钢结构施工概述

1、第一章 钢构造施工概述第一节 钢构造工程概况本工程的主体钢构造包括：混凝土核芯筒内的劲性柱、外筒构造、楼层构造包括塔顶转换层和空中闲逛道和天线桅杆等。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。钢构造外筒是电视塔主要的垂直承重及抗侧力构造，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，全部承受钢管混凝土组合柱。柱截面尺寸由底部的钢管直径2.0米渐渐减小到顶部的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承受相贯节点刚接形式。外筒的环梁共有46组，环梁

2、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。全部现场节点均为焊接连接。内外筒之间共设置37层楼层。楼层钢构造为主次梁构造，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，连接节点承受铰接。局部楼层承受重型桁架和悬挂构造。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闲逛道，对应核芯筒楼层处设置休息平台。闲逛道悬挑横梁长度约1.4米，承受H型钢。连接桅杆天线和外筒钢管混凝土柱的转换层从+438.40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

3、与钢外筒连接。混凝土核芯筒顶标高居于转换层之下约200mm，待构造稳定后中间填充柔性垫层。转换桁架上下弦杆承受600 x1200的箱形截面，斜杆承受600 x1000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，下部承受格构式钢构造，上部承受全钢板焊接成箱形截面。桅杆天线平面外形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。工程钢构造总重逾5万吨。图3.1.1.1 电视塔构造外框轴测图其次节 施工特点及难点2.1 钢构造特点2.1.1 构造形式特别本工程的主体构造由混凝土核芯筒和钢构造外筒组成。其混

4、凝土核芯筒为一等截面内净尺寸17m14m椭圆柱体，设有大量建筑孔洞，瘦长而柔；其钢构造外筒为由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。由于钢构造外筒自下而上作45扭转，因此使外筒全部构件均为三维倾斜，这种独特的构造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，整个构造既似塔桅，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，也使构造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构造的转换层，其上尚有格构构造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力量。2.1.2

5、 体量大，高度高整个工程钢构造重量逾5万吨。钢构造外筒根底平面为一长轴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，整个构造高610米，雄踞世界之最。俗话说：“高一分，险三分”，给构造施工带来较大风险。2.1.3 构件重，高空焊接量大钢构造主要构件立柱钢管的截面直径为2022mm1200mm，壁厚为50mm30mm，单位长度重量达2.4t/m0.9t/m，最大分段重量达数十吨；局部楼层桁架重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

6、了要求。钢构造外筒均承受钢管构件，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。2.1.4 安装精度高，影响因素多依据投标技术文件，钢立柱的安装精度为1/2022，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把握提出了极大的挑战。除了测量、焊接等影响安装精度的因素外，由于构造的扭转和超高度，在恒载作用下变形显著且关系简单；随着构造高度的上升，在季度温差、昼夜温差及因日照引起的构造温差作用下使构造的变形把握难度大增。而不同材质的内外筒，因线膨胀系数的微小差异引起的变形差，也显得

7、不行无视。2.2 工程对钢构造施工的要求2.2.1 施工环境电视塔工程紧邻珠江，岸边原有一环卫码头，经适当改造后，可供局部钢构造水运至工地，而获舟楫之利。由于裙房施工有工期要求，将会对塔楼钢构造施工总平面布置产生肯定影响，因此需要全盘考虑。广州属于亚热带季风气候，依据广州市近几年气象资料分析，常年平均气温22.0，最热7月平均气温28.5，最冷一月平均气温13.6；极端最高气温39.1，极端最低气温2.2.2 钢构造与其它各工序之间的搭接施工为了满足总工期的要求，土建地下室必定与钢构造安装搭接施工；为了满足内外筒构造的整体刚度以及大型塔吊对混凝土核芯筒的受力要求，混凝土核芯筒、钢构造外筒以及楼

8、层须同钢构造的吊装挨次同步施工，并保持适当的步距。这对工程的总体协调治理和钢构造吊装过程中的施工把握都将产生影响。钢管柱内混凝土的浇筑，以及混凝土楼层的施工与钢构造多道工序的施工穿插搭接，严密相关。2.2.3 工期要求钢构造的安装工期虽逾两年，但随着施工高度的上升，吊装作业工效渐渐降低，施焊相对困难，测量及变形把握的难度增大。天线桅杆施工时，“华山天险一条路”，作业面也更为狭窄，加上气候影响，各工序穿插搭接，施工进度仍格外紧急。2.3 钢构造安装的难点和关键综合广州电视塔的构造特点和工程要求，可见本工程的钢构造的施工面临巨大的挑战，其技术风险应予重视。钢构造安装的难点和关键归纳如下：2.3.1

