廣東超高層電視塔鋼結構施工控制技術

第六章結構施工控制技術§1施工控制的路線和總體流程§1.1xx施工控制的特點和難點近幾十年特別是近十幾年間，超高層建筑從高度和形式上都取得了很大的突破，目前在建的xx塔高度已經(jīng)超過670m，為目前世界第一高樓，這個記錄在未來仍舊會被不斷地突破。xx式會社提出了建造800米高的xx塔的設想，并圍繞xx塔的建設進行科技開發(fā)；早在1989年xx會社就宣布1000米高的空中城市的規(guī)劃，而近期xx宣布將建造高度超過1000m的超高建筑，這些都引起全球工程技術人員的關注。ABCDA：xx大廈，580米；B：xx之地大廈，702米；C：xx塔，800米；D：xx空中城市，1000米。目前在建與規(guī)劃中的高層建筑在建筑高度不斷被突破的同時，結構形式也同樣呈現(xiàn)出百花齊放，百家爭鳴的形式，610m高的xx則是其中的典型代表，它具有超高、纖細、扭轉、偏心、鏤空等結構特點，這些結構上的特點，使得施工控制控制的問題變得非常突出：（1）結構變形控制難度高由于結構超高、纖細、偏心、扭轉，因此在自重作用下將產(chǎn)生較大的變形。同時在施工過程中，由于受到樁基不均勻沉降、內(nèi)外框筒差異壓縮變形以及混凝土收縮徐變等影響，特別是溫度荷載的影響，結構將產(chǎn)生復雜且不可忽略的變形。此外，施工變形與所采用的施工方法也是息息相關的，施工方法對結構施工工程的控制難度和精度將會有決定性的影響。正是由于這種施工過程變化復雜且數(shù)量較大的結構變形，使得結構變形的控制難度極高。（2）施工工況復雜多變由于xx的結構組成完全相異于一般的高層建筑結構和高聳結構，因此無論采用何種施工方法，結構的施工過程都不能采用單一的方式完成，施工工況必然復雜多變，且會對結構的最終成型產(chǎn)生不同的影響，給結構施工控制帶來了很大的困難。（3）施工精度控制要求高在結構施工變形控制大前提下，施工精度控制，特別是鋼結構外框筒和核芯筒的施工精度控制是重要的施工技術環(huán)節(jié)。更為重要的是，如果結構施工過程中出現(xiàn)較大位移偏差，由于結構剛度太大，可能沒有有效的措施可以事后糾偏，所以精度控制是至關重要的。（4）施工狀態(tài)監(jiān)測要求高xx超高、扭轉、偏心的特點也使得測量工作非常困難，特別是外框筒的測量，為空間全三維測量，難度很大。由于外框筒露于結構的外側，使得溫度、應力等測點和線路的布置都會非常困難。如何克服這些困難，進行有效地施工控制，才能達到結構施工最終設計要求的目標，并保證結構施工過程中的安全性，是本工程實施的重要問題，它的解決，也會為即將或者未來要建設的建筑工程的施工控制提供理論和實踐上的雙重準備?！?.2施工控制技術路線結構自開工到竣工的整個過程中，會受到許多確定性的或者非確定性因素的影響，包括設計計算、材料性能、施工方法、施工荷載、溫度荷載等。這些因素都或多或少導致結構實際狀態(tài)和理想狀態(tài)之間的差異。施工中如何全面評價這些因素的影響，對施工狀態(tài)進行實時的識別（監(jiān)測）、調整（糾偏）、預測，對實現(xiàn)設計目標是至關重要的。采用現(xiàn)代控制理論處理和解決上述問題，就稱為施工控制。結構分析模型和計算參數(shù)的準確性、結構分析方法、施工方法、施工流程、施工控制技術和結構狀態(tài)監(jiān)測方法等都會對結構最終狀態(tài)產(chǎn)生影響。因此必須采用先進的工程控制方法和系統(tǒng)才能確保總體控制目標的順利實現(xiàn)。目前工程控制方法與系統(tǒng)主要有三大類：開環(huán)控制、閉環(huán)控制和自適應控制。其中開環(huán)控制屬經(jīng)典工程控制方法，非常成熟，在建筑結構工程施工控制中有成功應用經(jīng)驗（如梁結構起拱法、后澆帶法等）。由于不存在反饋系統(tǒng)，開環(huán)控制不能根據(jù)施工過程情況調整控制措施，因此僅適合結構簡單的工程，控制精度比較低。閉環(huán)控制屬現(xiàn)代工程控制方法，在橋梁工程施工控制中應用廣泛，理論研究和工程經(jīng)驗都比較豐富。由于包含反饋系統(tǒng)，能夠根據(jù)結構狀態(tài)監(jiān)測結果不斷調整控制措施，因此適合結構復雜的工程，控制精度比較高。自適應控制屬最新的工程控制方法，理論研究和工程實踐都取得一定成果，但總體上還處于探索階段。