钢结构施工方案

PAGE8广州新电视塔钢结构安装施工组织总设计1．钢结构施工概述1.1工程概况1.1.1建筑概述广州新电视塔位于广州新城市中轴线和珠江景观轴的交汇处，与广州新城市中心、海心沙岛隔江相望。新电视塔高610米，由一座高达454米的主塔体和一个高156米的天线桅杆构成。总用地面积约17.6万m2，总建筑面积99946m2，钢结构总量5万t。广州新电视塔是亚洲，乃至世界第一高塔，她好似一个由钢结构编织的花篮，又似一尊“少女回眸”的钢结构雕塑，高耸于珠江之滨，见图1.1新电视塔是一座以宣扬广州文化、提供广播电视发射功能为主，兼具观光旅游服务的综合性建（构）筑物。从塔顶可远眺区域内的大型建筑物，塔内设置有广州历史民俗文化展览馆、高科技4Ｄ动感电影院、旋转餐厅、风味食街等设施，另外还有高空观光缆车、惊险速降吊篮和空中漫步廊等娱乐设施，为市民提供了一个观光娱乐理想场所。图1.11.1.2结构概况本工程主体结构分为地下和地上两大部分：地下部分由A、B1、B2、C四个区域组成，均为钢筋混凝土框架结构。其中A、C区为地下两层，B1、B2区为地下一层；地上塔体结构由砼核心筒、钢外筒以及钢楼层组成。钢楼层沿高度错落分布，构成A、B、C、D、E五个功能区。标准楼层高5.2m，塔体总高454m。塔顶有一高156m的钢天线桅杆。图1.1.本工程的主体钢结构包括：混凝土核心筒内的钢骨劲性柱、外筒结构、楼层结构（包括空中漫步道）和天线桅杆等。钢骨劲性柱共设置14根，沿混凝土核心筒周边布置。+428m以下为H型截面型式；+428m标高以上的核心筒钢骨劲性柱采用Φ600∽Φ1000mm钢管，并有工字钢梁连接，在+438.4m以上劲性柱间增加剪力钢结构外筒是电视塔主要的垂直承重及抗侧力结构，包括三种类型的构件：立柱，环梁和斜撑。外筒共有24根立柱，由地下二层柱定位点沿倾斜直线至塔体顶部相应点，与垂直线夹角为5.33°∽7.85°不等。采用钢管混凝土组合柱，钢管截面尺寸由底部的Φ2000×50mm渐变至顶部的Φ1200×30mm，柱内填充C60低收缩混凝土；斜撑与钢柱斜交，其材料亦为钢管，直径φ850×40mm～φ700×30mm。斜撑与钢管柱的连接采用相贯节点刚接形式；环梁共有46组，环梁材料同样为钢管，直径φ800，壁厚为25∽20mm不等，采用弧线形式，环梁平面与水平面成15.5°夹角。环梁与钢管柱通过外伸的圆柱节点相贯连接。所有现场节点均为全熔透内外筒之间共设置37层楼层。楼层钢结构为主次梁结构，主梁一端与混凝土核心筒劲性柱外挑钢牛腿以高强螺栓连接；另一端与钢外筒连接，绝大部分采用由关节轴承构成的双向铰，以适应结构在使用阶段内外筒存在的相对位移。部分楼层采用重型桁架和悬挂结构。在+178.400～+334.4米标高，围绕核心筒外侧旋转而上设有空中漫步道，对应核心筒楼层处设置休息平台。漫步道宽度约1.4米，由H型钢悬挑横梁、型钢组合平台和楼梯板组成。。桅杆天线高度达156米，位于塔体顶部。其下部采用由不同直径钢管组成的变截面格构式钢结构，底部正八边形，对边尺寸为10.0m；上部采用钢板焊接箱形结构，为阶梯变截面正方形断面，其边长分别为2.50m、1.50m、1.20m和0.75m本工程选用的钢材根据不同部位而异。H型劲性柱和楼层钢梁为Q345c低合金结构钢；外钢筒立柱、斜撑及环梁以Q345GJc高性能建筑结构用钢为主，部分立柱采用Q390GJc；而钢管劲性柱和天线钢桅杆的格构部分则选用Q460GJc的高强钢材。本工程钢结构总量逾5万吨。图1.1.1.3施工环境a）地理环境广州新电视塔面北雄踞珠江之畔，距江岸仅百步之遥。塔体四周均为两层地下室，西侧紧邻地铁车站施工区域，而东侧和南侧均为同期施工的一层地下结构；+7.200m观光平台几乎覆盖所有建筑规划用地。施工场地极为狭小。b）气象条件广州属于亚热带季风气候，根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1.1.4工期要求及质量目标钢结构的安装工期虽逾两年，但随着施工高度的升高，吊装作业工效逐渐降低，施焊相对困难，测量及变形控制的难度增大。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，各工序交叉搭接等因素，施工进度十分紧张。钢结构安装的具体工期目标为：2007年底，完成23环以下钢结构安装；2008年底，完成塔体钢结构安装；2009年6月，完成天线桅杆的结构安装。质量目标：总体工程达到国家建筑工程质量最高奖鲁班奖的要求。1.2钢结构施工特点及要求1）结构形式特殊本工程的主体结构由砼核心筒和钢结构外筒组成。其砼核心筒为一内净尺寸17m×14m的椭圆柱体，自下而上筒壁厚度由1000mm渐变至400mm,并设有大量建筑孔洞；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。外钢筒中心不仅自身倾斜，而且与核心筒中心偏置达9m，使结构整体在恒载作用下即发生较明显的侧移。内外筒之间分区域间隔地设置了37层楼层，使得整个结构既似塔桅，又兼具超高层的特点。楼层的大量缺失，使结构安装时临时稳定的问题凸现，而且使高空操作失去依托，不得不凌空作业。2）体量大，高度高整个工程钢结构总量逾5万吨。钢结构外筒基础平面为一长轴80m，短轴60m的椭圆。由于其中心与混凝土核心筒的中心不重合，使安装作业半径倍增。塔体高达454m，其上部天线桅杆长达156m，使得塔吊有“鞭长莫及”3）吊装单元重，高空焊接难钢结构主要构件立柱钢管的截面直径为2000mm～1200mm，壁厚为50mm～30mm，最大分段重量逾40t；部分楼层桁架重80余t；构件重，安装作业半径大，对起重机械的选择要求高。钢结构外筒均采用钢管构件，高空节点均为焊接等强连接。焊接量大，质量要求高，但高空作业条件差，气候影响明显。4）安装精度高，变形因素多本工程结构形式特殊，非常用规范和标准所能涵盖。根据本工程验收标准（试行），钢立柱的安装精度又高于一般超高层建筑和塔桅结构的安装要求。这对结构安装的质量控制带来很大难度。除了测量、焊接等影响安装精度的因素外，由于结构的倾斜扭转和超高度，在恒载作用下变形显著且关系复杂；随着结构高度的升高，在季节温差、昼夜温差及因日照引起的结构温差作用下使结构在施工阶段的变形控制难度大增。5）施工场地小，气候影响大本工程一面临江，三面与土建或其他工程交叉施工，作业场地受到严重限制，因此施工总平面布置必须分阶段频繁调整，以充分利用空间，增加作业面。广州地区气候湿热，季风频仍，雷暴时现，对施工安全和质量带来严重挑战，应有针对性的施工预案和措施。1.3编制依据及适用规范1、广州新电视塔钢结构工程施工图2、广州新电视塔钢结构工程验收标准（试行）3、建筑结构载荷规范（GB50009-2001）4、钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）5、钢结构高强螺栓连接的设计施工及验收规程（JGJ82-91）6、建筑钢结构焊接规程（JGJ81-2002）7、建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2001）8、建设工程安全生产管理条例（国务院令第393号）9、施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）10、其他有关标准和规范2．钢结构安装总体技术路线及总体施工流程2.1安装总体技术路线2.1.1塔楼安装以外挂爬升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，根据起重能力和楼层（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结构径向稳定构件，自下而上，柱、斜撑和环梁同步施吊，综合安装区段钢结构。