超高层超长天线分段拼装步进提升施工技术鉴定材料

目录一、研制工作总结.................................31.概述............................................42.项目研制背景....................................42.1任务的来源....................................42.2研制要求......................................52.3研制背景......................................53.国内外研究现状.................................63.1国外的研究....................................63.2液压同步整体提升技术在我国的发展应用..........64.项目研究的意义和目的...........................65.项目研究的先进性...............................76.项目研究的内容.................................87.项目计划与研制过程.............................87.1项目分工......................................87.2项目研制计划..................................88.项目实施情况...................................98.1预设主要性能指标..............................98.2实施效果......................................99.应用前景......................................109.1推广应用的范围、条件.........................109.2推广领域与应用前景...........................1010.工作总结......................................1010.1存在问题和改进意见..........................1010.2展望........................................11二、技术研究报告................................121.立题依据与 设计指导思想........................131.1当前国内外同类研究的现状.....................141.2开题理由.....................................141.3立题依据......................................141.4设计指导思想..................................142.研究方法.......................................152.1项目研究的总体思路............................152.2项目研究的实施................................153.研究过程、研究内容与研究结果....................163.1超高层超长天线分段拼装步进提升施工技术研究....163.2研究结果......................................184.技术关键与技术创新点...........................415.技术重点与适用范围.............................425.1技术重点......................................425.2适用范围......................................436.已应用研究和推广的情况.........................43三、市场预测及社会经济效益分析..................441.市场预测......................................452.