9、 起重设备的选择、布置和吊装单元的划分依据钢构造施工的周边环境条件和混凝土核芯筒先于钢构造施工的特定条件，选择合理的起重机机型、数量和布置位置，满足大半径、超高度的构造安装和施工进度要求，是钢构造安装的根底条件之一。超高空塔式起重机的转换和撤除也是一个难题。因构造构件的体量较大，形式多样，单件重量重，如何合理划分吊装单元，充分利用起重设备的性能，并削减高空散装和高空焊接，提高安装效率，是应首先考虑的问题。2.3.2 高精度的测量、校正和定位鉴于本工程形体简单，空间节点坐标多变，安装高度高，而构造安装精度的要求格外严格的状况，选择合理和牢靠的高精度测量技术，包括基准把握网的设置，测量仪器的选用，

10、测点布置，数据传递和多系统校核等，是本工程构造安装确保施工质量的关键之一；而在超高空进展大型构件的校正和定位也是本工程的难点。2.3.3 构造构件在安装过程中的稳定问题由于本工程钢立柱双向倾斜，楼层缺失处钢外筒与混凝土核芯筒之间多无永久的牢靠连接。因此，在施工荷载、风荷载等作用下，构造在施工阶段的任一时刻，如何确保构造稳定亦是关键问题之一。合理的吊装挨次和有效的临时支撑系统则是必不行少的施工措施。2.3.4 超高空作业的安全操作设施本工程由于构造形式特别，绝大局部均为凌空作业，如何设计合理的安全操作系统，包括垂直登高、水平通道、作业平台和防坠隔离措施等是安全生产的根本保证。设计这一安全操作系统

11、，除安全牢靠外，尚须兼顾周转便利，校正、焊接等设备的放置，超高空作业中改善人员心理状态视觉屏障的设立以及防风防雨措施等。2.3.5 施工阶段的构造验算、施工把握和施工监测针对本工程内外筒因不同材质而存在的变形不协调问题；特别构造形体引起的扭转问题；在构造自重荷载、温度荷载、风荷载作用下的构造变形和安全问题；在施工荷载如起重机械、混凝土机械等作用下构造整体或局部牢靠度问题，均必需进展各施工过程的构造验算和分析，用以指导施工和把握施工。为了确保构造在施工阶段全面受控，必需建立贯穿施工全过程的施工把握系统，以信息化施工为主要把握手段，并依据构造验算和分析结果，对构造温度、构造应力和变形的特征点进展施

12、工监测。施工监测宜与构造的安康监测相结合。2.3.6 选择合理的焊接工艺，确保超高空焊接质量钢构造外筒构件连接主要承受全位置等强对接焊，焊接要求高，焊接工作量大，焊接操作条件差。因此，选择合理的焊接手段、工艺参数和焊接工程的组织至关重要，事关构造施工质量和进度。而合理的焊接挨次对构造变形的把握亦不容无视。2.3.7 钢构造与混凝土构造施工的合理搭接从底板施工起，钢构造即与混凝土构造穿插施工。而塔楼施工时混凝土核芯筒外所附的塔式起重机等施工荷载对混凝土的强度等有肯定要求；钢管内浇筑混凝土和钢构造安装搭接穿插，相互间亦有影响，处理好钢构造与混凝土构造施工的合理搭接，亦是本工程施工有序进展的关键。2

13、.3.8 塔顶钢构造转换层和天线桅杆的安装塔顶钢构造转换层，构件布置较简单且单件重量重，而在安装时，塔式起重机的起重量因超高而折减，构造安装的难度较大。天线桅杆长达156m，又安装在454m的塔顶。如何充分利用塔吊进展桅杆的安装是可供的选择之一；提升或顶升工艺的承受仍不行避开。施工时桅杆的重心高于提升顶升点，在桅杆提升过程中如何保持垂直度，以及抑制风荷载等是施工的关键。第三节 钢构造安装总体技术路线及总体施工流程3.1 安装总体技术路线依据本工程构造特点，作业环境，工期要求，资源配置状况，以及综合考虑了各种技术经济条件，在多方案比较的根底上，选择了如下的施工技术路线，其可表述为：1塔楼安装以外

14、挂内爬式塔吊和重型履带起重机为主要施工机械，以每一环作为施工区段，依据起重力量和楼层支撑布置状况划分吊装单元，以楼层梁或临时支撑作为施工阶段外筒构造稳定构件，自下而上，柱、斜撑和环梁同步施吊，综合安装区段钢构造。2测量在底板面及周边可通视区域建立平面和空间测量基准网，承受高精度全站仪及垂准仪沿混凝土核芯筒外壁垂直传递，建立测量中继站；以分段柱端中点及环梁与柱交点处设测点。通过两个测站相互测校，在避开环境因素影响的条件下进展每一组柱的准确定位；以液压千斤顶组进展构件校正纠偏，以临时装配板作临时固定，适时承受GPS定位系统进展定位复核。3焊接以半自动焊为主，手工焊为辅，依据焊接规程和焊接工艺评定要