2.1.2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，采用高精度全站仪及垂准仪沿混凝土核心筒外壁垂直传递，建立测量中继站；在分段柱端中点及环梁与柱交点处设测点。用全站仪进行每一节柱的精确定位，必要时通过两个测站互相测校；以千斤顶组进行构件校正纠偏，以临时装配板和高强螺栓作临时固定；适时采用GPS定位系统进行定位复核。2.1.3焊接以二氧化碳气体和药芯焊丝双重保护半自动焊为主，手工焊为辅，进行节点焊接施工。根据焊接规程和焊接工艺评定要求，采用电加热和火焰加热进行焊接部位的预热处理；摸索焊接变形规律，优化焊接顺序，对称施焊，严格控制焊接质量和焊接变形；必要时采取后热和保温措施，并及时进行焊缝无损检测。对超限的缺陷，按规定的修复工艺进行返工处理。2.1.4天线桅杆安装改外挂爬升塔吊为外附自升塔吊，进行天线桅杆格构结构和临时辅助钢结构的安装，在格构结构内适当的部位分段组装实腹式天线段；设置可调导轮导轨系统作导向及抗风纠偏装置；以液压千斤顶为提升设备，由计算机多参数自动控制，实现实腹段天线的超高空连续提升、就位安装。天线桅杆安装相关施工工艺详见《天线桅杆安装专项方案》。2.1.5施工阶段结构验算和变形控制根据不同的荷载条件及施工工况，选用两种以上结构计算软件，进行结构内力和变形计算；根据计算结果，寻找变形规律，确定预变形策略；对结构关键点进行温度、变形的过程监测，指导安装施工过程；通过施工控制及信息化手段，确保结构施工受控。

2.2总体施工流程1）钢结构安装作业流程图++7.050米施工准备测量基准网测设；150t、300t履带吊起重机组装；C区核心筒、柱脚、底板施工；300T履带吊行走区域加固；工厂制作构件验收和现场接收；1200t·m塔吊组装。塔顶钢结构安装第2节钢外筒及相应楼层安装第1节钢外筒安装1200t·m塔吊转换施工临时钢结构的拆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（i＝2，3，4，…，45）塔吊的拆除格构式天线桅杆安装图2.2.1

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准备测站设置钢柱、支撑（楼层主梁）、斜撑、环梁安装及初校楼层次梁安装精确测量钢管钢管内混凝土施工图2.2.23.施工起重机械的选择和布置根据施工总体技术路线的要求，本工程大型施工起重机械的选择和布置分为以下四个阶段。3.1第一阶段第一阶段是指-10.000m柱脚，+7.050m以下钢外筒，相应楼层和+35.000m以下核心筒钢骨的安装阶段。在此阶段1台150t履带吊停于-11.500（-10.000m）环岛上吊装作业。2台300t履带吊停于基坑外进行150t履带吊组装、构件就位和吊装作业。1台25t汽车吊停于场地内进行机动作业。机械选用一览表一序号设备名称数量主要工作性能备注臂长半径起重量1300t履带吊2L=30ml=30mRmin=14m53．16t装、拆150t履带吊；翻驳就位、吊装构件L=30ml=30mRmax=30m39．77t2150t履带吊1L=36.6mRmin=8m78t吊装劲性钢骨、外筒钢结构、+7.200mRmax=32m18.6t325t汽车吊1辅助吊装图3.1.1第一阶段机械布置示意3.2第二阶段第二阶段是指+7.050m以上至+100.000m钢外筒，相应楼层和核心筒钢骨的安装阶段。在此阶段2台300t履带吊停于±0.000加固平台上进行吊装作业。2台M900D塔吊悬挂于核心筒外侧进行吊装作业。1台150t履带吊停于基坑外进行构件驳运作业。1台25t汽车吊停于场地内进行机动作业。机械选用一览表二序号设备名称数量主要工作性能备注臂长半径起重量11#300t履带吊1L=42ml=36mRmin=16m46.36t安装钢骨（+25m~45.8m、+100mRmax=38m28.56tL=60ml=36mRmin=16m34.76t安装+100m以下主体结构Rmax=38m27.86t22#300t履带吊1L=42ml=36mRmin=16m46.36t安装钢骨（+25m~45.8m、+100Rmax=38m28.56tL=60ml=36mRmin=16m34.76t安装+100m以下主体结构Rmax=38m27.86t31#M900D塔吊L=45.8m10m～30m36t安装钢骨、+32.8m以上主体结构Rmax=47.5m18.4t42#M900D塔吊1L=45.8m10m～30m36t安装钢骨、+32.8m以上主体结构Rmax=47.5m18.4t5150t履带吊1L=51mRmin=12m47.2翻驳就位构件Rmax=44m8.2t625t汽车吊1辅机图3.2.1第二阶段机械布置3.3第三阶段第三阶段是指+100.000m以上至+454.0002台M900D塔吊悬挂于核心筒外侧进行吊装作业。1台300t和1台150t履带吊用于场地内构件驳运就位作业。1台25t汽车吊停于场地内进行机动作业。机械选用一览表三序号设备名称数量主要工作性能备注臂长半径起重量11#M900D塔吊L=45.8m10m～32.5m32t+454m以下主体结构Rmax=45m18.2t22#M900D塔吊1L=45.8m10m～32.5m32t+454m以下主体结构Rmax=48m18.2t3300t履带吊1L=42ml=36mRmin=16m46.36t翻驳就位构件Rmax=38m28.56t4150t履带吊1L=51mRmin=12m47.2t翻驳就位构件Rmax=44m8.2t525t汽车吊1辅机图3.3.1第三阶段机械布置3.4第四阶段第四阶段是指+454.000m至+2#M900D塔吊改为外附自升式进行吊装作业。1台150t履带吊用于场地内构件驳运作业。1台25t汽车吊停于场地内进行机动作业。机械选用一览表四序号号设备名称数量量主要工作性能备注臂长半径起重量12#M900D塔吊1L=50.4m10m～32.5m32t楼层补缺、吊装天线结构Rmax=47.5m18.4t3150t履带吊1L=51mRmin=12m47.2t翻驳就位构件Rmax=44m8.2t425t汽车吊1辅机图3.4.14．施工总平面布置4.1第一阶段在该阶段结构施工时，C区基坑底（-11.500m）及大底板上（-10.000m）配置150t履带吊一台，基坑外原有施工道路上布置300t履带吊二台。150t履带吊在基坑内顺次吊装柱脚、+7.050m以下外筒钢构件和+35.000m以下核心筒劲性柱。300t履带吊在基坑外进行150t履带吊装拆及构件驳运。基坑周边设置钢构件临时堆场。施工总平面布置如下图所示：图4.1.14.2第二阶段第二阶段是指+7.050m以上至+100.000m钢外筒，相应楼层和核心筒钢骨的安装阶段。在基坑北侧设置永久钢结构堆场，在南侧和东侧保留部分临时堆场。并在东北部设置楼层构件现场拼装场地。在砼楼层承载能力许可的情况下，于+0.000m楼层上适当堆放部分构件，以弥补起重机械作业半径内场地的不足。其总平面布置如下图所示：图4.2.14.3第三阶段第三阶段是指+100.000m以上至+454.000m钢外筒，相应楼层和核心筒钢骨的安装阶段。以南、北其总平面布置如下图所示：图4.3.14.4第四阶段第四阶段是指+458.000m至+610.000其总平面布置如下图所示：图4.4.15．