鋼結(jié)構(gòu)施工概述

1、第一章 鋼結(jié)構(gòu)施工概述第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)工程概況本工程的主體鋼結(jié)構(gòu)包括： 混凝土核芯筒內(nèi)的勁性柱、 外筒結(jié)構(gòu)、 樓層結(jié)構(gòu) （包括塔頂轉(zhuǎn)換層和空中漫步道）和天線桅桿等。勁性柱共設(shè)置 14 根，沿混凝土核芯筒周邊布置，為工字型截面型式。鋼結(jié)構(gòu)外筒是電視塔主要的垂直承重及抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，包括三種類型的桿件： 立柱，環(huán)和斜撐。外筒共有 24 根立柱，由地下二層柱定位點(diǎn)沿直線至塔體頂部 相應(yīng)的柱定位點(diǎn)，全部采用鋼管混凝土組合柱。 柱截面尺寸由底部的鋼管直徑 2.0 米逐漸減小到頂部的 1.2 米，柱內(nèi)填充混凝土的強(qiáng)度等級為 C60 。斜撐的材料為 鋼管，其直徑大小為 850700。斜撐與鋼管混凝土柱的連接采用相

2、貫節(jié)點(diǎn) 剛接形式。外筒的環(huán)梁共有46組，環(huán)梁材料亦為鋼管，環(huán)梁直徑均為800。環(huán) 梁與鋼管混凝土柱通過外伸的圓柱節(jié)點(diǎn)相貫連接。所有現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)均為焊接連接。內(nèi)外筒之間共設(shè)置 37 層樓層。樓層鋼結(jié)構(gòu)為主次梁結(jié)構(gòu)，主梁一端與混凝 土核芯筒連接， 另一端與鋼外筒連接。 考慮內(nèi)外筒存在垂直位移差， 連接節(jié)點(diǎn)采 用鉸接。部分樓層采用重型桁架和懸掛結(jié)構(gòu)。在+178.400 +272.000 米和 +287.600 +318.800 米，圍繞核芯筒外側(cè) 旋轉(zhuǎn)而上設(shè)有空中漫步道， 對應(yīng)核芯筒樓層處設(shè)置休息平臺。 漫步道懸挑橫梁長 度約 1.4 米，采用 H 型鋼。連接桅桿天線和外筒鋼管混凝土柱的轉(zhuǎn)換層從 +43

3、8.40 米至 +448.80 米， 高 10.4 米。共設(shè)置八榀轉(zhuǎn)換桁架，中間與橢圓鋼環(huán)連接，外端與鋼外筒連接。 混凝土核芯筒頂標(biāo)高居于轉(zhuǎn)換層之下約 200mm ，待結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后中間填充柔性墊 層。轉(zhuǎn)換桁架上下弦桿采用 600x1200 的箱形截面，斜桿采用 600x1000 的箱 形截面，豎桿為600的鋼管。桅桿天線高度達(dá) 156 米，位于塔體頂部， 下部采用格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)， 上部采用 全鋼板焊接成箱形截面。 桅桿天線平面形狀為正八邊形和方形兩種形式， 底部正 八邊形平面輪廓為 10.0m x 10.0m ，頂部平面輪廓為 0.75m x 0.75m 。工程鋼結(jié)構(gòu)總重逾 5 萬噸。圖新電視塔結(jié)

4、構(gòu)外框軸測圖第二節(jié) 施工特點(diǎn)及難點(diǎn)2.1 鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.1.1 結(jié)構(gòu)形式特殊本工程的主體結(jié)構(gòu)由混凝土核芯筒和鋼結(jié)構(gòu)外筒組成。 其混凝土核芯筒為一 等截面（內(nèi)凈尺寸17m X14m ）橢圓柱體，設(shè)有大量建筑孔洞，細(xì)長而柔；其鋼 結(jié)構(gòu)外筒為由 24 根圓錐形立柱、 46 組環(huán)梁及分布其間的斜撐組成的變截面橢 圓筒體。由于鋼結(jié)構(gòu)外筒自下而上作 45 °扭轉(zhuǎn)，因此使外筒所有構(gòu)件均為三維傾 斜，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式為目前國內(nèi)外所僅見。內(nèi)外筒之間分區(qū)域疏密不均地設(shè)置了 37 層樓層。由于樓層的大量缺失，整 個(gè)結(jié)構(gòu)既似塔桅， 又兼有超高層的特點(diǎn)， 因此使得內(nèi)外筒之間的相互作用和共同 工作值得重視，也

5、使結(jié)構(gòu)施工階段的穩(wěn)定問題凸現(xiàn)。在塔體頂部，設(shè)置由內(nèi)環(huán)、外筒和桁架等主要構(gòu)件組成全鋼結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層， 其上尚有格構(gòu)結(jié)構(gòu)和箱型截面組成的天線鋼桅桿， 考驗(yàn)著施工承包企業(yè)的技術(shù)應(yīng) 變能力。2.1.2 體量大，高度高整個(gè)工程鋼結(jié)構(gòu)重量逾 5 萬噸。鋼結(jié)構(gòu)外筒基礎(chǔ)平面為一長軸 80 米，短軸 60 米的橢圓。由于其中心與混凝土核芯筒的中心不重合，偏差達(dá) 9 米多，使安 裝作業(yè)半徑倍增。塔體高達(dá) 454 米，其上天線桅桿長達(dá) 156 米，整個(gè)結(jié)構(gòu)高 610 米，雄踞世界之最。俗話說： “高一分，險(xiǎn)三分” ，給結(jié)構(gòu)施工帶來較大風(fēng)險(xiǎn)。2.1.3 構(gòu)件重，高空焊接量大鋼結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件立柱鋼管的截面直徑為2000mm

6、1200mm，壁厚為50mm30mm，單位長度重量達(dá) 2.4t/m 0.9t/m，最大分段重量達(dá)數(shù)十噸； 部分樓層桁架重 50 余噸，轉(zhuǎn)換桁架每榀最重更是達(dá) 100 余噸。構(gòu)件重量重，安 裝作業(yè)半徑大，對于合理選用起重機(jī)械和構(gòu)件單元劃分提出了要求。鋼結(jié)構(gòu)外筒均采用鋼管構(gòu)件， 高空節(jié)點(diǎn)為焊接等強(qiáng)連接。 焊接量大， 且高空 作業(yè)條件差， 如何優(yōu)化節(jié)點(diǎn)構(gòu)造型式， 改善高空作業(yè)條件， 選擇合理的焊接工藝 成為解決問題的關(guān)鍵。安裝精度高，影響因素多根據(jù)投標(biāo)技術(shù)文件，鋼立柱的安裝精度為 1/2000 ，且不大于 5mm ，遠(yuǎn)遠(yuǎn) 高于一般超高層建筑和塔桅的安裝要求， 這就為測量定位和施工過程控制提出了 極大的挑戰(zhàn)。除了測量、焊接等影響安裝精度的因素外， 由于結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)和超高度， 在恒 載作用下變形顯著且關(guān)系復(fù)雜； 隨著結(jié)構(gòu)高度的升高， 在季度溫