社会经济效益分析..............................452.1经济效益......................................452.2社会效益......................................46四、工程照片.....................................47五、检测检验报告.................................54六、用户使用情况报告.............................87七、相关施工技术研究的论文资料..................89八、查新报告....................................97一、研制工作总结概述在超高层屋面的狭窄空间条件下，对屋面天线桅杆采取分段拼装，降低对垂直运输机具的起重能力和起吊高度的要求。焊缝则更多采用竖向焊缝，使钢结构无论是吊装过程还是安装完成后有更良好的整体性，化高空作业为地面作业，充分采用了机械化、自动化的施工，确保工程的施工质量。在内爬式塔吊的安装条件和自由高度限制下，采用沉入式安装，并将工程用内爬塔转为外附型塔吊使用，可以最大程度提高垂直运输的最大高度，使超长天线桅杆的吊装有更大的操作空间。采用液压式提升施工方法，提升设备体积小，自重轻，承重能力大，适用于在狭小空间进行大吨位构件提升安装，设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强；采用柔性索具承重，只要有合理的承重吊点，提升高度不受限制；提升锚具具有逆向运动自锁性，提升过程十分安全，且构件可以在提升过程中任意位置长期可靠锁定；液压提升器通过液压回路驱动，动作过程中加速度极小，对被提升构件及提升框架结构几乎无附加动荷载。项目研制背景任务的来源广州市珠江新城B-6地块广晟国际大厦工程位于广州市天河区珠江新城珠江西路，建筑楼高312米，建筑楼宇总高度达360米，其中地下6层、地上60层。屋面311.950m标高的楼层之上，由16.06m长度的锚固段（分别锚固于标高311.950、303.15、295.89米三层钢结构框架上）和50m的悬臂段（标高为311.950~361.950）组成。天线结构主体主要由8个箱型截面形式的肋肢通过每隔6m左右设置的的横隔板（共6道）与内部Φ1400圆管共同构成的组合式钢天线以及顶部采取插入式连接形式和组合式天线连接的等截面圆管组成。整个天线重量（提升部分）约为116t。该工程屋面空间狭窄，传统施工方法需搭设脚手架，这种施工方法具有如下缺陷：高空作业量大，施工工期长，安全隐患高；对塔吊起吊高度、施工送电能力要求高；高空空中施焊环境条件恶劣，施工质量难以保证。且其安装施工属超高空作业，周边建筑密集，一旦出事将会酿成严重工程事故。工程所使用的垂直运输机具为内爬式塔吊MC200H10（30米臂），塔机吊钩以下有效施工高度为294.9米，无法完成工程317.9米以上结构及附件施工吊装要求。为此，公司成立了以总工室、质量安全科及第四项目部主要负责人组成的研究小组，通过借鉴和吸收国内其他地区相关施工经验，总结出一套成熟的施工方法，进一步完善了该施工工艺，进而形成施工工法，为日后国内超高层超长天线安装提升施工提供经验和借鉴。故选取该施工技术进行编制工法。2.2研制要求为减少高空作业量，缩短施工工期，降低施工成本投入，提高施工安全可控性，同时保证施工质量，使超高层超长天线的安装及提升的施工过程可以安全、高效、优质完成，研究背景因为世界十大超高层建筑其中8座在亚洲，7座在中国大陆及港台国内外研究现状3.1国外的研究1795年英国约瑟夫•布拉曼在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在19世纪末20世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。3.2液压同步整体提升技术在我国的发展应用项目研究的意义和目的随着我国的经济持续繁荣和城市化进程的不断发展，为了实现城市“金土地”上的价值再创造，一些高档社区和写字楼日益向高处发展，涌现了一大批高层、超高层建筑。同时，为了满足人们的审美要求或城市基础配套服务要求，在这些屋顶常需要设置装饰性桅杆或各种信号发射天线。