总体施工进度计划及与土建施工的协调5.1钢结构施工的总进度计划编制说明钢结构安装的总体施工进度计划是以合同工期为依据，即2008年年底完成塔楼（+454m），2007年6月底完成天线桅杆（+610m）两大节点目标来编制的。在计划编制过程中，考虑了与土建施工的协调，正常气候条件对施工的影响，以及不同安装高度时工效的折减等因素。鉴于计划管理属于动态控制的范畴，应根据实际情况不断调整，最终实现既定的节点目标。5.2钢结构安装总体施工进度计划钢结构安装总体施工进度计划详见附页。5.3钢结构施工与土建施工的协调为了实现整个工程的协调施工，必须从总体上把握钢结构安装和土建施工的合理顺序，充分利用有限的时间和空间，分清不同阶段的主次缓急，掌握正确的施工节奏，上下道工序循序穿插，互相创造施工条件。只有这样，才能实现工程的顺利实施。a）A、B1、B2、C区与钢结构安装的总体施工顺序本工程的建筑结构几乎覆盖了所有建筑用地。地下部分的A、B1、B2、C四个区域,以A、C区为第一施工段，原则上先于钢结构施工；在钢结构安装施工期间，再先后施工B1、B2区；在钢结构安装过程中穿插施工+7.200m砼平台，部分兼作施工阶段的防坠隔离。b）砼核心筒与钢结构安装的施工顺序和步距考虑到塔吊安装和爬升时的混凝土强度要求，以及提模钢平台的构造要求，砼核心筒领先钢结构7~11层（36.4m~57.2m）施工；塔吊每20.8m钢管立柱内混凝土灌注与钢结构安装的穿插钢结构安装以每一环为一个施工区段。该环钢结构构件在施焊完成，并有可靠侧向支承的条件下，始可浇灌钢立柱内的混凝土；混凝土的浇灌高度以距柱端1m为限，以保证上段钢柱安装时的正常施工空间；混凝土灌注一天以后即可进行上一环钢结构的施工。砼组合楼板施工与钢结构安装的搭接在楼层钢结构施工结束，拆除安装脚手架及临时支撑系统，焊接或高强螺栓节点验收并涂装后，进行砼组合楼板的施工。为了尽可能利用砼楼板作为安全隔离层，原则上砼楼层的浇筑不宜迟于钢结构两环，即四个楼层。

6.钢结构安装工艺6.1核心筒钢骨安装6.1.1钢骨分段及有关参数核心筒内部设14根

钢骨劲性柱，标高为－15.4m至+428.00m的钢骨柱为焊接H型钢，截面从750×300×25（35）×35（40）逐渐减小为200×500×25×35，+428.000m至+448.800m标高范围内钢骨柱为钢管混凝土构件，钢管截面从φ600×30增大到Φ1000×50，并有工字钢梁连接。+图6.1.1钢骨劲性结合土建核心筒施工流程和塔吊爬距，确定的劲性柱分段如下表所示：PAGE48钢骨劲性柱分段表标高（m）长度（m）规格-15.40～-8.506.9H750×300×25(35)×35(40)-8.50～+1.5010H750×300×25(35)×35(40)H650×300×25(35)×35(40)+1.50～+13.7012.2H650×300×25(35)×35(40)+13.70～+25.0011.3H650×300×25(35)×35(40)+25.00～+35.4010.4H550×300×25×35H650×300×25(35)×35(40)+35.40～+77.0010.4(4节)H550×300×25×35+77.00～+87.4010.4H550×300×25×35H500×300×20×25+87.40～108.2010.4（2节）H500×300×20×25+108.20～+118.6010.4H500×300×20×25H400×300×20×25+118.60～+160.2010.4(4节)H400×300×20×25+160.20～+170.6010.4H400×300×20×25H300×300×18×25+170.60～+326.6010.4(15节)H300×300×18×25+326.60～+337.0010.4H300×300×18×25H200×300×18×25+337.00～+368.2010.4(3节)H200×300×18×25+368.20～+378.6010.4H200×300×18×25H200×400×20×30+378.60～+399.4010.4(2节)H200×400×20×30+399.40～+420.2010.4(2节)H200×400×20×30H200×500×25×35+420.20～+441.0010.4(2节)H200×500×25×35φ600×30～φ750×35+441.00～+448.007.8φ750×35～φ1000×50说明：以上钢骨劲性柱分段除5-GG6、5-GG7由于HJ-11、HJ-15桁架支座牛腿加强，重量重分别为11.517t，12.132t外，其它均在4.5t以下。6.1.2钢骨柱脚预埋锚栓施工先将锚栓连同矩形定位板安装到位，其中定位板标高为-15.500；底部可以用钢筋与土建底板钢筋连接固定定位。然后混凝土浇筑到-15.500标高。由于底板钢筋在混凝土浇筑时可能发生位移，因此应采取合理的浇筑顺序，均衡浇筑。必要时进行位移监测。图6.1.2埋设预埋锚栓安装定位螺母和标高定位板，使定位板上表面位于-15.400标高。图6.1.3安装标高定位板6.1.3钢骨柱分段吊装和固定根据不同施工阶段设备的配置情况，钢骨柱的吊装采用不同的起重设备进行。第一阶段由150t履带吊进入基坑内环岛上进行吊装施工。钢骨柱采用单根吊装和校正。图6.1.4第一阶段钢骨柱脚吊装平面示意图图6.1.5第一阶段钢骨柱脚吊装立面示意图第二及第三阶段，根据施工现场设备配置。基本上由M900D塔吊进行吊装。在第二阶段中，如在300t履带吊吊装性能范围内的钢骨柱，可由300t履带吊车穿插进行吊装。此时钢骨柱可先在地面上两两组拼好后进行安装，组拼后组件的重量为10t。图6.1.6第二第三阶段钢骨柱吊装立面吊装核心筒钢骨柱时，连接板即作为吊耳使用，孔径φ26，靠上方的孔作为吊装孔。钢骨柱吊装采用两点吊。吊装索具如下图所示：图6.1.7钢骨柱（组）吊装索具配置钢骨柱吊装就位两根以上后，即使用定位槽钢相互连接，以保证各柱间相对位置的准确，并增强群柱的整体稳定性，图6.1.8钢骨柱临时固定示意图一在标高+428.000m~433.200m之间的结构采用φ600×30mm钢管，标高+433.200m~438.400m之间采用φ750×35mm，标高438.400~443.600之间采用φ900×40mm，而标高+443.600m∽+448.800m当相邻两根钢骨柱、联系钢梁及剪力钢板组成一吊装单元，重量不超过25t时，可以组成单层或双层的门式结构，经拼装后吊装。吊装机械均采用M900D塔吊。分组示意如下图。图6.1.9分组示意图一图6.1.10分组示意图6.1.4钢骨柱安装的测量和校正各节钢骨柱安装前，以砼核心筒定位点为基准点，使用全站仪对柱底轴线重新测量放基线，采用经纬仪或线锤测量柱的垂直度，详见施工测量中的钢骨柱部分。钢骨柱吊装就位后，在靠核心筒内侧用可调工具式支撑进行校正，支撑支承于土建提模钢平台上，校正钢骨柱径向垂直度。钢骨柱左右两侧各拉一根浪风，用于校正钢骨柱环向垂直度。柱顶增设定位型钢，控制钢骨柱的水平转角。图6.1.11钢骨柱校正图一图6.1.126.1.5钢骨柱的焊接钢骨柱的焊接详见第八章：“现场焊接”。6.1.6钢骨柱安装登高安全设施在第一阶段（标高+35.000m以下）钢骨安装时，采用钢梯作为施工用登高设施，钢梯固定在钢骨柱上，随钢骨柱一起吊装到位。钢骨柱端设置安全操作脚手架，便于施工人员安装钢骨间槽钢连梁、千斤松钩。钢骨初校到位后，自-8.500m图6.1.13在第二，三阶段（标高+35.000m以上）钢骨柱（组）安装时，需设置垂直登高爬梯便于施工人员作业。柱顶设置图6.1.146.2钢外筒结构安装6.2.1结构构件分段和有关参数广州新电视塔外框筒竖向钢结构由24根钢管立柱、46道环梁及对应的斜撑交织而成。