監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)施工控制系統(tǒng)調整系統(tǒng)預報分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)確認計算結果方案反饋數(shù)據(jù)采集實施調整施工控制系統(tǒng)（閉環(huán)控制）構成施工控制必須采用成熟的方法，因此應以閉環(huán)控制方法為主進行結構施工控制，同時積極探索采用自適應控制方法。施工控制系統(tǒng)包括預報分析系統(tǒng)、調整系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)。這三個系統(tǒng)相互作用，組成了一個有機的系統(tǒng)，共同作用，完成施工控制的階段目標和最終目標。§1.3控制目標結構施工控制的目的在于確保結構施工過程中和完成后結構內(nèi)力在設計許可的范圍內(nèi)，確保施工過程中結構的幾何形態(tài)，為后續(xù)工種施工創(chuàng)造良好條件，確保建筑完成并承擔設計荷載后，其幾何形態(tài)符合設計要求，建筑功能能夠正常發(fā)揮。因此結構施工目標主要包括以下幾個方面：幾何（變形）控制；（2）應力控制；（3）穩(wěn)定控制；（4）安全控制其中幾何控制和應力控制是最基本的兩個方面，穩(wěn)定控制可以通過調整應力幅值的大小來進行控制。從技術層面來說，如在幾何控制、應力控制和穩(wěn)定控制都得到保證的前提下，安全控制自然可以得到保證。結構施工完成并承受設計荷載以后，其實際狀態(tài)與理想狀態(tài)的差異性限度，就是施工控制的總體控制目標。結構施工控制總體目標的確定是一項系統(tǒng)工程，涉及到建筑功能的發(fā)揮和社會經(jīng)濟技術發(fā)展水平。施工最終控制目標及階段目標如下：（1）最終控制目標由設計方和咨詢方依照國家相關規(guī)范及結構實際情況，制定適宜的變形及內(nèi)力控制限值和范圍。xx的目標是：位移不超差（允許誤差），內(nèi)力不超限（限值）。實際控制水準形成了《xx鋼結構質量驗收規(guī)程》中如下規(guī)定：主體結構和天線總高度的允許偏差，應符合表10.3.9的規(guī)定。表鋼結構主體結構總高度的允許偏差(mm)項目允許偏差圖例用相對標高控制安安裝±(h+z+w)用設計標高控制安安裝H/1000，且不不應大于30.0-H/1000，且不不應小于-30.00注：①h為每節(jié)柱或天線長度的制造允許偏差。②z為每節(jié)柱或天線長度受荷載后的壓縮值。③w為每節(jié)柱或天線接頭焊縫的收縮值。④主體結構高度和天線高度都是指相對基礎-10m處的高度。鋼結構安裝過程的各功能層和安裝至454m時，其水平面上的長軸、短軸長度允許偏差以核芯筒中心變形為標準驗收，如下：一、在塔頂（454m標高）的核心筒中心的水平變形：1.不大于H/2500+10（mm）（H=塔身高度）2.且變形量Y軸-170mm≤△y≤0X軸0≤△y≤100mm二、天線桅桿頂點（610m標高）相對于塔頂（454m標高）的整體垂直度偏差（雙向偏差矢量和）應滿足以下要求：1.桅桿高度H≤75000mm時，水平位移不得大于H/15002.桅桿高度H＞75000mm時，水平位移不得大于50+（H-75000）/4000（mm）三、驗收測量時的環(huán)境條件應滿足以下要求：1.大氣溫度應在20℃~25℃之間，2.盡量選擇在連續(xù)的陰雨天氣后測量（消除結構溫差）；3.風速不大于2級（2）階段控制目標施工階段可以分成不同階段，每個階段又可以進行細分為小的階段，因此通過對最為基礎層次的階段對施工過程進行精確的控制，可以很好的保證結構最終目標的實現(xiàn)。通過上述有限元仿真手段，按照施工工序要求，對xx結構的32個施工階段結構的變形和內(nèi)力情況進行了詳細分析（見§3節(jié)），從而據(jù)此提出了階段的控制目標，主要仍舊是位移指標和內(nèi)力指標。并施工過程中，通過監(jiān)測關鍵點的位移及關鍵構件的內(nèi)力變化情況，保證了結構施工過程的安全及最終目標的實現(xiàn)?！?.4控制流程施工控制的總體目標可以通過下述流程來實現(xiàn)。K工況施工過程分析K工況施工過程分析階段控制目標總體控制目標施工控制技術階段編號