15、求，按规定的焊接挨次，对称连续施焊，严格把握焊接质量和焊接变形，准时进展焊缝的无损检测。4安全设施以施工电梯为主，爬梯为辅进展垂直登高，以楼层梁，临时支撑及环梁作水平通道，每外筒节点分设三个可整体装拆全封闭作业平台，在适当的区域设置防坠隔离设施。5天线安装改外挂内爬塔吊为外附自升塔吊，进展天线桅杆格构构造和临时关心钢构造的安装，在格构构造内适当的部位分段组装实腹式天线段，设液压可调导轮导轨系统作导向及抗风纠偏装置，以钢绞线穿心式液压千斤顶为提升设备，由计算机多参数自动把握，实现实腹段天线的超高空连续提升、一次就位安装。6构造施工验算及变形把握依据多种载荷条件及不同施工工况，承受两个以上的构造验

16、算程序，进展构造内力和变形计算，通过施工把握及信息化手段，指导安装全过程，对构造关键点进展温度、内力和变形的全过程监测，确保构造施工受控。3.2 关于钢构造安装总体技术路线的几点说明3.2.1 起重机械的选择和布置1主要施工机械选择本工程选用CC2022300t履带起重机两台和M900D1200tm塔式起重机两台作为钢构造安装的主机。2CC2022300t履带吊施工内容两台CC2022300t履带起重机沿C区外围0.000标高处开行，与80t、150t履带起重机协作，负责柱脚安装，C区混凝土底板、核芯筒初始段的施工协作，塔吊安装；与M900D1200tm塔吊协作，进展+100.000m以下钢构

17、造安装及其余钢构造构件的翻驳就位工作。3CC2022300t履带吊开行区域的处理由于钢构造施工时，A区地下室已施工至0.000混凝土平台，故拟搭设专用钢栈桥，将CC2022300t吊车等施工荷载直接传递至底板上，根本上不影响混凝土构造的施工和受力。这种施工措施在其它工程中经常承受，技术上是成熟的。4选用CC2022300t履带吊的优点和多台外附式塔吊相比，承受CC2022300t履带起重机固然增加了搭设栈桥的代价，但“失之东隅，取之桑榆”，将在钢构造安装过程中将得到补偿。首先由于CC2022300t履带吊的起重力量大于重型塔吊，且其沿周边开行，使作业半径大为减小，为最初几环钢外筒构造及楼层安装

18、带来极大便利：柱子的分段重量可达80t，削减钢柱的分段不仅可削减高空焊接和提高安装效率，而且大大简化了临时支撑和降低定位的难度；+27.600至+32.800米楼层有四榀钢桁架，单榀最重达50余t，承受CC2022300t 履带吊后，可实现整榀安装，而避开高空散装。承受CC2022300t履带起重机施工本钱低于重型塔式起重机，可适当削减机械配置的数量，而且没有外附式塔吊因依附钢外筒所传递的施工荷载对钢构造变形把握带来的负面影响。承受CC2022300t履带起重机后，也使外挂于混凝土核芯筒的塔吊可以从2022tm降低至1200tm，从而减小塔吊对混凝土核芯筒的施工荷载。5塔吊施工内容两台M900

19、D1200tm外挂内爬塔吊负责塔楼除CC2022300t起重机安装以外的其他全部钢构造。其中一台经置换成位于塔楼顶的自升式外附塔吊，负责天线桅杆的安装和协作工作。6塔吊使用工况选择一般框筒构造的超高层建筑，其塔吊多以内爬形式设置，且借用核芯筒内电梯井筒居多。但本工程由于选用重型塔吊，其塔吊的固定和爬升净空要求大于核芯筒内电梯井的尺寸，牵强布置，将影响核芯筒构造的完整性和正常施工。由于核芯筒平面尺寸相对小(14m17m)，即使能布置内爬塔吊，由于不满足两台塔吊同时作业的净距要求而只能设置一台，这样又不满足构造安装的进度要求，内爬塔吊还不能满足塔顶天线桅杆构造的安装。而承受外挂内爬塔吊则能较好的解

20、决内爬塔吊不能解决的冲突，塔楼至顶均可保持两台塔吊同时作业，而且为塔吊的超高空转换供给了便利。外挂内爬的塔吊形式是塔吊设计和制造时的既有配置，但对混凝土核芯筒会产生不同于内爬时的施工荷载。为了确保核芯筒能满足外挂塔吊的要求，我们首先尽可能减小外挂塔吊对核芯筒的施工荷载。其一，在满足构造安装的条件下，尽量降低塔吊的起重能级现为1200tm；其二，减小塔吊的悬臂段长度现把握在28m以内；其三，减小塔身与核芯筒外壁的距离现把握在3m左右，兼顾核芯筒模板系统的作业空间；其四，增大附墙支架的间距一般塔吊支架间距12m，现调整为20.8m，相当四个楼层高度；其五，我们通过调整塔吊爬距现把握在10.4m，即