根据不同阶段设备的起重机能力，立柱分段除第一环外，均以环为分界面，斜撑、环梁以立柱为分界。各杆件典型分段图如下图所示：立柱柱脚斜撑柱柱脚图6.2.1柱脚分段示意图图6.2.2立柱分段示意图图6.2.3图6.2.4一环以下柱子较长，分为2~4段不等。一环以下结构分段如图所示：图6.2.5一环以下外筒结构分段展开图结构分段重量如下表所示：外筒钢结构分段一览表分类长度（m）重量（t）立柱8～1228~46斜撑108.5环梁6.53.86.2.2钢柱脚及斜撑预埋段安装a)施工流程：施工人员进场施工人员进场测量放线定位支架埋件埋设定位支架及预埋锚栓安装柱脚安装和校正混凝土浇筑至-15.700m混凝土浇筑至-14.200m环梁底排钢筋就位柱脚定位板焊接管内混凝土浇筑(-13.600)b)定位支架为了柱脚和斜撑预埋段的精确定位和临时固定，设置定位支架。见下图：图6.2.6图6.2.7柱脚定位支架平面布置图c)就位与安装柱脚施工阶段，C区基坑内-11.500m环岛上，布置一辆150t履带吊，由其负责吊装坑内29根柱脚及斜撑预埋段。300t履带吊主要用于翻驳就位钢构件至基坑内。图6.2.8150t履带吊吊装柱脚示意图d)校正与固定柱脚的校正：柱脚安装在150t履带吊不松钩的前提下，柱底板慢慢落至标高控制块上，柱脚底板定位十字线与基础定位轴线对线安装。柱脚垂直度校正，先在柱顶安放测校棱镜支架和棱镜，然后采用全站仪坐标法测定，16t千斤顶校正和调整。柱脚校正完毕，安装固定垫块和外围螺帽。垫块与柱脚底板一周围焊，由于柱脚底板厚60mm，电焊前应预热，并要按焊接工艺要求进行。图6.2.96.2.3钢管立柱安装a)机械选用钢管立柱安装在不同阶段选用的起重机械详见第3章：“施工起重机械的选择和布置”。b)吊点设置和索具配置钢柱吊装采用四点吊，吊点设置在管内侧的连接板上，根据立柱的倾斜方向和重心位置选择对应的连接板。索具采用50t逥直器和相应起重钢索，以便钢柱的逥直和姿态调整。如下图所示：图6.2.10c）测量、校正和固定钢管立柱的测量和校正详见第七章：“外筒钢管柱的测量”。钢柱在起吊前应事先安装好测量定位用棱镜支架，并在柱下端划好对位标志线；安装千斤顶反力支架，配备连接用高强螺栓等。图6.2.11立柱定位点示意图柱子安装校正项目：柱子的定位轴线偏差、倾斜度、柱顶标高、柱的扭转及上下柱接连处的错边。校正方法：宜采用边吊边校的方法，即在吊车的辅助下，通过4只千斤顶调节上下节柱对接节点。图6.2.12上下节柱间的调节示意图立柱校正到位后，将临时连接板高强螺栓紧固，吊车卸去部分吊重荷载，观察立柱的变形情况，稳定后方可松钩。当钢立柱长度＞10m时,用电焊补强部分内连接板。图图6.2.13立柱现场安装节点图d)钢管立柱吊装过程中的稳定每根立柱安装完成后，宜即安装相应柱间斜撑、环杆及楼层主梁，必要时增设临时支撑，以增强结构整体刚度。立柱校正定位完毕，应适时进行节点焊接，尽快形成可靠结构。6.2.4钢斜撑安装钢斜撑安装选用的起重设备同立柱安装。钢斜撑吊装采用两点吊。主吊索定位于斜撑中心略偏上的位置，下端采用倒链，可调节斜撑的倾斜度。为了防止倒链在吊装过程中失效，主吊索应能单独满足斜撑的起吊重量。吊点设置如下图所示：图6.2.14斜撑安装到位，应及时用螺栓将临时连接板可靠固定，方能松钩。图6.2.15斜撑现场安装连接节点示意图6.2.5钢环梁安装钢环梁吊装机械的选用同斜撑安装。吊装采用两点吊。因钢环梁为弧形构件，吊点设置时需注意调平，勿使扭转。如下图所示：图6.2.16环梁节点的临时连接和固定同斜撑安装。6.2.6钢外筒安装的临时稳定措施本工程由于塔楼楼层的大量缺失，在安装过程中必须采用适当的临时支撑，以满足施工阶段外钢筒构件的精确定位和结构稳定的要求，并兼作高空的水平通道。为了确保每一组钢柱在安装过程中的定位及任一时刻结构稳定，在有楼层处，楼层主梁宜紧随外筒钢结构安装时及时安装；在无楼层处，应增设径向临时支撑，每一环钢结构安装时设置12根水平支撑，对应钢柱间隔布置，上下环临时支撑不重迭。支撑一端与混凝土核心筒外壁的预埋件连接，另一端铰支于钢柱与环梁连接牛腿上。由于钢外筒环梁呈倾斜状，不在同一水平面上，故根据外筒节点标高，选择相近标高的混凝土核心筒内的楼层作为支撑内侧的标高。临时支撑布置时，避让塔吊支架和测量垂直传递路径有影响的部位。6.2.7钢外筒安装的安全设施由于外钢筒倾斜扭转，加上楼层缺失，多在悬空状态施工，常规的安全设施难以满足施工要求。因此应根据结构施工的实际情况，规划安全设施系统。在有楼层处，拟参照超高层的有关做法，以每一楼层为依托，环柱搭设登高和操作脚手架；在无楼层处，设置专用承重作业平台，其上搭设环柱登高和操作脚手架。利用楼层梁或临时支撑作径向水平通道，环核心筒及环钢外筒脚手架构成环向水平通道。详见10.6节“安全操作设施的规划和专用作业平台的设计”。6.3钢楼层结构安装6.3.1结构构件分段和有关参数广州新电视塔按照不同的功能，分段设置有五大功能区，总计37个楼层。另外在细腰段设置了四道永久径向支撑。楼层钢梁由径向主梁和环向次梁组成。主梁为焊接H型钢梁，次梁为轧制H型钢。其中+17.050m、+22.400m楼层为部分悬挂结构，+27.600m、+32.800m楼层11轴、15轴处采用径向重型桁架。悬挂楼层自+27.600m楼层主梁下翼缘通过Φ400吊柱悬挂；重型桁架上、下弦均为焊接型H型钢，其上弦通过固定球型支座连接，下弦一端与钢骨柱铰接，一端通过双向铰与立柱连接。根据现场设备的配置，除两榀桁架进行分段安装外，其余楼层梁均为整根安装。当受运输条件限制需分段时，应在地面组拼后进行安装。楼层梁的长度在27米以内，重量应控制在40t以内；单榀桁架总重80余t，分段重40t。6.3.2典型楼层安装典型楼层是指除悬挂楼层和重型桁架以外的楼层梁的安装。

在第一阶段，主要完成+7.050m处的楼层梁安装。7.050m楼层梁随外筒结构综合安装。立柱安装至+7.050m即可安装对应钢主梁。单根最重的主梁（R01ZL9）截面H1500X900X25X80，长27m，重约38t。楼层钢梁由坑外300t履带吊翻驳就位至坑内，再由150t履带吊吊装到位。楼层梁吊装顺序为先主梁后次梁，次梁自里向外吊装。图6.3.1150t履带吊安装主梁25t以下主梁采用两点吊装，25t及25t以上主梁采用四点吊装。第二、三阶段其它典型楼层的安装。根据现场设备的实际情况，在第二阶段用M900D塔吊或300t履带吊进行安装，在第三阶段利用两台M900D进行安装。为了适应结构在使用阶段的变形，楼层主梁与外钢柱的连接采用大量的双向铰节点。因双向铰耳板上的封板影响楼层主梁的进档，主梁安装时，必须竖向倾斜一定角度（大于3°）进档，以便近核心筒侧梁的端部在垂直方向上避开牛腿。梁以倾斜姿态水平进入双向铰耳板内部，然后进行销轴、活动耳板及旁板的安装固定。图6.3.2带双向铰典型楼层梁吊装6.3.3悬挂楼层安装+17.050m、+图6.3.317.05m图6.3.422.25m其中非悬挂楼层梁的安装同典型楼层梁安装。+22.400m楼层悬挂部分通过吊柱悬挂，吊柱上端与+27.600m楼层钢梁下翼缘通过十字板节点铰接（部分吊柱铰接于重型桁架下弦杆），下端分别与+22.400m楼层主梁上翼缘通过十字板节点铰接。吊柱（DZ）截面为Φ400x20。其中8根位于22轴~24轴，1轴~8轴之间；8根位于11轴~15轴之间。+17.050m楼层部分楼面梁通过吊柱悬挂于+22.400m楼层之下，吊柱截面为Φ400x15。吊柱数量、分布及悬挂型式同22.400m楼层吊柱。吊柱与楼层梁连接如下图所示。图6.3.5此部分楼层梁吊装采用300t履带吊和M900D塔吊综合安装。