K=m修正施工流程修正施工方法修正計算參數(shù)修正計算模型工程結束Yes劃分為m個工況幾何形態(tài)控制內(nèi)力與穩(wěn)定控制記錄數(shù)據(jù)K=K+1結構監(jiān)測結構監(jiān)測No施工控制流程§2結構施工過程仿真分析技術§2.1施工仿真分析的內(nèi)容和要求§2.1.1施工階段荷載結構安裝過程中，進行內(nèi)力和穩(wěn)定分析的時候，需考慮的荷載主要有：（1）結構自重，（2）施工活荷載，（3）溫度荷載，（4）風荷載，（5）雪荷載，（6）地震荷載通常不需要考慮地震荷載及雪荷載的影響（只有當結構安裝周期較長，受地震荷載影響較大時，才對安裝期地震荷載予以考慮，對于地震重現(xiàn)周期的考慮也應根據(jù)情況具體確定）。xx工程由于是高聳結構，地處xx，因此上述荷載中（1）（2）（3）（4）是需要考慮的主要荷載，（6）可以做一定考慮?！?.1.2施工階段計算的基本要求為了保證結構安全施工，需要按照不同階段下施工荷載的具體情況對結構的位移、內(nèi)力和穩(wěn)定進行驗算。對結構施工狀態(tài)內(nèi)力和位移的計算，需考慮前一階段結構內(nèi)力和位移對后一階段內(nèi)力和位移的影響，以準確評價結構安裝時期的內(nèi)力和穩(wěn)定狀態(tài)。過程中必須控制結構構件的應力小于構件材料的屈服應力，確保構件在彈性范圍內(nèi)工作。對安裝期的各個階段進行穩(wěn)定計算及控制：剛性結構的部分結構體系和結構構件必須滿足結構穩(wěn)定要求，結構施工狀態(tài)穩(wěn)定性通過有限元方法求解，并按規(guī)范公式核算。§2.1.3施工階段計算的內(nèi)容和方法結構的施工是一個連續(xù)化的過程，在這個過程中，每一個階段的結構或構件內(nèi)力和位移都在不斷的發(fā)生變化。需要對每個階段的內(nèi)力和位移進行跟蹤計算，找到施工過程最危險的階段進行準確控制，才能確保結構施工的安全。因此，過程中的位移和內(nèi)力變化是計算的主要內(nèi)容。在進行施工力學數(shù)值分析時，雖然結構的外形、區(qū)域、邊界條件不斷變化，但是由于結構在施工過程中可以處理為慢速時變過程，因此可以采用時間凍結法進行分析。按照一般的有限元分析步驟需要不斷重新進行網(wǎng)格劃分與數(shù)據(jù)輸入，并應用前次迭代后的結果作為下次迭代開始的輸入數(shù)據(jù)，用以修正剛度矩陣，極大地增加了工作量。如何提高計算效率，這是施工力學需要解決的問題之一。在橋梁工程中，施工過程的模擬分為正裝計算法和倒裝計算法。正裝計算法是指按照施工階段的前后次序進行的結構分析方法稱為正裝計算法；按照結構施工次序的逆過程對結構進行分析，稱為倒裝分析法。同樣在建筑結構的施工過程分析中，也可以采用上述兩種方法。由于兩種方法各有局限性，通常要結合在一起才能進行準確的分析。采用上述兩個過程進行計算時，施工力學中提出了如下幾種數(shù)值方法：時變單元法、拓撲變化法及一般單元法。時變單元法是指離散網(wǎng)格不變，而通過單元大小的變化來實現(xiàn)求解區(qū)域的變化，但是存在數(shù)值積分穩(wěn)定性問題。拓撲變化法應用拓撲學原理用數(shù)值手段實現(xiàn)求解區(qū)域隨時間的變化，但是要求時變次數(shù)不能太多，否則計算效率不高。并且以上兩種方法都需要重新編寫程序。一般單元法是利用單元的增減實現(xiàn)求解區(qū)域的變化，存在運算矩陣奇異和網(wǎng)格不斷重新剖分的缺點。隨著有限元的發(fā)展，對于梁、桿、索剛度矩陣及及其計算分析都已經(jīng)比較成熟。同時大型的商業(yè)有限元軟件，如MSC、ABAQUS、ANSYS等能夠對由各種不同單元組成的結構形式進行準確的混合運算。這樣就建立了一個強大的運算平臺。可以在這個平臺開發(fā)繼而對結構的施工過程進行準確的跟蹤計算。對于結構的安裝過程而言，可以將結構的安裝狀態(tài)改變分為四種基本的情況之內(nèi)：邊界約束條件的變化、荷載變化、拆除構件及增加構件。因此，綜合采用一般大型有限元程序的死活單元功能，并通過人工干預的方式，可以準確模擬這些變化，并能夠大大節(jié)省時間，提高效率。