21、1/2支架间距，使混凝土核芯筒与钢构造安装高度之差把握在2535m。依据这一爬距进展爬升，可以使其中一台位于同一环低端的塔吊始终处于被安装构造的上面，这样，在爬升至细腰段进展钢构造安装时，有效避开由于钢外筒距离核芯筒较近而产生的相碰问题；而位于同一环高端的塔吊位置虽然低于被安装钢构造，但是这一区域的钢外筒与核芯筒有肯定距离，不会产生相碰状况。施工至细腰处时的塔吊立面和平面位置如以下图所示：图3.1.3.1 细腰段时塔吊立面布置图图3.1.3.2 细腰段时高端塔吊爬升框与外框筒平面相对位置图另外，我们在施工挨次的安排上考虑塔吊上支架作用的核芯筒部位的混凝土龄期大于七天，在广州这样的温、湿度条件下

22、，混凝土的强度是能够满足要求的。由于位于北侧的塔吊布置部位，混凝土核芯筒留有观光电梯预留孔洞，须在塔吊支架作用部位设置合理的构造措施进展补强，充分利用既有劲性构造，并增设临时水平钢梁等以确保局部构造的强度和安全性。承受上述综合措施，经整体和局部验算，承受外挂塔吊是完全可行的。7塔吊外挂内爬的优点在本工程中，承受附着于核芯筒的外挂塔吊，与在周边设置外附塔吊相比，其优越性也是不言而喻的。首先，其高度可随构造上升而上升，不似外附塔吊的塔身受到超常高度的限制；其次，其作业面掩盖的效率大大高于外附塔吊，两台塔吊即可掩盖全部作业面。再则经过技术处理后，其附墙于混凝土核芯筒远比外附塔吊的附墙于钢外筒或核芯筒

23、壁而不得不承受超长附墙杆来得牢靠，且对钢构造安装影响小。鉴于本工程中承受外挂内爬塔吊比内爬或外附塔吊具有如此鲜亮和突出的优点，虽然须对混凝土核芯筒作局部补强，但补强措施牢靠易行，故是一种乐观的关键选择。3.2.2 钢构造构件安装挨次的考虑钢构造构件安装挨次应考虑在安装过程中构造构件的稳定，尽快形成单元刚度，确保施工阶段的准时定位和不同气候或环境条件下的构造安全。同时应兼顾焊接挨次，合理安排吊装和焊接的搭接施工。1) 钢柱及其它构件的同步安装鉴于本工程钢柱呈双向倾斜，又附带各种节点分段，有较大的偏心。为了确保钢柱在安装校正过程中的安全，在目前起重机械配置的可能条件下，每条作业线拟承受双机协作，柱

24、、支撑楼层主梁、斜撑和环梁同步安装的方法。即以一台主机吊装钢柱，另一台主机安装与其相应的其他构件的方法边吊边校，并使其尽快形成单元刚度。这种方法可简化大量高空临时措施，保持较高的工效，并保证构造在任一时刻的稳定和安全。2) 楼层构造与钢外筒同步安装本工程钢塔楼共有37层楼层，其中少量是悬挂楼层，大局部楼层主梁与钢外筒相连。假设先安装钢外筒构件，担忧装楼层钢梁，则必定要加设大量的临时钢支撑，才能保证钢外筒在吊装过程中的牢靠定位和稳定。但是这样做，当安装楼层钢梁时，与众多的临时支撑必定发生置换上的困难。而先安装钢楼层构造，则其外侧又无所依靠。故拟承受钢外筒与楼层构造同步安装的方法，将是较为可取的选

25、择。3) 悬挂楼层的安装本工程在标高+17.2m、+22.4m设有悬挂楼层，通过悬挂柱与上一层钢构造连接。悬挂楼层有自下而上的顺作法和自上而下的逆作法两种安装方法。所谓顺作法，即按常规的施工挨次，用承重现时支撑支承，将悬挂楼层安装到指定位置，待其上承重楼层安装完毕后，再与其相连接，最终撤除临时支撑。逆作法即先安装上部的承重楼层，然后自上而下，逐层安装悬挂楼层即上海东方明珠电视塔上球悬挂楼层安装方法。两种方法各有利弊。顺作法将需要较多的承重现时支撑，且可能超过下层+6.800m平台等的荷载许可。悬挂柱与上层承重构造的连接还要有特别措施。逆作法则对安全设施的要求较高。经过综合比较，拟承受逆作法进展

26、安装。即先将悬挂楼层构件分批就位于下层平台以不超过楼层许可荷载为限，以分块分片组装，吊车吊装或局部提升的方法进展安装。安装操作脚手以局部悬挂和局部落地脚手相结合，确保施工安全。4) 塔顶转换层的安装在标高+438.400m至+448.800m设有构造转换层。转换层以钢内、外筒及多榀桁架组成。由于内筒构造及钢桁架单件重量较重，只能实行高空散件分段组装，分段重量把握在30t内桁架弦杆可整根吊装，避开分段焊接。为了确保安装质量，全局部段构件均应在制作厂内预拼装，并设置定位板。按先内后外，自下而上的挨次进展安装和焊接。两台外挂塔吊的位置已避让转换层的构造，以保证构造安装的正常进展。使用阶段钢内筒与混凝