楼层梁安装采用顺作法：即在+7.050m楼层上设置φ609钢管临时支撑柱至+17.200m楼层梁底，临时支撑柱平面位置与上部吊柱一一对应；悬挂楼层先由临时支撑柱支承，用常规方法安装；待上部结构全部完成后，进行结构转换，卸除临时支撑柱。吊装顺序：1）+7.050m层结构用型钢局部加固；2）安装+7.050m~+17.050m楼层梁间Φ609临时支撑柱；。3）+17.050m楼层梁安装；4）安装+17.050m~+22.25）+22.250m楼层梁安装；6）安装+22.050m~+27.47）+27.450m楼层梁安装，HJ11、HJ15安装；8）结构完成所有节点连接后，Φ609临时支撑柱卸载拆除。为减少施工荷载对A01（+7.050m）层的影响，A01~A05层楼层铺设组合模板、绑扎钢筋、浇注混凝土等工序，待钢结构A05层施工完毕，方可进行。因悬挂楼层与钢外筒不相连接，为了确保钢外筒在施工时的稳定，在+17.050m和+22.250m处增设了部分水平临时支撑。悬挂楼层水平临时支撑及临时支撑柱布置见下图。图6.3.6临时支撑平面布置悬挂楼层临时支撑及临时立柱布置立面示意图见下图。图6.3.7临时支撑立面布置6.3.4重型桁架安装位于（+32.800m）的楼层上设有两榀（HJ-11、HJ-15）桁架。布置位置见下图：图6.3.8桁架长31m，高6m，分别重82t、75t左右。桁架上下弦分别位于+32.800m楼面、+27.600m楼面。上弦通过球型支座支承，下弦一端与钢骨柱牛腿通过高强度螺栓连接，另一端通过双向铰与钢管立柱连接。图6.3.9a）钢管立柱端支座b）钢骨柱端支座图6.3.10重型桁架单榀重逾80t，超过起重机的起重能力，故采取在现场整体组拼，分段吊装的施工工艺。吊装时在桁架分段处预立临时支承柱。图6.3.11桁架内分段采用1#M900D安装，外分段采用300t履带吊单机安装。图6.3.12300t履带吊双机抬吊安装示意图如下：图6.3.13桁架吊装平面示意6.3.5细腰段结构支撑安装在结构标高+199.200m,+231.400m,+261.600m,+300.500m的细腰段处，分别设置四道永久支撑。四道永久支撑呈径向布置，与混凝土核心筒及钢外筒连接。为了避让观光平台和楼梯，每道支撑高低错落。安装时参照典型楼层梁的安装方法进行安装。吊装设备采用M900D塔吊。6.3.6旋转楼层结构安装在标高+422.800m处设置一旋转楼层，其平面布置如下图所示：图6.3.14旋转楼层平面布置图该楼层的平面布置由于需要配置旋转轨道，因此设置了四道环向梁。其中部分为悬挂结构，该部分楼层梁的安装采用顺作法施工，具体可参照悬挂楼层安装章节的安装方法进行安装。非悬挂楼层可按照典型楼层梁的安装方法进行安装。安装设备采用M900D塔吊。构件分段不得超过塔吊的起重性能。旋转楼层结构安装精度如有特殊要求，应制定相应的技术措施。6.4空中漫步道结构安装在+178.400～+272.000和+287.600～+318.800，围绕核心筒旋转而上设有空中漫步道，对应筒体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。图6.4.1这部分结构构件重量虽然较轻，但悬挑在砼核心筒外，且其上部又覆盖着土建提模钢平台，影响塔吊正常施吊。宜先于钢结构外筒安装就位，并需在核心筒外周逐层搭设钢管脚手架，作为平台及楼梯板的临时支承架，兼作操作脚手；同时利用塔吊及专用吊具分件吊装，穿插施工。图6.4.2空中漫步道图6.5.5广州新电视塔钢结构安装施工组织总设计PAGE1347.施工测量7.1施工测量仪器设备的配置测量仪器的配置如下表所示：测量仪器设备配置表序号仪器名称型号精度单位数量产地1全站仪TCA20030.5″±1mm±1ppm台1瑞士2全站仪SET2C2″±3mm±2ppm台2瑞士3GPSHiPerPro台3日本4精密水准仪B210.3mm/km台1日本5天顶仪ZL1/200000台1瑞士6垂准仪VISA1/200000台1日本7手持测距仪Pro4a只4瑞士8经纬仪J22″台4国产9弯管目镜只4国产10对讲机MOTOROLA只4美国11手提电脑IBM台1美国12钢卷尺100米把4国产13钢卷尺50米把4国产14拉力磅把4国产15线锤只4国产16水平尺把6国产17角尺把6国产18反射贴片60×60mm块若干瑞士19温度计只3瑞士20气压表只3瑞士21其他辅助设备若干国产（注：考虑施工过程中可能发生使用不当、意外损坏的情况，适当增加备品）7.2施工测量基准网的设置7.2.1空间测量基准网的设置为满足钢结构安装定位需要，需利用周边通视条件好、稳固的高层建筑物构建空间测量基准网。结合本工程实际情况，空间测量基准网由五个空间点和一个地面点组成。如下图：图7.2.1控制点布置图各控制点的坐标值见下表：点号坐标(m)XYD127899.514943137.7169D228024.402144033.9437D326824.489944140.2703D426265.365643500.6282D526880.974743047.3957该基准网由专业测量单位测设，并提交测量成果。施工方采用高精度GPS系统和全站仪复测无误后方可使用。7.2.2平面测量基准网的设置由于现场施工条件的限制，平面测量基准网只能分阶段进行布设。在C区混凝土结构浇筑前，使用GPS在A区砼支撑面测设含4个强制归心点的控制网（见图7.2考虑到基坑支撑爆破拆除影响，在其后重新测设新控制网W，并使用此控制网在基坑四周布设部分加密控制网P和6个投影基准点作为工程的施工投影基准点，新控制网间关系示意图（见图7.2.3图7.2.2基坑混凝土支撑面控制点示意图图7.2.3控制网布置示意图施工基准点使用全站仪测放，必须保证各施工环节间的相对关系。鉴于电视塔结构远高于周边其他建筑物，为了满足结构施工的测量定位要求，位于地面的平面测量控制网必须沿核心筒壁进行垂直传递。故在C区底板的核心筒外周设置投影基准点，每隔4至6层向上设置相应的高空施工控制点。图7.2.4控制点垂直传递示意图1）投影基准点的选择：首先,投影基准点选择时，应尽量保证垂直传递的视线通视，与楼层主梁相避让。其次应保证靠近核心筒外壁，以方便在各层安装固定测量支架。如图所示，共选取了6点投影基准点。该6点位于-10.000mC区底板上，距离底层核心筒外壁约250mm，距离顶层核心筒外壁约850mm，便于安装稳定的固定于外壁的测量支架。投影基准点位置尺寸如下图：图7.2.5投影控制点平面图投影基准点的平面坐标值见下表：点号坐标(m)XYH127008.064043646.2950H227001.475143650.5203H326992.138643647.8499H426992.841543637.3562H526995.827843635.2013H627003.727143634.3387设置投影基准点以及高空施工控制点时，应考虑在每节立柱测量时可与两个控制点保持通视，以便必要时进行校核。此外，还应保证施工时，核心筒外的6个施工控制点同场外空间测量基准网能够通视，以方便传递后的校核及观测时将作为后视，如下图：图7.2.6施工控制点与场外控制点2）投影基准点布置形式因该工程控制精度较高，且地面投影基准点的使用频率也高，为防止对中误差同时为了方便全站仪的天顶高程传递，投影基准点布设成强制归心形式。如图：图7.2.7强制归心架3）各分段层面高空施工控制点设置和传递在施工至某一层面时，采用垂准仪由地面投影基准点垂直传递到该层，为了确保传递精度，每150m左右设置中继站。高空施工控制点测设后，应校核并满足精度要求后才可使用。