利用這種方式，對xx的施工全階段進行了跟蹤分析，得到了位移和內(nèi)力的變化規(guī)律?！?.1.4施工階段的結構跟蹤分析xx施工階段的結構跟蹤分析的內(nèi)容包括：1)在恒載條件下不同施工工況時的結構分析,確定結構變形及內(nèi)應力的理論值和累積變化規(guī)律，作為制定合理的施工工藝的依據(jù)之一；2）在正常施工狀態(tài)（≤6級風）下的結構驗算，用于正常施工條件下結構穩(wěn)定、設施和操作安全的分析；3）在非工作狀態(tài)（取30年一遇的風荷載，基本風壓為0.35KN/m2，相當于10~11級風）下的結構分析，用于判斷結構在施工過程中可能發(fā)生的惡劣氣候條件下的結構安全性；4）在不同溫度荷載（季節(jié)溫差和日照溫差）下的結構分析，用于指導施工過程中的測量和結構變形控制。（詳見第4節(jié)）5)在施工荷載作用下的結構整體或局部驗算，如塔吊、臨時支撐作用在核心筒及樓層上的荷載等，用于確保施工安全和結構安全?！?.2結構變形影響因素及規(guī)律的分析為了分析塔體結構在各種外界因素影響下的結構變形情況，在分析中采取重力與分因素（風、溫度等）獨立分析的方式，即單獨分析重力作用的結構變形，再和各分項計算結果進行線性組合，最終得出綜合分析結果。這種方法符合結構施工過程中彈性變形的情況，也能很好的觀察到各種外界因素對結構的影響，以便在施工過程針對不同問題采取不同措施，使施工工藝更加合理和科學。施工過程結構分析中，主要對施工過程塔體的三個關鍵階段進行綜合考慮研究，即結構施工到“細腰段”、結構“細腰段”施工完畢、塔體結構施工封頂（不包括頂部桅桿部分）。其中“細腰段”暫時定義為標高+168.0米～+334.4米之間的結構，如右圖“細腰段定義示意圖”所示。此階段外鋼框筒和內(nèi)混凝土核芯筒除沿高度設置了四道水平支撐外，其他空間沒有設置樓層結構。因此，“細腰段”結構相對于塔體其他結構部分而言，無論結構的幾何尺寸還是測向剛度都較小較弱，是塔體結構施工過程中需要重點考慮的施工難點之一。主體結構立面塔體的施工過程分析，按照施工流程，以每一環(huán)量為基準，分析了四十六種工況，為了避免累述，在本次標書中以階段形式表述。為后文表述清楚方便，特作如下規(guī)定：主體結構立面塔體施工到“細腰段”結構部分的分析，稱之為“第一階段分行”；塔體“細腰段”結構施工完畢后的分析，稱之為“第二階段分析”；塔體結構封頂（不包括頂部桅桿）的分析，稱之為“第三階段分析”。第一階段分析模型第二階段分析模型第三階段分析模型階段模型圖§2.2.1結構在恒載作用下的變形結構恒載主要包括：外框筒結構自重、中間混凝土核芯筒結構自重、水平結構自重。施工跟蹤模擬工況劃分原則：每施工一道臨時支撐，作為一個施工工況。每個工況中結構主要包括：外框筒、混凝土核芯筒和臨時支撐，其中混凝土核芯筒快于外框筒約30～60m高度。施工跟蹤模擬分析采用“時間凍結”法。各工況模型如下頁表：施工跟蹤模擬工況列表（工況號即為相應的安裝環(huán)梁號）工況圖工況名工況01工況02工況03工況04工況圖工況名工況05工況06工況07工況08工況圖工況名工況09工況10工況11工況12工況圖工況名工況13工況14工況15工況16工況圖工況名工況17工況18工況19工況20工況圖工況名工況21工況22工況23工況24工況圖工況名工況25工況26工況27工況28工況圖工況名工況29工況30工況31工況32工況圖工況名工況33工況34工況35工況36工況圖工況名工況37工況38工況39工況40工況圖工況名工況41工況42工況43工況44工況圖工況名工況45工況46計算分兩種情況：第一種情況：每段鋼柱都按理論位置安裝，逐步消除前面誤差影響第二種情況：每段鋼柱都跟隨前段鋼柱直線安裝，無法消除前面累積誤差第一種情況下：（1）各控制點的變形累積值隨施工工況的變化規(guī)律下圖所表示的變形為該控制點所在的鋼柱安裝到理論位置后，該控制點變形隨控制點以上結構安裝的進行而產(chǎn)生的累積值。橫坐標代表各個施工工況（即安裝的環(huán)梁號），縱坐標代表各個方向的變形的累積值（X方向、Y方向、Z方向）。底部橢圓柱子標記如下：控制點標記圖各控制點的變形累積值隨施工工況的變化規(guī)律X方向（mm）Y方向（mm）Z方向（mm）環(huán)編號11020304045（2）整根柱子在結構安裝結束后的變形規(guī)律下圖所表示的變形為整個結構安裝結束后，單根鋼柱的最終變形值。恒坐標為變形值，縱坐標為環(huán)所在標高。