27、土核芯筒通过柔性垫层封闭，但在安装阶段，须另设临时刚性支承进展标高的把握和定位，在转换层构造完成后，适时进展置换，以满足设计要求。5) 构造吊装挨次和焊接挨次的协调由于构造安装进度和变形把握的要求，构造吊装和焊接不行避开地发生同时施工的状况。吊装不仅对焊接作业的安全，同时对焊接质量也会有影响，要求在时间和空间上错开。3.2.3 构造安装精度的把握鉴于本工程的超常高度和构造特别形式已超过国家有关施工规定涵盖的范围，局部构造安装标准仍承受国标，实际上已提高了安装精度的要求，特别是对钢柱的倾斜度，又比国家标准提高了一倍，达1/2022，层间偏差5mm国标柱垂直度1/1000，10mm，这一要求是格外

28、高的。影响构造安装精度的因素格外多，除钢构造构件的制作精度必需保证外，在安装过程中还应抓住以下几个关键：1测量a.设置测量基准网准确测量是保证构造安装精度的前提。为了提高测量精度，首先应合理设置测量的基准网，它包括场内和场外两局部，平面和空间相结合，并组成一个系统，定期复测，校核合格前方可使用；b.选择适用的高精度测量仪器水准仪，全站仪和垂准仪等；c.设置具备强制归心功能的测站，以削减对位误差，并尽可能削减由转站引起的附加误差；d.承受合理的测量工艺和手段，提高数值传递的精度；e.在保证良好通视条件下合理布置构件上的测点及提高构件上测点的设置精度；f.承受双测站互校工艺，即在测校每一根钢立柱时

29、由两台全站仪同时测定，以一台为主测量，另一台复测。假设测校全都或符合要求则通过；假设略有超差，可通过加权平均的方法进展平差，以提高精度；假设测校结果特别，则必需作系统分析，查出缘由方可连续，以保证测量结果的牢靠度；g.适时承受GPS系统进展复核。在基准网测设时，包括转站时，即应用GPS定位系统进展复核。由于GPS在低精度10mm状况下可随测随读，而在高精度3mm状况下,测读效率较低，不能满足吊装时随校随测的要求，只能以复核为主。而上述两套系统承受不同的基准一为相对位置、一为确定位置，测设结果必定会发生差异，对于构造测量过程中发生的特别状况，应设置测量技术专业组准时分析处理;h.组建高素养的测量

30、专业队伍，保证多项措施的不折不扣的执行。2校正和固定a.校正工具和工艺的选用测量精度仅是构造安装精度的一个根底条件，构造构件的安装精度还必需承受有效的校正手段和固定措施来实现。鉴于本工程构造构件重，双向倾斜，大偏心，凌空作业条件差，而精度要求又高的状况，承受常规的机械方式进展校正已不能满足要求，固拟承受手揿液压千斤顶组合操作装置来实现构件的校正，该装置轻松机敏，易于安装和转移。虽为手动，但输出力大，可在20t100t范围内任意选择，且拉力和顶力均可供给拉力为顶力的1/3。作业平稳连续，可用作精细调整，且具有液压和机械自锁机构，防止因泄漏而失效。拟在钢立柱连接节点，沿两正交直径的两端，中心对称，

31、设置4个拉压双作用液压千斤顶，负责钢立柱倾斜度校正和标高的调整；在斜撑下端设置两个液压千斤顶，负责可能发生的钢柱的扭转方面的校正和关心环向校正；在临时支撑一端设液压千斤顶，作关心径向校正及适应核芯筒和钢外框筒由于施工缘由造成的少量偏差。b.校正后的固定一旦校正完毕，各连接节点处即用临时定位板进展固定。定位板承受摩擦型高强螺栓连接，以适应复校及焊接变形调整的需要。3焊接变形的把握a.焊缝收缩量的测试由于焊接熔敷金属冷却收缩会引起构件或构造变形。依据一般阅历估量，焊缝的横向收缩量为1mm/10mm板厚。假设不对称焊接，还会造成构件的偏斜。因此，除了强调对称连续施焊的要求外，选择适宜的焊接挨次，包括

32、不同构件的焊接挨次，如柱、环梁、斜撑的焊接先后挨次；同一构件分段之间的焊接挨次，如每环二十四段环梁分段的焊接挨次；单一构件的焊接挨次，如一个环梁分段两端焊缝的施焊先后挨次，等等，均会对构造的变形产生影响。本工程中，建议事先对各种节点焊接型式进展收缩变形量的测试，不超过焊缝间隙可调范围，由焊缝间隙调整进展补偿；超过焊缝间隙可调范围的，在构件制作时即留有收缩补偿余量。b.焊接挨次的优化柱、环梁、斜撑的焊接挨次，建议按环梁、柱、斜撑的挨次施焊。鉴于变样子况的简单性，拟在焊接过程中进展实时变形监测，承受信息化施工方法，即在焊接时，钢柱柱顶测点的棱镜保存着，由测站的全站仪作定时检测，并作记录，超过肯定限

