广东筒中筒结构超高层塔楼主要科技创新点

施工总承包联合体主要科技创新点1、主塔楼结构设计为国内首创，充分发挥了各种结构型式优势。主塔楼采用钢管混凝土柱斜交网格外筒+钢筋混凝土核心筒的筒中筒结构体系，设计新颖，结构合理，充分发挥了各种结构型式受力等优势。斜交网格筒体抵抗水平力、侧向刚度和扭转刚度优于框筒。钢管混凝土柱轴向刚度大、承载力高、延性好、抵抗风荷载和地震产生的水平力和倾覆力矩强，钢筋混凝土核心筒刚度大、受弯、受压和受剪承载力高。该筒中筒结构体系充分发挥了高强钢管混凝土柱优势，十分高效、经济，比其他结构型式节约钢材用量达25%以上。巨型斜交网格钢管混凝土柱节点设计为首创，该节点具有受力合理、便于施工及节省材料（节省50%用钢量）优点，并获实用新型专利。2、低位三支点长行程整体顶升钢平台可变模架体系综合施工技术。主塔楼核心筒结构十分复杂，而且变化繁多。主要体现在70层三面长墙变为钢柱（图1），73层钢柱变内向倾斜的弧墙，93层又变为向外倾斜的弧墙，99层倾斜弧墙变为钢管柱（图2）。73层结构转换后，内筒自身结构稳定性较差。图1：70层三面长墙变为钢柱图2：73～99层结构变化图例针对上述结构设计特点和施工难点，总承包联合体项目部自主创新，研制了低位三支点长行程整体顶升钢平台可变模架体系，满足了核心筒复杂多变的施工要求。三部施工电梯通过三角钢架连接结构，在国内首次实现了施工电梯27m自由高度，使施工电梯直接服务最高施工面（图3）。该系统及成套施工技术为国内外首创，整体达到国际领先水平，为同类工程提供了成功范例，已应用于深圳京基金融中心（京基100）、广州周大福中心（广州东塔）。图3：三部施工电梯通过三角钢架连接结构，直接服务最高工作面该成套施工技术获“2011年国家技术发明奖二等奖”1项；省部级科学技术一等奖、优秀专利奖银奖1项、优秀施工方案二等奖1项；获发明专利2项、实用新型专利11项；国家级科学技术成果鉴定为总体上达到国际领先水平。3、高强超高性能混凝土超高泵送成套施工技术。本工程高强超高性能混凝土主要使用在两个部位：一是主塔楼核心筒墙体结构（采用C50-C80）；二是主塔楼外框钢管混凝土柱（采用C60-C90）。C60及以上高强超高性能混凝土约为8.2万m3，其中C80混凝土最高泵送至410m，C90混凝土最高泵送至167m。高强超高性能混凝土如此大批量的现场应用、如此高的泵送高度，在国内尚属首例，在世界上也属罕见。对此，总承包联合体项目部确定高强超高性能混凝土（C100）超高泵送（400m）施工技术研究与应用课题，进行全面研发、实验和技术攻关，成果显著。研发了C80、C90、C100高强超高性能混凝土及C100自密实混凝土，并于333m、440.75m高度进行了C100混凝土一次到顶泵送试验（图4、5、6）及C100自密实混凝土411.7m高度一泵到顶试验（图7），创造了高强超高混凝土及超高自密实混凝土超高泵送新的世界高度。图4：主塔楼333m高度泵送试验现场图5：主塔楼440.75m高度泵送试验现场图6：主塔楼440.75m高度泵送试验成功图7：C100自密实混凝土411.7m高度一泵到顶试验现场与中联重科联合开发全球出口压力最大（40MPa）、泵送高度达1000m的HBT90.40.572RS混凝土输送泵机（图8），并采用GPS技术跟踪泵机泵送参数。图8：HBT90·图8：HBT90·40·572RS混凝土输送泵机鲁4茅、巨峡型夹“蜓X考”斩钢节点的制作研、安装成套技膊术塞主塔楼外油框激“座X往”烟节点钢管柱鸟共涌25罚5征根，单件最大盒重量汤为乖6猪4飞吨，单件最垮长壁13益m暖，最大管润径乒1.8生m哈，壁嫩厚踩55mm游(连图镰9漏)戏，椭圆拉板鼓厚奏100m筑(轰图裳10鼻)待。侵“肃X眨”员节点钢管柱属链复杂双向倾斜拾空间构件，受较力复杂，构件任对接部位多，颗每端口对接中议心控制点均不乔在一个平面内奉，其夹角面多禽而复杂，是钢茫结构制作、安蒸装最大难点，她具有超长、超镰重、双向倾斜胆三大特点。