位于橢圓長軸處鋼柱最終變形位于橢短軸處鋼柱最終變形鋼柱最終變形值上述計算中，假定鋼柱的每一分段均以設計理論坐標定位，以消除前道工序的累積誤差。但在后道工序的影響下，鋼柱節(jié)點的最大豎向壓縮累積變形仍達30mm左右，不符合安裝精度要求。而水平矢量位移也接近50mm左右，考慮到安裝誤差及溫差的影響，不采取措施，亦難以符合結構安裝精度要求。第二種情況下：最終成形后的結構變形如下圖所示：X方向變形圖（最大-155mm）Y方向變形圖（最大88mm）水平變形圖（最大179mm）豎向變形圖（最大-78.6mm）結構最終變形圖以上圖例所示，結構整體水平方向（△X，△Y合成的）位移在180mm左右，豎向變形在79mm左右（主體結構為73mm左右）。典型工況下的結果如下圖所示：工況1最大水平變形0..46mm工況10最大水平變形2..4mm工況20最大水平變形7..5mm工況30最大水平變形300mm工況46最大水平變變形72mmm工況47最大水平變形1779mm工況1最大豎向變形0..31mm工況10最大豎向變形8..75mm工況20最大豎向變形222.7mm工況30最大豎向變變形36mmm工況46最大豎向變變形64.mmm工況47最大豎向變形733mm工況1最大豎向變形-00.2mm工況10最大豎向變形-88.7mm工況20最大豎向變形-222mm工況30最大豎向變形-335mm工況40最大豎向變形-664mm工況47最大豎向變變形-77mmm核心筒豎向變形圖上述結果表明，兩種情況下的結構變形都不能滿足結構安裝精度的要求，必須進行過程控制?！?.2.2結構在風荷載作用下的變形風荷載引起的結構變形不但是高聳結構設計考慮的重要因素，而且也是施工過程中需要引起重視的因素。風荷載結構分析過程中，分為施工狀態(tài)和非施工狀態(tài)。其中，施工狀態(tài)結構受6級風荷載作用，非施工狀態(tài)結構受30年一遇的風荷載。在分階段玻璃幕墻安裝時，在計算分析中同步加入玻璃幕墻的風荷載。分析結果如下：1)施工狀態(tài)X向變形等值線圖Y向變形等值線圖Z向變形等值線圖最大值-16mm最大值-3.4mm最大值-0.7mmX向變形等值線圖Y向變形等值線圖Z向變形等值線圖最大值-145.4mm最大值-42.6mm最大值-5.2mmX向變形等值線圖Y向變形等值線圖Z向變形等值線圖最大值-390mm最大值-118mm最大值-31mm2)非工作狀態(tài)X向變形等值線圖Y向變形等值線圖Z向變形等值線圖最大值-430mm最大值-213mm最大值-38mm結構在整個施工過程中，在正常施工狀態(tài)下主體結構的最大水平位移為405mm。在非正常施工狀態(tài)下（30年一遇）主體結構的最大水平位移為478mm。因此在結構測量過程中，必須規(guī)避風的影響，確保測量結果的正確性。§2.2.3鋼管柱內(nèi)混凝土澆灌對結構變形的影響每節(jié)鋼管柱內(nèi)澆灌的混凝土重近80t。由于鋼管柱雙向傾斜，在鋼管內(nèi)進行砼澆灌時對外筒鋼柱的偏心力較大。受此影響鋼管柱會發(fā)生一定的變形?？紤]最不利的單個懸臂鋼管柱澆注時對其進行模擬施工分析：計算模型選擇直徑2m，懸臂長度為12m的鋼管柱進行混凝土澆注變形計算，底部為剛接，鋼管柱傾斜角度為7度，計算模型參見下圖：鋼管混凝土柱計算模型圖澆注混凝土作用在鋼管柱上的荷載為78.5KN/m。在該荷載作用下，鋼管柱的水平位移為0.76mm，鋼管混凝土柱變形圖（最大值-0.76mm）因此，按照一環(huán)的高度進行懸臂狀態(tài)的混凝土澆灌是可以滿足結構精度的要求的，不會對結構變形產(chǎn)生很大的影響?！?結構施工過程變形控制技術§3.1變形控制方法§3.1.1結構平面位置控制結構安裝過程中，會由于自重作用而產(chǎn)生變位。完成狀態(tài)與安裝狀態(tài)的平面位置會發(fā)生一定偏差，當結構傾斜或者自重作用影響較大時，這種偏差會比較大，必須采取措施使結構的完成狀態(tài)與設計理想狀態(tài)的平面位置基本吻合，確保后續(xù)施工能夠順利進行，建筑功能不受影響。結構平面位置控制主要有三種方法：預偏置法、加勁法和預應力法。a．無變形控制b．實施預偏置控制預偏置位置控制示意圖預偏置法（起拱法）：借鑒梁或懸臂梁幾何線形控制的經(jīng)驗，在結構安裝的工程中，有意識的將構件向變形相反的方向偏置，偏置量等于結構受載后的平面位置變化量，這樣就可以保證結構的完成狀態(tài)與設計理想狀態(tài)吻合，從而達到平面位置控制的目的。