高空施工控制点以型钢支架附墙，下设测量作业平台，见下图：图7.2.8高空施工控制点及测量平台示意图7.2.3高程测量基准网的设置首级高程控制点应设在不受施工情况影响的场外。以精密水准仪检测首级高程控制网。用闭合水准的方式将高程控制点引入场内，并设定固定点作为高程点。场内地面高程点经复核无误后，在塔楼施工时分别引测到各个层面上，每个层面引测4-6个标高控制点，控制点应引测到稳固的构件上，在每一层上对引测点校核，误差应在精度要求范围内。高程引测时使用水准仪以水准路线引测，高程传递以悬挂钢尺或全站仪天顶方向直接传递并相互校核。层内构件高程控制时，使用水准仪进行观测，对个别无法观测点或超出尺长的位置，使用钢尺进行传递。使用悬挂钢尺进行高程传递时，将钢尺一端固定在临时支架上，钢尺下端坠标准重物，以保持尺身铅垂。使用两台水准仪上下同时读数。观测值需加尺长改正，温度改正拉力改正等。见下图：图7.2.9高程测量示意图检查投影至施工层面上的各点相对尺寸，作为投点精度的检验。在核心筒外侧布设的六个高空施工控制点同时作为高程控制点使用。采用全站仪天顶方向高程直接传递，在传递过程中，全站仪加弯管目镜，需固定一只螺丝及每次检测视准轴水平视线高，接收处使用反射贴片或棱镜。7.2.4高空施工控制点传递误差分析按垂准仪仪器标称精度，单次观测，传递到610m最高处的仪器精度引起的误差为610*1000/200000=3.05mm。考虑到长距离垂准仪传递时的激光发散及观测困难问题，考虑在150米左右进行一次原地转点。设观测距离为150米，其传递精度为：150000/200000=0.75mm，按接收靶处的误差为0.5mm，强制归心点间隙差为0.1mm，则分段传递时误差为（0.752+0.52+0.12）1/2=0.9mm。此为单次传递精度，所有传递点应经复核和平差计算后使用。原点转点后投设的点，应每次从底层地面基准点进行校核。7.3结构构件的测量7.3.1核心筒钢骨柱的测量和校正核心筒钢骨柱的测量校正主要控制钢骨柱的垂直度、标高和平面转角。每节钢骨柱安装前，将测量控制点转至砼核心筒顶面，使用全站仪复核下节劲性柱顶偏差，经修正后，在柱端重新标示基准线。采用经纬仪或线锤进行钢骨柱的垂直度测量，以工具式可调支撑和浪索校正；用千斤顶作标高调整；以定形型钢控制钢骨柱的转角。在有条件时，亦可用全站仪进行坐标法测校，但应同时测校每根钢骨柱内外翼缘的中点坐标，以满足钢骨柱的测校要求。7.3.2外筒钢管柱的测量本工程外筒钢结构扭转倾斜，只能采用三维坐标测量法，即控制每节立柱顶端的三维位置。立柱测校复合无误后，再安装各环梁和斜撑。在钢立柱制作预拼装时或立柱安装前，需在各节立柱的顶部和底部分别做好对应刻画线，以控制立柱的扭转。安装时，首先将立柱根部上的刻画线对准以安装的立柱的顶部刻画线，并保证正确衔接，即完成根部定位及解决空间扭转，然后进行该立柱顶部的精确控制。顶部控制时，先在分节柱顶设置棱镜支架，安装棱镜。再由全站仪从控制点上观测立柱上的棱镜，控制其空间位置，钢柱顶测校合格后，复测柱与环梁连接线上的辅助棱镜，以校核柱的扭转偏差。如果超差，需进行重复校正。立柱顶部棱镜支架，如下图：图7.3.1立柱棱镜支架示意图当立柱顶调整到位后，宜以另一控制点及后视检查复核无误后，固定立柱，即完成立柱的定位。立柱安装完成后，将经过预检的环梁和斜撑按与立柱相接的固定位置进行安装，即可完成该环钢结构的安装。在立柱、斜撑和环梁焊接过程中，应仍用上述方法进行测控，摸索变形规律，指导后续施工。7.4施工测量时减小日照和温差影响的对策由于环境温度变化和日照的影响，本工程结构安装的测量定位十分复杂而困难。对于季节温差，可采取设定标准温度（20°C），根据环境温度的变化，适时进行补偿调整的方法而日照引起的结构变形，则更为无序，且难以精确计量。根据目前施工工艺水准，只能适当规避日照效应，如选择夜间或清晨合适时间进行基准控制点的测设等有限手段，来减小日照对结构安装精度的影响。由于不可能将所有构件的安装测量均安排在夜间及清晨进行，因此需在实施过程中摸索规律，采取相应对策。在施工过程中，拟采取监测由日照引起的结构温度变化，以及结构的实时变形，作为施工测量控制的辅助手段。

8.现场焊接8.1钢材材性和节点形式对焊接的要求8.1.1结构用钢本工程主体钢结构除楼层结构以高强螺栓连接节点为主以外，其他均为全熔透等强焊接节点连接。钢材材质根据不同部位而异：H型钢骨劲性柱为Q345c;钢外筒以Q345GJc为主，部分立柱为Q390GJc；天线钢桅杆及顶部钢骨柱采用Q460GJc。本工程还采用了少量球铰盆式支座，其材质为ZG275-485H。有关钢材的力学性能和化学指标根据国家有关标准，其力学性能详见下表：表8.1钢材强度设计值钢号厚度或直径（㎜）抗拉、抗压和抗弯f（N/㎜2）抗剪f

v（N/㎜2）端面承压（侧面顶紧）f

ce（N/㎜2）Q345≤16310180400＞16～35295170＞35～50265155＞50～100250145Q345GJ≤16310180400＞16～35310175＞35～50304170＞50～100295170Q390GJ≤16350205415＞16～35350205＞35～50340200Q460＞50～110360210440表8.2钢材冲击韧性要求钢材牌号主结构Q345C级，0℃时AKV≥34JQ390GJC0℃时AKV≥34JQ460E级，-40℃时Ah≥34J表8.3钢材厚度方向性能要求钢板厚度（㎜）t<4040≤t≤60钢板厚度方向性能级别－Z15表8.4铸钢材料机械性能表钢号厚度或直径（㎜）屈服强度σs（N/㎜2）极限强度σb（N/㎜2）抗拉、抗压和抗弯f（N/㎜2）延伸率σ5%冲击功Ak(J)ZG275-485H≤50≥360500～650324≥24≥70>50≤100≥300500～650270≥24≥50>100≤160≥280500～650252≥22≥40注：材料分项系数γR=1.2,并应保证铸钢材料D级冲击韧性。8.1.2现场焊接节点形式核心筒14根劲性柱为H型截面。现场接头采用单边单面V型坡口的对接节点。图8.1.1钢结构外框筒24根钢管立柱截面尺寸由底部的φ2000×50逐渐减小到顶部的φ1200×30。图8.1.斜撑为φ850×40mm～φ700×30mm的钢管构件。其与柱的连接采用相贯节点刚接形式，相贯节点由工厂完成。现场节点均为斜撑钢管之间的对接连接。图8.1.整个外筒的环梁共有46组，为φ800，壁厚为25∽20mm的弧形钢管构件。环梁与钢管柱通过外伸的圆柱节点相贯连接，相贯节点亦由工厂完成。现场节点均为环梁钢管之间的对接连接。图8.1.4内外筒之间楼层钢结构为主次梁结构，其中存在部分现场对接焊接。部分楼层采用重型桁架。重型桁架分段吊装，其分段节点在现场高空等强对接焊接。盆式支座与主体结构的现场节点为全熔透和角焊缝焊接连接。天线桅杆结构的格构部分仍为钢管结构。其最大管材为φ1000×50。现场吊装构件分段节点亦为对接连接。根据设计要求，主体结构所有全熔透焊缝均为一级焊缝，100％超声波检测。并采取减小焊接残余应力的措施。8.1.3焊接材料二氧化碳气体保护半自动焊的焊接材料为药芯焊丝TWE-711（φ1.2）；CO2气体纯度为99.9%。手工焊接的焊条选用低氢碱性、与现场构件材质强度相匹配的E5015焊条。详见下表：焊材选用表序号母材焊接材料GMAW或FCAW-GSMAW标准型号标准强度保证值标准型号标准强度保证值σsσbσsσb1Q3452Q345GJC3GS－20Mn5V+Q345C、Q345GJ4Q390GJC、Q460、Q460＋Q345GJC8.2焊接工艺的选择和焊接工艺评定8.2.1焊接工艺的选择从保证焊接质量、提高焊接功效、减少焊接变形等因素考虑，并结合以往的焊接经验，本工程主要采用二氧化碳气体保护药芯焊丝半自动焊，部分采用手工电弧焊。