烦图昌9奶：均“膛X条”榨节点钢管柱图拍10稠：呜“口X越”次节点钢管柱单任件最大欺椭圆拉板鸭厚轿100mm米针对巨轧型稼“抽X栋”夏钢节点制作、廉安装难点，创弃新和应用了巨做型昨“圈X般”凝钢节点制作、论安装成套技术璃，总体上达到示国际领先水平姿。须采用三维空间志坐标法，设计甩专用胎架，以策制作坐标放地副样和三维测量贺、检测减进行组装离（见图让11昨）耀。遭图台11唉：欠“叙X川”机节点钢管柱组返装图例涉对钢管进杂行午VS何R瓶时效振动焦（见图拌12姐）哨和局部加热活（见图浊13斗）娇相结合进行消问减残余应力峰圈位，达到优良促效果。逗图违12弄：对钢管进单行稠VS彼R坏时效振动方法胖图殖13夸：对钢管进行香局部控制加热刑方法宣消减残余应力服峰值消减残余删应力峰值严采吨用耽“况无缆钟风岔”暴安装施工技术阶，缩短了工期训，节约了成本文，减少了施工裳作业影响范围答（显图壶1仅4买）塌。长采用高精度全其站仪现场测量撑与构件标准模拥型电脑拟合技登术，安装偏差年控制层在范3m沃m注以内择（战图怠1肢5明）蝶。贼图酱14凳：姻“础无缆犬风城”防安装施工技愉术袭咸坝图赵15膛：采用高精度惑全站仪对所有箱钢柱进行猾安装偏差控制贫5戴、创新研发联工合体总承包管榜理模式下的项狼目管理信息系燃统。拘根据广州西塔绒施工总承包联伞合体管理模式晋和超高层建筑顽工程施工特点荷、难点，创新帽研发和应用了牛信息化管理系怕统。该系统包青括：门户网站雨、办公平台及傻项目管理信息其系统梢（城图奔1搬6望）城，项目管理信纠息系统主要功汤能是疫：估4博D巨施工管理达（玩图雀1克7般）岗、成本管理、惠合同管理、进约度控制、质量提管理、安全管弯理、材料和设至备管理、工程完技术资料管理衰、视频监控等跳。傲图剂1侄6扰：馒项目管理信息掘系统牢图军1甜7疑：述4吴D豆施工管理信息细系统刻该系统主要创阶新和特色是：键不仅实现了各屠功能模块的深异度集成，还将盛劳务队伍和农晒民工的考核与巷管理纳入了项起目管理信息系康统，实现了工滔程业务处理功农能坏和滴PDC括A拔业务流程动态项控制；应舒用辅4播D葵技术，实现了成超高层工程施撕工可视化管理碰。郑项目信息化管蜓理系统成功应酿用，对工程质翻量、安全、工俊期及成本控制墓等提供了有效块的管理技术支喂持，大大提高驾了项目管理水席平，降低了成熄本支出。同时护还对同类型工子程项目管理有嫩重要的参考和臣推广价值，取蝶得了良好的经剖济效益和社会炒效益。该成果听经过鉴定，总狼体上达到国内算领先水平。拨6陡、主塔楼以一闻种独特的曲线沫形状及透明的钟光滑建筑立面怠为主要设计理尽念，而且显露央建筑物本身独泪具一格的建筑璃结构。主塔趣楼菌8.愈5飘万伙m傅2谷单元式玻璃幕亮墙采用夹胶中贵空双美层强Low-墨E尼玻璃麦（灌图净1艘8斑）械，既满足了《裕公共建筑节能凭设计标准》，递同时有效地解此决了高可见光处透过率与低太艘阳能透过率不燕兼顾的矛盾，导实现耀了纽“咏透明建践筑视”茧设计效果。这责种中空双搞层着Low-婆E霜玻璃节能效果孔显著，降低了她进入室内辐射娱热，最大限度称节省空调能耗品，比普通玻璃母节能约垒为宏60亲%悠。粗图轮18王：单元式玻璃初幕墙胜采用渣夹胶中空双歼层曾Low-邀E栏玻璃条7都、创新超高层秋建筑系统性结级构施工监控及烦健康监测技术悬广州西塔主塔诊楼结构高度橡为觉440.75馒m雾，是一种典型纯的高柔结构，春根据结构特点况和设计、施工益要求，本项目诵创新地进行了肢系统性结构施脑工监控绘（掠图较1誓9泪）振及健康监测氧（贯图残2悬0草）扶，是世界上第广一座自施工阶锈段开始就进行径系统性结构施猪工监控及健康遇监测的超高层筹建筑。青图混1尖9难主楼楼板结构菌施工质量检查陷图蜻20狡：混凝土楼板慕回弹检测泳施工监控主要牛内容有：基础须底板和主楼首亲层沉降，楼层天监测点位移，灰首层组合楼板现的钢梁挠度，牌钢构件的应力穿应变。本工程磁结构变化较大抗，传力体系复廊杂。施工过程烤对建筑物沉降处和平动监测，亲可及时获取各骑施工阶段的结沿构受力及变形俘情况。对监测剥数量与理论计由算数量进行分演析比较，可及可时调整施工安良装的变形误差庭。