該方法屬經(jīng)典方法，簡單易行，效率高、成本低，因此應用非常廣泛。該方法的缺點是結構一旦成形，就難以修正幾何線形，因此確定合適的預調整量極為關鍵。加勁法：斜塔結構平面位置變化受多種因素影響，其中結構抗側向荷載的剛度是非常重要的因素，因此可以通過提高結構抗側向荷載剛度來控制結構在重力作用下的平面位置偏移量（撓度）。該方法屬經(jīng)典方法，簡單易行，因此是結構設計中普遍采用的施工控制方法。但是該方法單獨運用效果比較差，效率低、成本高，必須與其它施工控制方法結合使用，效果才顯著。預應力法：預應力法常用于控制梁和懸臂梁的撓度，是一種成熟的施工控制方法。應用到斜塔結構的施工控制中已有先例。美國LeslieE.Robertson設計事務所在西班牙馬德里的PuertadeEuropa雙斜塔的結構施工控制中，就成功應用了預應力法。PuertadeEuropa雙斜塔地上25層，高115米，相向傾斜15度。采用預應力施工控制的xx塔§3.1.2結構構標高控制對于超高層建筑，施施工中需要考考慮材料的壓壓縮變形。建建筑結構中的的基本傳力路路徑是樓板→梁→柱→基礎，結構構柱承擔了上上部結構所有有的重量，在在豎直方向會會發(fā)生一定的的壓縮變形。對對于超高建筑筑，由于豎向向荷載十分巨巨大，這種壓壓縮變形相對對較大，通常常可以達到數(shù)數(shù)十毫米，因因此施工中必必須考慮結構構豎向變形，控控制結構標高高。通常采用預補償法法，即計算結結構封頂后各各層的豎向位位移，確定各各層標高差異異和補償值。這這種方法簡單單易行，在超超高層建筑中中得到普遍應應用。目前的的超高層建筑筑中常常采用用鋼－砼組合合體系，必須須考慮不同材材料的壓縮剛剛度的不同，保保證施工中的的變形協(xié)調。在在xx中即采用用預補償法來來完成結構的的標高控制。xx在施工過程中中，結構拔地地而起，直至至610米。在此過程程中結構因施施工（焊接、施施工荷載等）和和自重作用影影響下，不斷斷發(fā)生變形，同同時結構在環(huán)環(huán)境條件（風風、溫度、日日照等）的影影響下，亦將將發(fā)生一系列列的變形。而而設計所要求求的理論坐標標及安裝驗收收標準所確定定的結構是處處在自重條件件下的最終結結構形態(tài)。而而本工程由于于其特殊的結結構形式，在在自重條件下下的變形已經(jīng)經(jīng)超出驗收標標準所確定的的范圍，因此此需對該工程程進行變形控控制?！?.2xx變變形控制按照前述方法，為為對其變形進進行控制，可可以采用預變變形（預偏置置）的方法?！?.2.1預變形形原則確定預變形方案的的原則是：a)滿足結構安安裝驗收標準準；b)混凝土核心心筒和鋼結構構外筒的變形形必須協(xié)調；；c)技術路線簡簡明，便于操操作?！?.2.2預變形形技術路線深化設計和制作構構件時原則上上以結構設計計提供的理論論坐標為依據(jù)據(jù)，除鋼骨勁勁性柱和外筒筒鋼管柱在特特定節(jié)段留調調整余量外，其其余構件均不不作預變形；；安裝階段以以階段調整來來補償豎向變變形，以逐環(huán)環(huán)復位（鋼外外筒安裝時每每一環(huán)鋼立柱柱的平面位置置均以理論坐坐標進行定位位）來逐步逼逼近設計位形形。§3.2.2預變形形方案根據(jù)施工階段結構構在恒載條件件下的結構變變形跟蹤分析析，制定的預預變形方案具具體如下：1）鋼外筒豎向預變變形各環(huán)之間的柱子加加工時在理論論值的基礎上上留（+0，-3mm）公公差進行加工工制作?？紤]到施工中各個個環(huán)節(jié)的誤差差，以及理論論分析模型同同實際結構的的差異性，應應在適當?shù)牟坎课桓鶕?jù)現(xiàn)場場實測的數(shù)據(jù)據(jù)來調整結構構的豎向坐標標。使結構豎豎向坐標能夠夠得到有效的的控制。安裝裝時的豎向坐坐標調整如下下：5~6環(huán)柱子Z向向坐標＝理論論Z向坐標＋8mmm－5環(huán)以下結構Z向壓縮；11～12環(huán)柱子Z向坐標＝＝理論Z向坐標＋166mm－11環(huán)以下結構Z向壓縮值；；17～18環(huán)柱子Z向坐標＝＝理論Z向坐標＋244mm－17環(huán)以下結構Z向壓縮值；；24～25環(huán)柱子Z向坐標＝＝理論Z向坐標＋322mm－24環(huán)以下結構Z向壓縮值；；30～31環(huán)柱子Z向坐標＝＝理論Z向坐標＋400mm－30環(huán)以下結構Z向壓縮值；；38～39環(huán)柱子Z向坐標＝＝理論Z向坐標＋488mm－38環(huán)以下結構Z向壓縮值。