8.2.2焊接工艺评定根据本工程结构用钢、节点构造形式、焊接工艺等基本要求，按钢结构焊接规程的规定，对于Q345GJc钢材，已整理以往工程所做的，以及结合本工程新做的焊接工艺评定试验，确定焊接工艺的有关技术参数及工艺要求。对于Q390GJc和Q460GJc钢材的焊接工艺评定试验将随着工程的进展陆续进行。a)焊接工艺评定报告汇总表序号材质板厚mm焊接方法焊接位置坡口类型1Q345GJC25药芯焊丝CO2气体保护焊横焊单面单边V型35º垫板对接2Q345GJC25药芯焊丝CO2气体保护焊立焊单面单边V型35º垫板对接3Q345GJC25药芯焊丝CO2气体保护焊仰焊单面单边V型35º垫板对接4Q345GJC25手工电弧焊横焊单面单边V型35º垫板对接5Q345GJC25手工电弧焊立焊单面单边V型35º垫板对接6Q345GJC25手工电弧焊仰焊单面单边V型35º垫板对接7Q345GJC+Q39025药芯焊丝CO2气体保护焊横焊单面单边V型35º垫板对接8Q345GJC+Q39025药芯焊丝CO2气体保护焊立焊单面单边V型35º垫板对接9Q345GJC+Q39025药芯焊丝CO2气体保护焊仰焊单面单边V型35º垫板对接10Q345GJC+Q39025手工电弧焊横焊单面单边V型35º垫板对接11Q345GJC+Q39025手工电弧焊立焊单面单边V型35º垫板对接12Q345GJC+Q39025手工电弧焊仰焊单面单边V型35º垫板对接13Q39025药芯焊丝CO2气体保护焊横焊单面单边V型35º垫板对接14Q39025药芯焊丝CO2气体保护焊立焊单面单边V型35º垫板对接15Q39025药芯焊丝CO2气体保护焊仰焊单面单边V型35º垫板对接16Q39025手工电弧焊横焊单面单边V型35º垫板对接17Q39025手工电弧焊立焊单面单边V型35º垫板对接18Q39025手工电弧焊仰焊单面单边V型35º垫板对接19Q345GJC+Q46025药芯焊丝CO2气体保护焊横焊单面单边V型35º垫板对接20Q345GJC+Q46025药芯焊丝CO2气体保护焊立焊单面单边V型35º垫板对接21Q345GJC+Q46025药芯焊丝CO2气体保护焊仰焊单面单边V型35º垫板对接22Q345GJC+Q46025手工电弧焊横焊单面单边V型35º垫板对接23Q345GJC+Q46025手工电弧焊立焊单面单边V型35º垫板对接24Q345GJC+Q46025手工电弧焊仰焊单面单边V型35º垫板对接25Q46025药芯焊丝CO2气体保护焊横焊单面单边V型35º垫板对接26Q46025药芯焊丝CO2气体保护焊立焊单面单边V型35º垫板对接27Q46025药芯焊丝CO2气体保护焊仰焊单面单边V型35º垫板对接28Q46025手工电弧焊横焊单面单边V型35º垫板对接29Q46025手工电弧焊立焊单面单边V型35º垫板对接30Q46025手工电弧焊仰焊单面单边V型35º垫板对接31Q345GJC40药芯焊丝CO2气体保护焊平焊双面单边V型35º垫板对接b)试件厚度及焊接工艺评定板厚覆盖范围评定合格试件厚度t(mm)工程适用厚度范围板厚最小值板厚最大值≤250.75t2t＞250.75t1.5tc)根据焊接工艺评定试验，对于Q345GJc钢材，确定有关焊接技术参数如下；焊接方法焊接材料焊接工艺参数备注标准型号规格（mm)电流(A)电压(V)气流量(L/min)FCAW药性焊丝E50E55φ1.2260～30030～3450～80SMAWE5015，E5515－G（CHE557）φ3.290～12022～26/φ4160～18024～26/8.2.3厚板焊接的预热和后热保温Q345GJc钢材焊接节点的预热，除钢管立柱采用电加热以外，其余部位均采用火焰加热。有关预热的技术参数见下表：钢材牌号接头最厚部件的板厚t（mm）40＜t≤6060＜t≤80t＞80Q34580100140注：本表适应条件：环境温度为常温；焊接接头板厚不同时，应按厚板确定预热温度、焊接接头材质不同时，按高强度、高碳当量的钢材确定预热温度。拘束度大的复杂节点应适当提高预热温度。点焊焊缝预热温度同正式焊缝。t≤60时采用火焰加热，t＞60时采用红外电脑控温仪加热。测温采用远红外测温仪，测温点在距坡口边缘75mm处，平行于焊缝中心的两条直线上。经与设计协调确定，Q345GJc钢材焊接节点的在焊后采用保温缓冷的措施，以减小焊接应力对结构的影响。Q390GJc和Q460GJc则通过焊接工艺评定试验再予确定。8.2.3焊接顺序图8.2.1总体焊接顺序对结构的变形是一个关键因素，如上图所示，每道环包括24个立柱节点、48个环梁节点、48个斜撑节点。而这些节点又全为熔透焊缝。经测定，每个焊接节点收缩量为2∽4mm。其累积效应对结构的影响不可忽视。必须在施工实践过程中不断摸索，优化焊接顺序，来控制焊接对结构变形的不利影响。a）平面总体焊接顺序每道环分成24个单元，其中12个主单元由两根立柱、一根环梁和一根斜撑组成，另12个副单元由环梁和斜撑组成，如图所示：图8.2.2焊接单元划分示意图在结构安装校正到位后，对称布置焊接点，首先交错焊接其中12个主单元，然后再交错焊接6个副单元，再焊接3个副单元，留下3个单元作为最终封闭接头。这样对称分布焊接节点的施焊顺序，可使焊接变形逐步消化在每一个单元内，不致整个环造成累积偏差。图8.2.3总体焊接顺序示意图b）每个单元焊接顺序每个单元采取立柱——环梁——斜撑的焊接顺序。图8.2.4单元焊接顺序示意图c）单一杆件焊接顺序单一杆件的首端焊接时，另一端应沿杆长方向释放约束，使杆件能自由收缩。图8.2.5先①后②不可同时焊接d)单个接头焊接顺序由于钢管直径较大，所以每个钢立柱节点安排3～4名焊工围绕接头同时施焊；斜撑、环梁安排2名焊工同时对称施焊。采用分段、对称施焊。每人焊接参数基本保持一致。每个接头须连续施焊，直至焊完。焊接顺序示意如下图：直径＜1.6米直径≥1.6米图8.2.6不同直径钢管立柱焊工配置示意图每道焊缝收头需熔至上一道焊缝端部约50mm处，即错开50mm，不使焊道的接头集中在一处。图8.2.78.3焊接设备的配置a)焊条电弧焊机：ZX5-400或ZX7-400；b)CO2气体保护焊机：NBC500；要求具有大流量流量计和适应160L/min流量的加热装置，并能在大线能量的工作状态下持久工作。不同焊丝直径选用的导丝管直径焊丝直径（㎜）0.8－1.01.0－1.41.4－2.02.0－3.5导丝管直径（㎜）1.52.53.24.7常用导电嘴的结构形式及适用电流导电嘴形式锥型椭圆型镶套型锥台型圆柱型半圆型滚轮型焊接电流≤400A≤400A≤400A≤630A≤630A≤1000A≤1000Ac)远红外电脑控温仪：功率360KW，并有升温控制和保温时间控制，同时能有准确的曲线记录。d)测温仪：激光红外测温仪；e)碳刨设备：B508型；f)烘箱设备：自控远红外焊条烘炉。