以往的高空屋顶天线的安装施工方法主要有两种：一是搭设脚手架，现场原位拼装，这种施工方法具有如下缺陷：1）、高空作业量大，安全隐患高；2）、对塔吊起吊高度、施工送电能力要求高；3）、高空空中施焊环境条件恶劣，施工质量难以保证。二是低位拼装，整体提升，但该法具有以下缺陷：4）、需在下部多层楼板预留洞口，与土建交叉作业面大，对整体工期的影响大；5）、提升过程中涂装表面受损部位的补涂、返修需搭设高空脚手架，操作不方便。为减少高空作业量，缩短施工工期，降低施工成本投入，提高施工安全可控性，同时保证施工质量，使超高层超长天线的安装及提升的施工过程可以安全、高效、优质完成，项目研究的先进性分段拼装步进提升施工技术，应用于超高层屋面超长天线的安装提升是一种安全高效的施工技术。经过在工程实例中的应用，分段拼装步进提升施工技术配合整体沉入式安装，内爬式塔吊转为外附式塔吊使用有着明显优点：1）、构件重量轻采用分段拼装施工工艺，将天线主体划分为构件小单元，减轻构件自重，降低垂直运输起吊能力要求。2）、焊接质量好通过合理划分构件单元，更多采用竖向焊缝，内爬式塔吊转为外附式塔吊使用，极其便利，避免重新安装更大型的垂直运输机械，降低施工成本投入亦缩短工期。5）、有更高的安全可控性化高空作业为地面作业，充分采用了机械化、自动化的施工，确保工程的安全可控。6）、施工便利、可操性好采用液压式提升施工方法，提升设备体积小，自重轻，承重能力大，适用于在狭小空间进行大吨位构件提升安装，设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强；采用柔性索具承重，只要有合理的承重吊点，提升高度不受限制；提升锚具具有逆向运动自锁性，提升过程十分安全，且构件可以在提升过程中任意位置长期可靠锁定；液压提升器通过液压回路驱动，动作过程中加速度极小，对被提升构件及提升框架结构几乎无附加动荷载。6.项目研究的内容该施工工法主要研究超高层超长天线分段拼装步进提升施工技术，通过合理划分构件单元，采用整体沉入式安装，将原工程用内爬式塔吊转化为外附式塔吊，利用塔吊直接将天线架立在天线垂直投影的下部楼层中，最后利用液压提升法将天线整体提升到位。改良施工技术，在保证工程质量和安全前提下，缩短工期，减少施工成本投入。7.项目分工与研制计划7.1项目分工姓名职称项目分工1林正栋助理工程师项目主持2杨锋杰高级工程师项目主持3吴祥威高级工程师技术支持4吴瑞卿教授级高级工程师技术支持5关而道高级工程师技术支持6吴广宇高级工程师项目实施7翟潮稳工程师项目实施8陈白朗工程师项目实施7.2研制计划(1)、2011.1～2011.4项目调研阶段成立专题研究小组，对国内其他地区应用情况进行调研，确定项目研究线路与方法。(2)、2011.4～2011.8项目实施阶段大量应用在各个项目，收集数据，进行对比试验，参与多层溶洞双套管灌注施工工艺编写。(3)、2011.8～2011.9资料整理及成果总结阶段通过积累的大量数据及经验，提炼出一套成熟的施工工艺，形成总结报告。(4)、2011.9～2011.10项目验收阶段8.项目实施情况8.1预设主要性能指标8.1.1根据现场调查进行分析：梯房顶层（标高278.75m）及以上8.2实施效果突破传统的整体沉入式安装方法和内爬式塔吊转换为外附式塔吊吊装，避免更换垂直运输机械，。9.应用前景9.1推广应用的范围、条件该施工工法适用于高层及超高层建筑物屋面的自重大、垂直高度高的钢结构安装、顶升工程，特别是高空作业面狭窄，使用垂直运输工具为一般内爬式塔吊。9.2推广领域与应用前景近些年，随着我国经济社会发展水平的提高，无论是城市还是乡镇建筑行业都正处于全面快速的发展建设时期，但超高层建筑屋面钢结构尤其是超长天线桅杆的施工技术，一直未有系统的总结。超高层建筑一般位处于各大城市繁华地段，如发生安全事故，将酿成严重工程事故。而且超高层超长天线的安装提升，作为工程的重点、难点，直接影响工程的施工工期，成本投入，质量安全。超高层超长天线安装提升在建筑工程施工中较为少见，有施工难度，如成功则成为日后同例工程的借鉴。通过对超高层超长天线的分段拼装步进提升施工技术研究，使我司对超高层超长天线分段拼装步进提升有了一定的施工经验，研究小组成员通过总结回顾，将实施方案、施工工艺进一步整理，撰写了《超高层超长天线分段拼装步进提升施工技术研究》、《确保屋面大型钢结构吊装安全事故为0》的论文,以推广本次活动的成功经验。10.