階段調整后，各環(huán)環(huán)鋼管立柱相相對于理論坐坐標的豎向偏偏差見下表：：豎向最終變形與理理論位置偏差差最大偏〈30mmm，滿足要要求。2）鋼外筒水平方向向的預變形施工過程中，安裝裝鋼外筒立柱柱時每一節(jié)均均安裝到理論論坐標點位置置。這種水平平方向的預變變形方案可以以對已安裝的的下部鋼結構構產(chǎn)生的變形形進行補償。例如：在安裝第第N＋1層時，第N＋1層的所有結結構都安裝到到理論位置。這這樣第1至N層由于結構構自重產(chǎn)生的的變形能夠進進行補償。采用該方案后，X方向最大預預變形值為115mm，出出現(xiàn)在第三十十八環(huán)，Y方向最大預預變形值為55.4mm，出出現(xiàn)在第二十十七環(huán)。整體水平方向形態(tài)偏差圖最終變形完成后，X方向與理論論最大差值為為33.9mmm，出現(xiàn)在在第四十一環(huán)環(huán)，Y方向與理論論最大差值為為35.3mmm，出現(xiàn)在在第三十九環(huán)整體水平方向形態(tài)偏差圖最終成形結構形態(tài)態(tài)和理論坐標標值的比較見見下左圖：圖中：紅色：δ≤≤10mm；黃黃色：10mmm＜δ≤20mmm;綠色：20mm＜＜δ≤30mmm;淺藍色：300mm＜δ≤40mmm;深藍色：40mmm＜δ≤50mmm;粉紅色：500mm＜δ.其中單方向變形值值均在50mm以內(nèi)，滿滿足要求。3）、核心筒勁性柱柱預變形方案案為保證內(nèi)外筒變形形的協(xié)調，外外筒鋼結構進進行豎向階段段調整的柱子子相對應的核核心筒勁性柱柱也進行分階階段預變形（階階段調整）處處理，分為6個階段，在在64m，126.44m，184m，240.88m，292.88m，376m,標高樓層每每個階段z方向預變形形8mm，總預預變形量為448mm。具體位置和數(shù)值（具具體數(shù)值可根根據(jù)實測值調調整）如下：：58.8m～644m鋼骨柱Z向坐標＝理理論坐標＋88mm－58.8mm以下結構Z向壓縮值；；121.2m～1126.4mm鋼骨柱Z向坐標＝理理論坐標＋116mm－121.22m以下結構Z向壓縮值；；178.8m～1184m鋼骨骨柱Z向坐標＝理理論坐標＋224mm－178.88m以下結構Z向壓縮值；；235.6m～2240.8mm鋼骨柱Z向坐標＝理理論坐標＋332mm－235.66m以下結構Z向壓縮值；；287.6m～2292.8mm鋼骨柱Z向坐標＝理理論坐標＋440mm－287.66m以下結構Z向壓縮值；；370.8m～3376m鋼骨骨柱Z向坐標＝理理論坐標＋448mm－370.88m以下結構Z向壓縮值。以上數(shù)據(jù)僅考慮核核心筒在自重重作用下的變變形，未考慮慮混凝土的收收縮徐變。核心筒鋼骨柱預變變形后在恒載載作用下的最最終坐標值與與理論坐標的的差值(見下表)：核心筒鋼骨柱最終終坐標值與理理論坐標的差差值標高（m)差值(mm)標高（m)差值(mm)64-12.9220-27.2116-20.9272-25.5168-25.5376-25.6在本工程中，根據(jù)據(jù)結構在自重重條件下的結結構變形情況況，把三維變變形特點區(qū)分分開來，采取取了不同的預預變形方案。在在豎向采用了了分階段預變變形，在水平平方向采用了了現(xiàn)場安裝部部分預變形方方案，方案得得到了順利的的實施。§4溫度變化引起的結結構變形監(jiān)測測和控制外框筒鋼結構在吊吊裝過程中，構構件的精確定定位是保證安安裝精度的前前提條件。但但是外鋼框筒筒的定位，受受到外界環(huán)境境的影響很大大，尤其是溫溫度效應的影影響很大。同同日溫差、季季節(jié)溫差、不不同部位的溫溫差等都會對對結構的定位位，甚至安全全施工產(chǎn)生很很大的影響?！?.1溫度效應及及溫度監(jiān)測依據(jù)設計文件提供供的數(shù)據(jù)，對對xx的溫度效效應進行了初初步分析。假定結構的的安裝標準溫溫度為22℃（為xx近年年平平均氣溫），并以以此為基礎計算溫度度荷載對結構構變形的影響響。