9.结构变形和施工控制9.1结构变形影响因素及规律的分析广州新电视塔在施工过程中，结构拔地而起，直至610米。在此过程中结构因施工（焊接、施工荷载等）和自重作用影响下，不断发生变形，同时结构在环境条件（风、温度、日照等）的影响下，亦将发生一系列的变形。有必要进行各种因素对结构变形影响的计算分析，并结合现场实测数据掌握结构在各个施工阶段和各种环境条件下的变形规律，以指导结构施工。9.1.1结构在恒载作用下的变形根据结构安装顺序，采用MIDAS软件，对钢外筒和砼核心筒结构在恒载作用下各施工工况的变形进行分析计算，，以便确定预变形方案。以下图表为典型工况的分析。工况1最大水平变形0.46mm工况10最大水平变形2.39mm工况20最大水平变形7.52mm工况30最大水平变形30.70mm工况40最大水平变形72.14mm工况46最大水平变形160.5mm工况47最大水平变形179.2mm主体钢结构典型工况水平方向变形图工况1最大竖向变形0.31mm工况10最大竖向变形8.75mm工况20最大竖向变形22.74mm工况30最大竖向变形36.24mm工况40最大竖向变形64.93mm工况46最大竖向变形73.31mm工况47最大竖向变形78.6mm主体钢结构典型工况竖向变形图工况1最大竖向变形-工况10最大竖向变形-8.7mm工况20最大竖向变形-22.59mm工况30最大竖向变形-35.9mm工况40最大竖向变形-64.5mm工况47最大竖向变形-77mm核心筒竖向变形图根据计算分析，主体结构在恒载作用下的水平变位以平移为主，扭转为次。水平变位最大值：塔体约160mm,桅杆约180mm；钢外筒和砼核心筒的竖向压缩变形均为70余mm，内外基本协调。9.1.2结构在环境温度作用下的变形a)温度分析概况广州新电视塔外筒钢结构外露，施工过程中环境温度作用不能忽视。在本次分析中分别对结构在季节温差和日光照射作用下的变形和内力情况进行专题研究，正确认识建筑物由温度变化产生的效应。验算过程中，初步确定结构的安装标准温度为220C（广州近年年平均温度），并以此基础计算相应的温差作用。由于钢管混凝土柱、钢结构斜撑、环梁不同季节环境温差：工况一最高气温与标准状态下的温差：180工况二最低气温时与标准状态下的温差：-220由于日照引起的结构不同部位的温差：工况三按照不均匀日照的情况，取结构不同方位的温度差别最大的情况，作用于结构构件之上：柱子的温度范围为：440C～520C，温差为：斜撑、环梁的温度范围：510C～730C，温差为：核芯筒外露部分温度范围为490C～570C，温差为：注：以上温度取值参考了《广州新电视塔结构初步设计报告》中附录A－结构设计技术条件及近二十年气象资料。b)分析结果工况一：最高气温与标准状态下的温差计算结果：X向变形等值线图(高温差)Y向变形等值线图（高温差）Z向变形等值线图（高温）最大值8.7mm最大值6.4mm最大值40mmX向变形等值线图(高温差)Y向变形等值线图（高温差）Z向变形等值线图（高温差）最大值6.7mm最大值5.3mm最大值63mmX向变形等值线高差)Y向变形等值线图（高温差）Z向变形等值线图（高温差）最大值8.1mm最大值8.2mm最大值103mm工况二最低气温与标准状态下的温差计算结果：X向变形等值线图(低温差)Y向变形等值线图（低温差）Z向变形等值线图（低温差）最大值-9.4mm最大值8.4mm最大值-46mmX向变形等值线图(低温差)Y向变形等值线图（低温差）Z向变形等值线图（低温差）最大值-18.7mm最大值16.6mm最大值-127mmX向变形等值线图(低温差)Y向变形等值线图（低温差）Z向变形等值线图（低温差）最大值8.7mm最大值-9.5mm最大值-120mm工况三不均匀日照产生的温差计算结果：X向变形等值线图(日温差)Y向变形等值线图（日温差）Z向变形等值线图（日温差）最大值-279mm最大值-148mm最大值-68mmX向变形等值线图(日温差)Y向变形等值线图（日温差）Z向变形等值线图（日温差）最大值-91mm最大值-495mm最大值121mmX向变形等值线图(日温差)Y向变形等值线图（日温差）Z向变形等值线图（日温差）最大值-1328mm最大值-75mm最大值22通过对季节温度变化的模拟计算，结构的平面位移尚不太大，但垂直方面位移达120mm，且混凝土核心筒与钢外筒因温度引起的垂直位移差为36mm左右。按照设计院提供的温度分布规律，因日光照射造成的结构最大变形，要大于1000mm，且9.1.3结构在风荷载作用下的变形a)分析说明风荷载引起的结构变形不但是高耸结构设计考虑的重要因素，而且也是施工过程中需要引起重视的因素。风荷载结构分析过程中，分为施工状态和非施工状态。其中，施工状态结构受6级风荷载作用，非施工状态结构受30年一遇的风荷载。在分阶段玻璃幕墙安装时，在计算分析中同步加入玻璃幕墙的风荷载。b)分析结果1)施工状态X向变形等值线图Y向变形等值线图Z向变形等值线图最大值-16mm最大值-3.4mm最大值-0.7mmX向变形等值线图Y向变形等值线图Z向变形等值线图最大值-145.4mm最大值-42.6mm最大值-5.2mmX向变形等值线图Y向变形等值线图Z向变形等值线图最大值-390mm最大值-118mm最大值-31mm2)非工作状态X向变形等值线图Y向变形等值线图Z向变形等值线图最大值-430mm最大值-213mm最大值-结构在整个施工过程中，在正常施工状态下主体结构的最大水平位移为405mm。在非正常施工状态下（30年一遇）主体结构的最大水平位移为478mm。9.1.4焊接对结构变形的影响分析一般焊接变形的控制主要指对某一杆件或构件而言的。按常规方法，是在掌握不同杆件节点焊接收缩变形的规律后，在杆件下料时预留收缩余量来处理的。但本工程的焊接变形是对整个结构而言的。钢外筒的立柱、环梁和斜撑在各个焊接过程中均会引起焊接收缩，从而导致结构三维变形。由节点安装的构造形式决定，不能简单采用杆件留余量的办法来解决。因为这样做，就会减小构件的安装间隙，从而不利于安装的顺利进行。所以只能从改进焊接工艺、优化焊接顺序和加强焊接过程中的变形监测着手。这一方面的工作有待于在施工实践中逐渐完善。9.1.5钢管柱内混凝土浇灌对结构变形的影响每节钢管柱内浇灌的混凝土重近80t。由于钢管柱双向倾斜，在钢管内进行砼浇灌时对外筒钢柱的偏心力较大。受此影响钢管柱会发生一定的变形。考虑最不利的单个悬臂钢管柱浇注时对其进行模拟施工分析：计算模型选择直径2m，悬臂长度为12m的钢管柱进行混凝土浇注变形计算，底部为刚接，钢管柱倾斜角度为7度，计算模型参见下图：图9.1.1钢管混凝土柱浇注混凝土作用在钢管柱上的荷载为78.5KN/m。在该荷载作用下，钢管柱的水平位移为0.76mm，图9.1.2最大值-0.76mm由于实际施工过程中，混凝土浇注前，钢管柱间的斜撑、环梁以及楼层梁已经施工完成，会对钢管柱产生约束的作用。因此实际情况下钢管柱的变形要小于0.76mm。在实际施工时，通过变形监测，验证上述计算结果，指导钢管柱内砼的施工。9.2施工控制对策9.2.1结构在恒载作用下的预变形措施由于外筒钢结构柱倾斜向上，且结构中心偏置，因此随着结构高度的增加，结构受自重影响，自身发生x，y，z三个方向的变形。相对于普通超高层结构，广州新电视塔在恒载作用下的水平变形值要大得多。根据计算可知，塔体结构整体在恒载作用下水平方向（△X，△Y合成的）位移在160mm左右，竖向变形在73mm左右（安装天线桅杆后主体结构竖向变形为而根据本工程施工质量验收试行标准及设计总说明，规定的技术条件是，结构总体标高要求控制在±30mm；塔体结构中心允许偏差≤50mm。由此，在结构施工过程中应采取预变形的措施，以控制结构的最终变形。预变形方案确定的原则是：a)满足结构安装验收标准；b)混凝土核心筒和钢结构外筒的变形必须协调；c)技术路线简明，便于操作。预变形的具体技术路线是：深化设计和制作构件时原则上以结构设计提供的理论坐标为依据，除钢骨劲性柱和外筒钢管柱在特定节段留调整余量外，其余构件均不作预变形；安装阶段以阶段调整来补偿竖向变形，以逐环复位（钢外筒安装时每一环钢立柱的平面位置均以理论坐标进行定位）来逐步逼近设计位形。根据恒载条件下的结构变形分析，制定的预变形方案具体如下：1）钢外筒竖向预变形各环之间的柱子加工时在理论值的基础上留（+0，-3mm）公差进行加工制作。考虑到施工中各个环节的误差，以及理论分析模型同实际结构的差异性，应在适当的部位根据现场