(shí)實(shí)腹段在格構(gòu)構(gòu)段內(nèi)組裝完完成后，利用用在格構(gòu)段頂頂部處設(shè)置的的提升平臺（設(shè)8組導(dǎo)輪和八根導(dǎo)軌作導(dǎo)向及抗風(fēng)糾偏裝置，以八組(16只)穿心式液壓千斤頂及鋼絞線為提升設(shè)備，由計(jì)算機(jī)多參數(shù)自動控制）實(shí)現(xiàn)提升段天線的超高空連續(xù)提升，快速就位安裝。四、鋼筋混凝土土施工技術(shù)廣州XXX電視視塔鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)，特特別是鋼筋混混凝土核芯筒筒和鋼管混凝凝土施工也是是結(jié)構(gòu)施工中中的關(guān)鍵問題題。這是因?yàn)闉?，電視塔核核芯筒?nèi)徑只只有17X144m，空間非常常狹?。粚痈吒?.2m，層高較大大；核芯筒截截面呈橢圓形形，線型控制制難度高；內(nèi)內(nèi)部剪力墻密密集，操作空空間狹小。而而鋼管混凝土土柱直徑較大大（2～1.2m），空間傾傾斜，且位于于功能層外側(cè)側(cè)，施工難度度大，質(zhì)量控控制難度高。1、超高混凝土土核芯筒施工工技術(shù)根據(jù)核芯筒上述述特點(diǎn)，制定定了以整體提提升鋼平臺模模板體系的施施工方案。整整體提升鋼平平臺體系由提提升系統(tǒng)、平平臺系統(tǒng)、模模板系統(tǒng)、掛掛腳手系統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成，外墻采采用鋼大模體體系，內(nèi)墻采采用定型小鋼鋼模體系。依依據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)點(diǎn)設(shè)計(jì)的整體體提升鋼平臺臺系統(tǒng)具有如如下優(yōu)點(diǎn)和特特點(diǎn)：（1）充分利用用了核芯筒內(nèi)內(nèi)的勁性柱作作為承力體系系，具有較好好的經(jīng)濟(jì)性。（2）核芯筒內(nèi)內(nèi)部采用定型型小鋼模體系系，實(shí)現(xiàn)了核核芯筒內(nèi)水平平結(jié)構(gòu)和豎向向結(jié)構(gòu)同步施施工，使施工工過程中的安安全得到更好好的控制，也也使得施工過過程中，核芯芯筒剛度大大大提高，確保保了核芯筒超超高50～70m施工過程中中，核芯筒結(jié)結(jié)構(gòu)的安全。（3）整體提升升鋼平臺具有有封閉的操作作環(huán)境，避免免了高空墜落落的危險(xiǎn)，確確保了施工的的安全。（4）鋼大模體體系整體性好好，剛度大，保保證了混凝土土的施工的質(zhì)質(zhì)量。（5）鋼平臺體體系可以帶載載提升，提高高了施工的效效率。2、超高混凝土土泵送技術(shù)由于廣州XXXX電視塔結(jié)構(gòu)構(gòu)超高，混凝凝土泵送高度度將達(dá)到450m左右，且標(biāo)標(biāo)號達(dá)到C45，因此混凝凝土泵送成為為一項(xiàng)關(guān)鍵的的技術(shù)。借鑒鑒以往成功的的經(jīng)驗(yàn)，通過過優(yōu)化混凝土土配合比和采采用兩泵兩布布，一泵到頂頂?shù)募夹g(shù)，完完成超高程混混凝土的泵送送。3、鋼管混凝土土施工技術(shù)廣州XXX電視視塔鋼管混凝凝土施工有別別于普通鋼管管混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)，一是空間間傾斜，易造造成那隔板底底部產(chǎn)生空洞洞，二是由于于鋼管位于樓樓層外側(cè)，難難以采用布管管，混凝土運(yùn)運(yùn)輸困難大。通通過對比泵送送頂升法、高高位拋落法、立立式澆搗法，最最終決定采用用高位拋落法法施工，為此此在進(jìn)行了足足尺模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，證明此工工藝滿足