計算中主主要考慮兩種溫度工況況的效應：（1）最高氣溫與與標準狀態(tài)下下的溫差，（2）不均勻日照照產(chǎn)生的溫差差。并對結構構施工過程的的各個階段進進行了計算分分析，以結構構施工4544m的狀態(tài)為例，得到如如下結果。X向變形等值線圖Y向變形等值值線圖Z向變形等值值線圖最高氣溫與標準狀狀態(tài)下的溫差差效應X向變形等值線圖Y向變形等值值線圖Z向變形等值值線圖不均勻日照產(chǎn)生的的溫差效應不難發(fā)現(xiàn)，溫度效效應對結構變變形的影響很很大，必須加加以重視和控控制。鑒于此此，需要采用用施工控制的的手段，加強強施工過程中中的溫度監(jiān)測測，反饋分析析，定位控制制，才能達到到設計要求的的目標。選取取外框筒為主要要溫度監(jiān)測對對象，在施工期內(nèi)持續(xù)續(xù)監(jiān)測，測溫溫布點隨施工工進程逐步增增加。溫度監(jiān)測采用JMMWT溫度自動采采集系統(tǒng)，該該系統(tǒng)是一種種功能強大的的分布式全自自動靜態(tài)網(wǎng)絡絡數(shù)據(jù)采集系系統(tǒng)，采用有有線和無線數(shù)數(shù)據(jù)傳輸方式式，極大的提提高了系統(tǒng)的的靈活性和實實時性。溫度監(jiān)測使用JMMT-36CC溫度傳感器器，如下圖所示，它它是一種電阻阻類溫度傳感感器，具有高高精度、高穩(wěn)穩(wěn)定性，高可可靠性等優(yōu)良良性能，適用用于各種場合合的溫度監(jiān)測測，適應長期期監(jiān)測和自動動化測量。自動化綜合測試系系統(tǒng)JMT-366C溫度傳感感器§4.2測點布置置根據(jù)結構特點，共共進行了四個個有代表性的的測試層測溫溫點的布置任任務，分別為為A功能層頂端端（32m）、B功能層底端端（84m）、第第一道永久支支撐上部（1194m）、第第三道永久支支撐下部（2287m）。1)根據(jù)采樣分分析的基本要要求及各測試試層鋼管混凝凝土柱的平面面位置，在24根柱子中選選取8根作為監(jiān)測測對象，涵蓋蓋了東西南北北四個方向，且呈對稱分布。測點的位置設在柱子與環(huán)梁相交高度以上1米處，且對稱位于柱子的內(nèi)外側面，如下圖所示。鋼管混凝土立柱上上傳感器位置置測柱分布示示意圖2)原結構中，柱柱子為扭轉上上升，因此監(jiān)監(jiān)測點同樣為為扭轉上升。3)考慮到日照照的影響，在在測柱兩側對對稱設置測點點，以充分考考慮同日同根根鋼柱朝陽面面和背陰面的的溫度變化影影響?！?.3測試結果限于篇幅，以第一一測試層測柱柱2（04號柱）和測測柱7（20號柱）為分分析對象，以以07年第三、四四季度為代表表性的一天24h內(nèi)溫度為研研究對象進行行分析。（1）07年第三季度度測試結果07年9月25日32m04號柱內(nèi)內(nèi)外溫度變化化對比圖07年9月25日32m20號柱間間內(nèi)外溫度變變化對比圖07年9月25日32m陽面柱與陰陰面柱外側溫溫度變化對比比圖07年9月25日32m陽面柱與陰陰面柱內(nèi)側溫溫度變化對比比圖（2）07年第四季度測溫結結果07年11月15日32m04號柱內(nèi)內(nèi)外溫度對比比圖07年11月15日32m20號柱內(nèi)內(nèi)外溫度對比比圖07年11月15日32m陽面柱與陰陰面柱外側溫溫度對比圖07年11月15日32m陽面柱與陰陰面柱內(nèi)側溫溫度對比圖§4.4溫度變化化規(guī)律由第一測溫層的兩個個測柱測溫結結果可以得知知，鋼管混凝凝土柱溫度有有如下變化規(guī)規(guī)律：1）32m測溫層陽面面柱內(nèi)外側溫溫度峰值出現(xiàn)現(xiàn)在13:300-15:330之間，最高溫溫度達37℃；陰面柱內(nèi)外外側溫度峰值值出現(xiàn)在13:300-14:330之間，最高溫溫度達32℃；陰陽面柱柱溫度早上7:00到下午16:300之間外側溫溫度比內(nèi)側溫溫度相對較高高，而下午16:30到次日早上7:00之間，內(nèi)外外側溫度基本本上一致，溫溫度曲線趨于于一條水平重重合直線；總總體溫度曲線線呈z字型趨勢分分布。2）32m測溫層陽面面柱與陰面柱柱相比較，陽陽面柱外側溫溫度相對比陰陰面柱外側溫溫度高，差異異較大；內(nèi)側側溫度二者趨趨于一致。332m測溫層層陽面柱內(nèi)外外溫差不明顯顯，內(nèi)外側溫溫度曲線基本本上處于重合合狀態(tài)