对受力较大励、应力集中的领部位进行应力兴测试，跟踪构楼件的应力变化阅情况，及时掌德握构件的受力虫数据。通过监型测数据与理论透计算数据进行脸分析比较，可源对结构的安全净性进行科学的握评价，保证施场工的正常进行送和建筑外形尺听寸的准确。材环境监测的主锄要内容有：施可工现场的温度采、湿度、风力旬。掌握施工现帮场的气象情况异，可为测量和抵监测时间的选匀择提供科学依允据，保证测量茅精度。及时掌锁握施工现场气半象情况，保证现施工生产顺利师进行。超长期健康监测喊主要内容有：窄主楼的沉降和秃整体垂直度监亡测，楼层监测做点位移监测，晨钢构件的应力凤应变监测。工说程竣工交付使阔用后进行长期肃（芹1赤年）健康监测锤，可宏观把握旦建筑物在正常喝使用状态下的蛾工作状况，对么监测数据分析悠比较，可预测木建筑物未来工荷作状况。茧8联、通风与空调竖工程采用大量辅先进技术和低龙能耗设备，达梅到人性化、节盏能环保要求。尝（浑1仓）采用变风量君末端系统脆主塔楼办公区扎域采泊用纺VA畜V茂变风量末端广（耐图个2泳1共）伐及变频调节的偶组合式空气处种理机，末龟端待VA杏V聚变风量调节装恭置可根据不同鼠功能空间的温奏度设定，自动幻调节风量，同牺时根据末端变任风量装置反馈香的信号变频调赔节组合式空气嚼处理机的风量勇、水量，节约史风机及制冷机久的耗电。傍（槽2菌）冷凝水回收兆及冷却塔补水档系统愈将裙楼及主塔荷楼的冷凝水回镇收集中，并由须冷凝补水系统毅向冷却塔补水皆，利用了冷凝价水温较低的特台点，既提高冷掩却塔的供热效直率又减少冷却康塔耗水补水的凤费用印（音图暮2啄2竿）面。图21：VAV变风量末端图22：冷凝水回收及冷却水补水系统图21：VAV变风量末端图22：冷凝水回收及冷却水补水系统散（长3宗）主塔楼酒店僻区域空调系统躲采用带热回收悠的离心式冷水填机组贯（校图窑2产3伐）被，回收冷却水语系统的冷凝热俱量向酒店客房干生活热水供热予，提高能源综泳合利用效率。牙（疲4链）二级泵分区厦、变流量技术疏空调冷水系统堡采用按功能及遥环路阻力和不辛同要求分区设冷置二级泵变流才量运行谊（姿图赵2强4响）走，可根据末端范的用冷需求，厌自动调节水流饮，减少水泵的典耗电。僻（咽5层）采用光触媒轻、密封性能好矿的机制风管和卧泡沫玻璃做竖谜井内水管保温仁等新材料，节飘约运行能耗。图24：冷冻水二级泵图23：主塔楼酒店区热回收系统图24：冷冻水二级泵图23：主塔楼酒店区热回收系统联9杂、给水排水工猪程创新设计方鼻式，大量采用勾先进技术，达防到绿色设计要严求。粘忠仪高度超汗过慎250匹m苍的超高层建筑保灭火系统设计辉，现行规范没弯有具体规定，掌如何合理设计闷和确保灭火系蹈统可靠、有效秆，对设计是一消种新的挑战。篮根据广州西塔触特点和现行规著范要求，从性君能化、可靠性欠及整体安全考婆虑系统设计，然创新地提出稳寻高压和常高压眠结合，主灭火龙系统与辅助灭钳火系统相结合挂的灭火组合与骗设置方式，满堪足了广州西塔击灭火要求，纸同时为完善、析细化高度超绣过荒250坏m钞超高层建筑灭领火设计规范提晨出相关依据、往参数及工程实吹例。良给水排水工程融设计坚持以人伏为本、绿色建叫筑要求、可持游续发展理念，胞各系统综合采微用国内外建筑眯给水排水最新沿技术、设计院臭原创技术坐共卵2遇0窃项，达到四节变一环保及技术殃创新设计目的谢。给水排水工渡程专业设计效惕果明显，共节筐约建筑面积萝约震3500m脚2孤、年节约用水福量痒约荣7.扫6射万送m狸3染,卷年节约用电量屯约丈48旧1栗万千瓦小时。椅1或0优、大量采用高凯强度、高耐久谦性新型建筑材王料，达到节材赴、节地、节约矩成本等绿色施涌工要求。帽钢材的高强度匠化、高耐久性黎，已成为国内租外建筑钢材技童术的主要发展殃目标。高强度杆、高耐久性钢脏材的使用不但哥有利于节省钢葱材，提高材料船利用率和结构降安全程度，而厦且可节约建设腥成本。本工程右采清用坊HRB40何0荐钢筋乡约满3崇万吨切（文图交2话5惜）锁，占总量世的签83享%蜘；钢结构工程拼采用高建脖钢夕Q345各B岩、录Q345Q港J没、内Q42守0纷（共舟计饺3.适9茂万吨）动（迅图肿2义6买）更，占总量