33、值即予报告。依据测得构造的变形规律，对焊接挨次作优化调整，从而把握构造的焊接变形。在对环梁施焊时，由于有二十四个分段，焊接挨次不当，累积变形格外可观。拟承受间隔焊接的方法，即先焊十二个不连续的分段，再焊间隔的六个分段和三个分段，最终焊三个闭合分段，使焊接变形逐段消化，不使累积。在对环梁或斜撑单一构件施焊时，两个端点不行同时焊接，应先焊接一端，再焊另一端，使得先焊一端的收缩量，在另一端得到局部补偿。4温差引起施工过程中构造变形的对策a.温度变化状况温度变化，分为两种状况：第一种为不同时段的环境温度变化，如春夏秋冬季节温差或昼夜的气温温差；其次种为同一时刻的构造不同部位的温差，主要是由于太阳光照耀

34、状况下，阴面和阳面部位构造温度不同。b.相应对策依据广州市气象资料分析，四季温差最大可达40左右，而昼夜温差最大也近10。计算机以第43环为争辩对象，通过模拟计算，构造的平面位移尚不太大，但垂直方面位移可达120mm，且混凝土核芯筒与钢外筒因温度引起的垂直位移差为36mm左右。拟以广州市的常年平均气温由阳光直射造成的构造变形则更为无序，难以用计算机仿真进展准确计算，而此种影响对瘦长构造又极为敏感。目前唯一的方法即避开阳光直射的时机，在构造适当部位布置温度传感器，选择构造温差根本消退的状况下如阴天、夜间或凌晨进展构造安装的最终测量定位。5构造自重作用下的构造变形把握和可能安装误差的调整。a.构造

35、自重作用下的变形由于构造超高，自重引起的构造竖向变形显著，而由于构造扭转所引起的构造水平变位也应重视。在构造验算过程中，我们假定钢柱的每一分段均以设计坐标定位，以消退前道工序的累积误差。但在后道工序的影响下，钢柱节点的最大竖向压缩累积变形仍达30mm左右，不符合安装精度要求。而水平矢量位移也接近50mm左右，考虑到安装误差及温差的影响，不实行措施，亦难以符合构造安装精度要求。b.变形把握和调整依据施工阶段的构造计算结果，对构造由于自重引起的变形，必需实行预变形的特别措施，才能满足构造变形把握的要求，即依据构造在不同工况下的变形规律和数值，在深化设计、制作和安装阶段进展一维或多维视变形值确定的反

36、向预调整。鉴于计算机模拟计算时，有关技术参数包括边界条件假定的近似性，其计算结果和构造的实际状态必定存在差异，在施工的初期阶段，必需对构造严密监测，准时与计算结果比照分析，优化技术参数，以使计算机的计算结果更符合实际。安装过程中众多因素影响构造安装精度，安装位置偏离设计位置是必定存在的。为减小施工风险，拟每四个区段作一个标高的调整，即逢四及四的倍数环的钢柱在工厂制作时留有50mm的余量，依据现场实测状况，进展修割，作为标高上的补偿措施之一。3.2.4 安全设施的设置和安全隔离的重要性本工程由于构造楼层的特别布置，使得大局部钢外筒安装时处于凌空状态，安全操作设施的合理设置显得特别重要。安全操作脚

37、手除与通常工程中一样，须结合构造特点，布置垂直登高、水平通道、操作平台、临边设施外，有几点值得强调：1安全设施必需便于周转置换，周转过程中也必需保证安全。2安全设施，特别是操作平台，必需有视觉隔离屏障。由于是超高空作业，一般人均有恐高病症，影响作业安全和效率。在上海东方明珠工程施工中特地就此作过科学测定和争辩。设立有效的视觉隔离屏障后，人的心跳、血压和心情均得到较大的改善，因此在工作时间较长及工作较为集中的操作平台上，与其它封闭措施相结合设置视觉屏障实属必要，也是“以人为本”的重要表达。3操作平台必需全封闭，以满足焊接时的防风防雨，以及防止零星物件的下坠。围护材料必需是不燃或阻燃材料，防范高空

38、火险。安全隔离措施的重要性。由于高空坠物危急性极大，即使是一个螺钉或一个扣件这种质量小的物件坠下，自由落体的加速度，使其破坏力不亚于一颗子弹，极易伤人。故必需实行多重防坠隔离措施。除操作平台封闭隔离外，在作业层设置安全平网或挑网，以及在坠落物可能伤及的部位，如工地内的建筑物上和专设人行道上必需设置多层隔离屏障，以防不测。3.2.5 钢桅杆天线的安装和校正本工程钢天线桅杆总长度156m，其中格构局部长92.2m，实腹箱型局部长63.8m，安装在+454m的塔顶上。这样一根桅杆，即使拔地而起，其安装也是一个不小的工程，何况要安装在454m的高空，总高度要到达610m，其安装难度可想而知。1格构构造

