钢结构施工概述

1、第一章 钢结构施工概述第一节 钢结构工程概况本工程的主体钢结构包括： 混凝土核芯筒内的劲性柱、 外筒结构、 楼层结构 （包括塔顶转换层和空中漫步道）和天线桅杆等。劲性柱共设置 14 根，沿混凝土核芯筒周边布置，为工字型截面型式。钢结构外筒是电视塔主要的垂直承重及抗侧力结构，包括三种类型的杆件： 立柱，环和斜撑。外筒共有 24 根立柱，由地下二层柱定位点沿直线至塔体顶部 相应的柱定位点，全部采用钢管混凝土组合柱。 柱截面尺寸由底部的钢管直径 2.0 米逐渐减小到顶部的 1.2 米，柱内填充混凝土的强度等级为 C60 。斜撑的材料为 钢管，其直径大小为 850700。斜撑与钢管混凝土柱的连接采用相

2、贯节点 刚接形式。外筒的环梁共有46组，环梁材料亦为钢管，环梁直径均为800。环 梁与钢管混凝土柱通过外伸的圆柱节点相贯连接。所有现场节点均为焊接连接。内外筒之间共设置 37 层楼层。楼层钢结构为主次梁结构，主梁一端与混凝 土核芯筒连接， 另一端与钢外筒连接。 考虑内外筒存在垂直位移差， 连接节点采 用铰接。部分楼层采用重型桁架和悬挂结构。在+178.400 +272.000 米和 +287.600 +318.800 米，围绕核芯筒外侧 旋转而上设有空中漫步道， 对应核芯筒楼层处设置休息平台。 漫步道悬挑横梁长 度约 1.4 米，采用 H 型钢。连接桅杆天线和外筒钢管混凝土柱的转换层从 +43

3、8.40 米至 +448.80 米， 高 10.4 米。共设置八榀转换桁架，中间与椭圆钢环连接，外端与钢外筒连接。 混凝土核芯筒顶标高居于转换层之下约 200mm ，待结构稳定后中间填充柔性垫 层。转换桁架上下弦杆采用 600x1200 的箱形截面，斜杆采用 600x1000 的箱 形截面，竖杆为600的钢管。桅杆天线高度达 156 米，位于塔体顶部， 下部采用格构式钢结构， 上部采用 全钢板焊接成箱形截面。 桅杆天线平面形状为正八边形和方形两种形式， 底部正 八边形平面轮廓为 10.0m x 10.0m ，顶部平面轮廓为 0.75m x 0.75m 。工程钢结构总重逾 5 万吨。图新电视塔结

4、构外框轴测图第二节 施工特点及难点2.1 钢结构特点2.1.1 结构形式特殊本工程的主体结构由混凝土核芯筒和钢结构外筒组成。 其混凝土核芯筒为一 等截面（内净尺寸17m X14m ）椭圆柱体，设有大量建筑孔洞，细长而柔；其钢 结构外筒为由 24 根圆锥形立柱、 46 组环梁及分布其间的斜撑组成的变截面椭 圆筒体。由于钢结构外筒自下而上作 45 °扭转，因此使外筒所有构件均为三维倾 斜，这种独特的结构形式为目前国内外所仅见。内外筒之间分区域疏密不均地设置了 37 层楼层。由于楼层的大量缺失，整 个结构既似塔桅， 又兼有超高层的特点， 因此使得内外筒之间的相互作用和共同 工作值得重视，也

5、使结构施工阶段的稳定问题凸现。在塔体顶部，设置由内环、外筒和桁架等主要构件组成全钢结构的转换层， 其上尚有格构结构和箱型截面组成的天线钢桅杆， 考验着施工承包企业的技术应 变能力。2.1.2 体量大，高度高整个工程钢结构重量逾 5 万吨。钢结构外筒基础平面为一长轴 80 米，短轴 60 米的椭圆。由于其中心与混凝土核芯筒的中心不重合，偏差达 9 米多，使安 装作业半径倍增。塔体高达 454 米，其上天线桅杆长达 156 米，整个结构高 610 米，雄踞世界之最。俗话说： “高一分，险三分” ，给结构施工带来较大风险。2.1.3 构件重，高空焊接量大钢结构主要构件立柱钢管的截面直径为2000mm

6、1200mm，壁厚为50mm30mm，单位长度重量达 2.4t/m 0.9t/m，最大分段重量达数十吨； 部分楼层桁架重 50 余吨，转换桁架每榀最重更是达 100 余吨。构件重量重，安 装作业半径大，对于合理选用起重机械和构件单元划分提出了要求。钢结构外筒均采用钢管构件， 高空节点为焊接等强连接。 焊接量大， 且高空 作业条件差， 如何优化节点构造型式， 改善高空作业条件， 选择合理的焊接工艺 成为解决问题的关键。安装精度高，影响因素多根据投标技术文件，钢立柱的安装精度为 1/2000 ，且不大于 5mm ，远远 高于一般超高层建筑和塔桅的安装要求， 这就为测量定位和施工过程控制提出了 极大的挑战。除了测量、焊接等影响安装精度的因素外， 由于结构的扭转和超高度， 在恒 载作用下变形显著且关系复杂； 随着结构高度的升高， 在季度温