工作总结10.1存在问题和改进意见由于超高层高空作业空间狭窄，作业环境恶劣，尽管通过改良施工方法，采用分段拼装，整体沉入式安装处理，但在施工过程中还不可避免地存在一些问题，如：（1）屋面天线垂直度校正困难。在屋面天线吊装和提升过程中，进行垂直度校正通常采用测量仪器进行观测。由于屋面空间狭窄，且离地面垂直高差大，造成观测仰角过大，或者距离太远，测量仪器难以实施观测校正。因此，对屋面天线吊装和提升过程中进行垂直度观测校正，须选择相邻建筑高度较高的建筑物，且至少两个或以上相互夹角接近正交的建筑物楼顶设置观测仪器实施观测；或在通视情况下，选用视距足够远，精度足够高的仪器实施地面观测，以利于在屋面天线吊装和提升过程中的垂直度校正。(2)安全问题。整体下沉式安装方法，虽然化高空作业为地面作业，但在施工作业中不可避免地存在上下交叉作业。在交叉作业区域采取有效的安全防护措施，则可有效减少或避免因交叉作业而出现的意外造成的经济损失、人员伤亡及社会不良影响。10.2展望在超高层屋面超长天线安装和提升技术的发展上，从吊装方法、设备、效果的检测等方面经过多年的研究改进，将不同设备、不同安装方式的联合，以适应某些特殊的屋面结构和大型的钢结构安装的需要。从而大大提高了天线安装和顶升的可行性，缩短了安装和提升的施工工期，加快了施工进度。因此，随着机械、电子、计算机等工业的发展，屋面天线安装和提升方法将进一步完善，并必将以更广泛的应用及高速发展。近年来，由于我国人口增长速度过快，土地资源紧张。为充分利用好土地资源，人口过多的国情决定了建设超高层建筑将是我们的“不二选择”，而超高层建筑的重点、难点就是要做好屋面天线桅杆的安装和提升。因此，对于发展超高层屋面超长天线分段拼装步进提升施工技术在日后的建筑业中有着广阔的发展空间和重要性。此外,超高层屋面超长天线安装和提升对施工队伍的施工技术要求比较高,因此应该加强对超高层屋面超长天线安装和提升的专业施工队伍的培训，进一步促进超高层屋面超长天线安装和提升的发展与应用。二、技术研究报告立题依据与设计指导思想1.1当前国内外同类研究的现状南京紫峰大厦超高层建筑施工技术;南京紫峰大厦为江苏省第1高楼，总高450m，结构高381m。采用钢框-混凝土芯筒组合体系，结构复杂多变。施工工艺：C70高强混凝土，泵送至182m高；钢结构巨型桁架吨位大，施工难度高；屋顶钢制天线长度达145m，重量逾400t，安装高450m，由于采用了以上高新施工技术，使工程主体结构顺利竣工。萄京紫峰大厦超高层钢结构屋顶天线桅杆安装南京紫峰大厦为总高度450m的超高层标志性建筑，针对其屋顶结构复杂薄弱、施工场地狭小、天线桅杆高度高、重量大、结构造型特殊的特点，介绍了一套变幅式塔吊综合安装与套筒式提升法相互结合的施工工艺，较为安全经济地解决了屋顶超大型天线桅杆的施工。南京紫峰大厦钢结构安装工艺南京紫峰大厦地上70层，标高381m（不合天线桅杆），是集酒店、办公为一体的超高层建筑。主楼结构为钢框架-钢筋混凝土核心筒结构。由于该钢结构体量大、超高、超重、安装精度高等特点，给施工带来了很大困难，为此，采取了一些合理、有效的措施，使大厦钢结构安装顺利进行。四川广播电视塔采用钢桅杆整体顶升技术位于电视塔顶端的钢桅杆承载着电视发射天线、避雷针和航标灯等设备，是电视塔的关键部位；但由于其安装高度超高且长度长、重量大，所以安装就成为电视塔施工中的一个难点。四川广播电视塔施工中提出了适用于桅杆在简体内吊装时的中心与安装在混凝土桅杆后的中心存在偏差的安装方法——分段提升、高空组装、逐段平移、整体顶升法。广州新电视塔天线提升3D系统广州新电视塔的天线钢桅杆安装采用计算机控制、钢铰线承载、液压千斤顶集群整体提升的先进技术，并且研究开发了计算机三维实时仿真系统，为提升施工提供了全程可视化监控。该系统还可以在施工策划和准备阶段对提升过程进行模拟预演，在施工完成后的技术总结和技术交流时对提升过程进行回放和分析。1.2开题理由由于我公司先后在广州电视塔、广州珠江新城B-6地块广晟国际大厦等多个超高层屋面工程进行过施工，对超高层超长天线分段拼装步进提升施工技术积累了一定的施工经验，从专项方案、施工技术、现场施工管理等不同的角度对超高层超长天线分段拼装步进提升施工技术进行改良，取得良好的效果，并取得了大量的经验及相关数据。由查新结论可知超高层超长天线分段拼装步进提升施工技术未见有文献报道，而我公司已在多项工程中超高层超长天线分段拼装步进提升施工技术的应用中取得了大量的经验及相关数据，故选取该施工技术进行编制工法。