39、的临时调整与补强依据最版招标图，天线桅杆的构造作了较大调整，最小截面格构构造为对边距3.5m的八边形，其上边长2.5m的正四边形箱形桅杆已无法置于格构构造内，为了实现实腹钢桅杆的连续提升，快速就位，削减施工风险，拟在6.5m八边形截面以上设置临时钢框筒构造通过抱箍避开焊接与原4.5m及3.5m格构构造组成一体，不仅解决井字形平撑后装及3.5m八边形截面四角斜杆后装造成的不完整，形成牢靠的提升承重构造，使实腹段钢桅杆在格构构造内顺当组装，而且该临时构造又可作为安全登高和操作脚手的支承构造，一举两得。临时钢构造在天线钢桅杆安装完成后，由塔吊撤除。2利用塔吊进展格构构造安装的必要性尽可能利用塔吊来直

40、接安装或关心安装钢天线桅杆是一个乐观的思路，否则构件的垂直运输将变的格外困难。塔楼安装时布置的两台外挂塔吊因平衡压铁将与天线杆相碰，无法作全回转作业，故须进展塔吊的置换。利用两台外挂塔吊实现此种置换是简洁实现的。置换后的塔吊座落在塔顶桁架上，阅历算桁架经适当处理后完全能承受塔吊传来的施工荷载。塔吊改为自升式外附塔吊，以尽可能满足吊装高度和便于撤除。其安装位置确实定，既要考虑到满足天线桅杆的安装，又要考虑到今后撤除的便利，施工时塔吊的起重力量为30t。考虑到格构局部构造不宜进展顶升或提升作业。故拟用塔吊分段或分件安装至标高+541.700处。塔吊随着构造安装的高度而上升，并设附墙杆与桅杆连接，阅

41、历算，此工况能保证构造的安全和塔吊的正常使用。3钢桅杆实腹局部连续提升安装实腹式天线桅杆一般内部装有天线设备，拟承受分节组装、整体提升的安装方法。即依据塔吊的起重力量和设备的允许条件分成假设干段，由塔吊自下而上组装于+480.000m格构构造内部设置的承重平台上。为了适当削减提升的距离，桅杆的顶端于格构构造之上约15米。实腹式一体化天线杆，构造自身重160t，考虑设备重20t，总重约180t，承受“钢绞线承重，液压千斤顶集群作业，计算机同步把握”的提升工艺，即在适当部位设置八只穿式液压千斤顶，与钢绞线协作，在计算机的把握下作连续垂直提升。液压千斤顶的配置提升力量应为提升荷载的1.5倍以上；钢铰

42、线的荷载为抗拉强度的三分之一以下。计算机可依据垂直度、油压等多项参数，实现多目标实时把握和自动连续作业。每小时提升速度612m。天线杆提升过程中除构造自重外，最敏感的荷载是风荷载。为了保证高重心瘦长杆在提升过程中的稳定，不致倾斜，设置专用导轮导轨系统，以强制对中，确保提升过程中的垂直度把握和抗倾覆。导轨固定在格构构造的适当位置，共设三组。在提升过程中，确保其中两组同时工作。依据导轮对导轨的反力，应对格构构造的适当部位作必要的加强。为了使天线桅杆提升至设计位置时能作临时固定，天线桅杆底部须增设起嵌固作用的接长段，接长段长为14.5米，待提升段与下部构造牢靠连接后，再行撤除。天线杆提升前应对组装完

43、毕的构造和提升装置作全面的检查验收，并对提升阶段的气候条件作具体跟踪推测，选择适当的气候条件特别是风速状况，才能实施提升。天线杆的校正，利用事先设计于接长段上的两组导轮装置，增加其液压纠偏功能，进展桅杆的垂直度校正，并用楔块进展临时固定。天线杆垂直度的把握，在提升阶段装有垂直度传感器，作实时检测并将数据传递至计算机进展把握；在最终垂直度校正时，拟在天线杆的顶端和底端事先设测量标志正交的两个方向，利用GPS进展定位测量，并在四周适当位置设置经纬仪进展复测。值得一提的是天线杆的垂直度在阳光照耀下不断变化。上海东方明珠电视塔天线桅杆安装时，天线杆顶端日夜位移最大达300400mm，而本工程对日照温差

44、的影响更为敏感，故何时进展垂直度校测值得争辩。天线杆垂直提升工艺虽然是成熟的，但到底存在肯定风险，尤其是气候条件的影响尤为显著。关键是缩短提升作业的时间，削减天气变化的不确定性。我们承受实腹段天线杆一次连续提升，估量46小时即可完成，再加上校正和临时固定，总共作业时间也不会超过1012小时。相对于每节逐段顶提升的方法，时间成倍缩短，风险也大为削减，可确保提升安装作业的安全牢靠。假设依据连续提升施工工艺要求，对天线桅杆的3.5m格构构造可作适当调整的话，则整个天线桅杆的施工过程将更为完善和快速。图3.1.3.3上海东方明珠电视塔桅杆天线提升实景图3.2.6 临时支撑的设置本工程由于塔楼楼层的大量