1.3立题依据随着经济发展和城市进步，现代化的城市理念为人们所接受，为了体现城市高度发展，越来越多超高层建筑矗立在国内各大城市中心。超高层建筑作为地标性建筑，拥有华丽外表，让人无法企及的高度是最明显的特征，考虑到造型及建筑高度的设计要求，超高层超长天线桅杆使用也越来越广泛。因此在超高层建筑屋面的狭窄空间条件下，超长天线桅杆的安装施工是工程中的施工难点、重点。1.4设计指导思想项目的设计指导思想是：针对超高层超长天线在狭窄空间条件下的施工技术，化高空作业为地面作业，充分采用机械化、自动化的施工，确保工程施工质量和安全。采用普通施工机具，研究方法2.1项目研究的总体思路因为世界十大超高层建筑其中8座在亚洲，7座在中国大陆及港台本施工技术研究主要以广州市珠江新城B-6地块广晟国际大厦工程为实际工程介绍事例，阐述2.2项目研究的实施(1)、本工程施工用的塔吊的技术条件是：在工作半径R=22~30米范围内，起重量为Q=4.6吨。(2)、278.5（3）预埋件与劲性柱（4）由于工程楼层结构形式的特点及变化，广晟国际大厦使用内爬式塔吊MC200H10（30米臂）吊钩以下有效施工高度为294.9米，该内爬式塔机无法完成工程317.9米以上结构及附件施工吊装要求，故需在该塔机最后一次爬升后将内爬型式转换为外附型式以满足后续施工要求。（5）天线主体吊装。每段天线在吊装到位完成位移、标高、间隙和垂准校正后，把4对连接板用临时安装螺栓夹紧后再松钩进入焊接接口作业。（6）研究过程、研究内容与研究结果3.1超高层超长天线分段拼装步进提升施工技术研究3.1.1特点（1）传统施工方法需搭设脚手架，有如下缺陷：高空作业量大，施工工期长，安全隐患高；对塔吊起吊高度、施工送电能力要求高；高空空中施焊环境条件恶劣，施工质量难以保证。且其安装施工属超高空作业，周边建筑密集，一旦出事将会酿成严重工程事故。为保证该工程的高质量顺利施工，在超高层屋面的狭窄空间条件下，对屋面天线桅杆采取分段拼装，降低对垂直运输机具的起重能力和起吊高度的要求。焊缝则更多采用竖向焊缝，使钢结构无论是吊装过程还是安装完成后有更良好的整体性，化高空作业为地面作业，充分采用了机械化、自动化的施工，确保工程的施工质量。（2）在内爬式塔吊的安装条件和自由高度限制下，采用沉入式安装，并将工程用内爬塔转为外附型塔吊使用，可以最大程度提高垂直运输的最大高度，使超长天线桅杆的吊装有更大的操作空间。（3）采用液压式提升施工方法，提升设备体积小，自重轻，承重能力大，适用于在狭小空间进行大吨位构件提升安装，设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强；采用柔性索具承重，只要有合理的承重吊点，提升高度不受限制；提升锚具具有逆向运动自锁性，提升过程十分安全，且构件可以在提升过程中任意位置长期可靠锁定；液压提升器通过液压回路驱动，动作过程中加速度极小，对被提升构件及提升框架结构几乎无附加动荷载。3.1.2适用范围该施工工法适用于高层及超高层建筑物屋面的自重大、垂直高度高的钢结构安装、顶升工程，特别是高空作业面狭窄，使用垂直运输工具为一般内爬式塔吊。3.1.3工艺原理（1）采用分段拼装施工方法，施工方便，降低垂直运输机具要求，提高高空钢结构施工的安全性。焊缝更多采用竖向焊缝，使钢结构无论是吊装过程还是安装完成后有更良好的整体性。（2）突破传统的沉入式和内爬塔转外附式塔吊的施工方法。（3）3.2研究结果安装天线锚固段所在楼层的钢结构钢梁对278.75m安装天线锚固段所在楼层的钢结构钢梁对278.75m楼层进行结构水平面和定位轴线复测安装5t提升油缸提升圆管段天线到位并固定利用塔吊将组合体天线分段就位至278.75m以上楼层结构预留洞内利用塔吊将上部圆管段天线就位至组合体天线中埋设劲性柱脚埋件和劲性钢柱吊装安装50t提升油缸整体提升天线到位测量校正后进行天线与其下部钢框架锚固段的连接补缺扫尾工作脚手搭设、全过程测量校正定位和焊接工作同步进行3.2.2操作要点1、前期准备。1）2）278.53）为了承担116吨重量的天线，在天线临时就位至楼层中时，需要在天线的底部，即标高278.5m位置设置加强结构用以承担上部天线重量；在提升过程中，需要在标高311.95m部分钢梁施加提升天线的荷载。本方案在为了标高278.5层的混凝土梁（局部加固）和标高311.95m部分结构钢梁的承载力验算，即将一组提升力（单个提升力：P=500KN）作用在混凝土梁（和钢