45、缺失，在安装过程中必需承受适当的临时支撑，以满足施工阶段构件的准确定位和构造稳定的要求，并兼作高空的水平通道。1临时支撑设置为了确保每一组钢柱在安装过程中的定位及任一时刻构造稳定，经分析比较，认为每一区段无楼层的在安装时宜设置24根水平支撑。支撑一端铰支于混凝土核芯筒外壁，另一端铰支于钢柱与环梁连接节点的内侧面，呈径向布置。由于钢外筒环梁呈倾斜布置，不在同一水平面上，故依据外筒节点标高，选择相近标高的混凝土核芯筒内的楼层作为支撑内侧的标高。这样布置，一方面可减小支撑的倾斜度，另一方面便于作业人员以此作为通道，由核芯筒的施工电梯垂直登高后，便捷地到达每一个作业部位。临时支撑布置时，尚应避让塔吊支

46、架和测量垂直传递路径有影响的部位。2临时支撑构造依据计算，临时支撑承受肯定轴力，同时因自重和水平通道上的施工荷载而承受弯矩。由于最长的临时支撑达30余米，故拟承受宽翼缘H型钢作为临时支撑的主材，便于长度的调整，同时在其上平面宜于设置走道。对于支撑过长的，则承受张弦梁构造，梁下设预应力钢索及撑杆，使支撑轻松，而易于转换。水平通道的构造可提高支撑的侧向刚度，保证支撑的平面外稳定。临时支撑的一端设调整装置，以满足钢立柱的径向校正和定位，以及适应混凝土核芯筒壁可能的施工误差。3临时支撑的周转使用依据构造验算，结合考虑涂装等下道工序施工要求，及隔离层设置的需要，在无楼层的部位拟设置三道水平临时支撑，作周

47、转使用，周转时可以塔吊关心，以提高转换的效率。在由于其上楼层构造影响临时支撑转换的部位，拟承受卷扬机将临时支撑撤除，下放至其下的楼层平台上，进展转换。在某些部位必需保存通道的，如内力和位移监测点，可保存假设干支撑作通道，至施工完毕。3.3 安装总体流程3.3.1 钢构造安装作业流程框图1主要作业流程第一节钢外筒安装第一节钢外筒安装施工预备测量基准网测设；80t、150t、300t履带吊起重机组装；C区核芯筒、柱脚、底板施工；钢栈桥的搭设；工厂制作构件验收和现场接收；1200tm塔吊组装。塔顶转换层钢构造安装第i节钢外筒及相应楼层安装i2+6.800米平台梁安装1200tm塔吊转换施工临时钢构造

48、的撤除实腹式天线杆组装及提升固定第i+1节钢外筒及相应楼层安装i2，3，4，42塔吊的撤除格构式天线桅杆安装2区段安装流程框图区段中间验收区段中间验收焊接及无损检测塔吊爬升栓钉、压型板施工安全操作设施预备测站设置钢柱、支撑楼层主梁、斜撑、环梁安装及初校楼层次梁安装准确测量3.3.2 钢构造安装作业立面布置图3.1.3图3.1.3.5 CC2022开行区域加固钢栈桥搭设图3.1.3.6 塔吊安装图3.1.3.7 钢构造施工第一环图3.1.3.8 钢构造施工至第四环图3.1.3.9 钢构造施工第五环图3.1.3.10 钢构造施工第六、第七环图3.1.3.11 钢构造施工第八、第九环图3.1.3.1

49、2 从第十环至主体钢构造安装完图3.1.3.13 撤除一部塔吊补缺钢梁图3.1.3.14 塔吊转换改成外爬式立于转换桁架上，补缺钢梁图3.1.3.15 安装天线格构式局部，拼装提升段及安装提升装置图3.1.3.16 提升安装完毕，并撤除塔吊3.4 机械选用3.4.1 主要施工机械设备的选用1).M900D-11200tmM900D塔身48米，巴杆36.6米半径米20.025.030.032.535.0起重吨60.947.637.933.728.3 M900D塔身48米，巴杆50.4米半径米20.025.030.035.040.0起重吨51.444.737.331.026.12).M900D-2

50、1200tm3).CC2022-1300tCC2022 主臂78米半径米1416203046起重吨64.7660.3652.4632.0614.564).CC2022-2300tCC2022 主臂66米半径米1416203046起重吨93.7686.5661.6632.9615.863.4.2 主要关心机械的选用1).KH700150tKH700主臂48米半径米12.016203040起重吨48.6433.1424.2413.448.542).KH30080tKH300主臂43米半径米1015203038起重吨19.9511.237.253.652.053).KH18050tKH180主臂37米半径米810141824起重吨14.9010.816.644.532.794).80t汽车吊5).QM18撤除塔吊专用机械 QM18巴杆36.8米半径米1315203036起重吨1815.59115.452.716).QW6撤除塔吊专用机械 QW6巴杆21米半径米7.510121518