中央電視臺(tái)新臺(tái)址建設(shè)工程雙向傾斜大直徑高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓安裝技術(shù)
在CCTV主樓工程實(shí)施過程中，中建三局技術(shù)人員對(duì)高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓的材料檢驗(yàn)、裝配設(shè)計(jì)、精確預(yù)埋、張拉和灌漿等進(jìn)行了深入研究，編制了可行的技術(shù)方案，精心組織，以100%的合格率順利完成。其埋設(shè)技術(shù)同國內(nèi)高層房屋建筑中的普通錨栓埋設(shè)工藝相比，難度明顯提高。本工程填補(bǔ)了國內(nèi)房屋建筑中大直徑預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度長錨栓應(yīng)用的空白。
主要開展了以下技術(shù)攻關(guān)工作：CCTV主樓大直徑高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓的裝配設(shè)計(jì)技術(shù)，本工程高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓系統(tǒng)主要由直徑為φ75mm高強(qiáng)錨桿、護(hù)管、灌漿管、螺母、墊板和石棉墊片等配件組成。裝配構(gòu)造設(shè)計(jì)，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳力要求。CCTV主樓大直徑高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓埋設(shè)技術(shù)雙向傾斜高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨栓埋設(shè)，從外框筒鋼柱安裝結(jié)果看，100%鋼柱的柱腳預(yù)埋錨栓定位準(zhǔn)確，無一柱底板擴(kuò)孔現(xiàn)象，在國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)也少有，具有很大的推廣價(jià)值。
獨(dú)一無二的鳥巢
舉世矚目的國家體育場(chǎng)作為2008年北京奧運(yùn)會(huì)的主會(huì)場(chǎng)，作為北京最大的、具有國際先進(jìn)水平的多功能體育場(chǎng)，就是其中最具特色的代表。國家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程規(guī)模巨大、造型奇特，結(jié)構(gòu)形式和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造極其復(fù)雜。該結(jié)構(gòu)國內(nèi)獨(dú)一無二，國際上也尚屬首創(chuàng)。為建設(shè)“國內(nèi)最好、世界一流”的體育場(chǎng)，全面貫徹落實(shí)“綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)、人文奧運(yùn)”的理念，確保圓滿完成鋼結(jié)構(gòu)工程安全、質(zhì)量、功能、工期和造價(jià)等方面的建設(shè)目標(biāo)，必須根據(jù)工程的特點(diǎn)和難點(diǎn)，進(jìn)行國家體育場(chǎng)（鳥巢）特大型空間異型鋼結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)研發(fā)�！�
此研究屬于建筑工程施工技術(shù)領(lǐng)域，成果主要內(nèi)容如下：完成了支撐體系設(shè)計(jì)與制作、安裝技術(shù)。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、吊裝分段形式和下部混凝土看臺(tái)結(jié)構(gòu)的布置情況，在主桁架下弦交叉節(jié)點(diǎn)的位置設(shè)置80個(gè)3×3m格構(gòu)式支撐塔架。
360m跨雙斜拱空間結(jié)構(gòu)鋼屋蓋施工技術(shù)
南京奧體中心主體育場(chǎng)屋頂結(jié)構(gòu)體系是由與水平面成45°傾斜的三角形變斷面鋼桁架拱和由數(shù)十條鋼箱型梁形成的中空馬鞍形空間結(jié)構(gòu)組成，整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)體系在各種不同荷載組合情況下，分別由主拱和鋼箱梁外端的“V”型支撐將荷載傳至下部結(jié)構(gòu)。
此項(xiàng)目屬于建筑工程施工技術(shù)領(lǐng)域，成果主要內(nèi)容如下：支撐胎架設(shè)置技術(shù)根據(jù)大跨度雙斜拱空間結(jié)構(gòu)鋼屋蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，特別是結(jié)構(gòu)體系中屋面箱型梁與雙斜拱互相依托的特點(diǎn)，采用一套臨時(shí)支撐體系、屋面先施工、斜拱后施工的技術(shù)措施，確保施工過程中結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并降低了臨時(shí)支撐體系的技術(shù)措施費(fèi)用。具體為：主拱與屋面系統(tǒng)共同設(shè)置一套支撐胎架，主拱施工直接在屋面系統(tǒng)上進(jìn)行，即屋面系統(tǒng)下設(shè)置支撐胎架，并支承在箱型梁下，待屋面系統(tǒng)安裝完畢后，再安裝主拱。
上海環(huán)球金融中心超高層（492米）復(fù)雜體系巨型鋼結(jié)構(gòu)安裝成套技術(shù)
成果的主要用途、技術(shù)原理：上海環(huán)球金融中心位于上海市浦東新區(qū)陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)Z4-1街區(qū)，北臨世紀(jì)大道，西面與金茂大廈相鄰，建筑高度492米，是目前國內(nèi)最高的超高層建筑。
關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)：巨型結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)。地下室巨型柱分為兩段，由150噸履帶吊和M440D塔吊進(jìn)行安裝。地上部分巨型柱在標(biāo)準(zhǔn)樓層每3層一節(jié)，在設(shè)備/避難層2層一節(jié)，主要由M900D塔吊進(jìn)行安裝。帶狀桁架主要根據(jù)運(yùn)輸及吊車性能的限制進(jìn)行分段，并考慮盡量減少高空現(xiàn)場(chǎng)焊接作業(yè)量，將所有桁架的腹桿和立桿全部分割為散件（見下圖帶狀桁架分段示意圖）。在安裝時(shí)利用原有結(jié)構(gòu)設(shè)置臨時(shí)支撐架，按照先下弦、然后立柱及腹桿、最后安裝上弦的順序進(jìn)行安裝，在帶狀桁架整體校正合格后開始焊接。
索網(wǎng)－軸壓桿支撐體系整體提升成套技術(shù)
大跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)（網(wǎng)架、網(wǎng)殼）常用的施工方法有高空散拼法、分條分塊吊裝法、滑移法、整體提升法等。由于每個(gè)工程的唯一性以及現(xiàn)場(chǎng)條件的復(fù)雜性和多樣性，每種施工方法都有一定的適用范圍和局限性�；谝陨系男袠I(yè)背景，結(jié)合近幾年施工的一些大跨度網(wǎng)架（網(wǎng)殼）項(xiàng)目，借助于傳統(tǒng)的拔桿提升工藝，在大量研究和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，有關(guān)人員開發(fā)了“索網(wǎng)-軸壓桿支撐體系整體提升系統(tǒng)”。該套系統(tǒng)利用壓桿穩(wěn)定的基本原理，以一定數(shù)量的軸壓桿為基本受力單元，鋼索縱橫拉結(jié)組成的索網(wǎng)-軸壓桿體系為承力結(jié)構(gòu)，以動(dòng)力牽引滑輪組作為提升機(jī)構(gòu)，配合結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、索力監(jiān)測(cè)和提升同步監(jiān)測(cè)等科學(xué)手段，將拼裝完成的網(wǎng)架（網(wǎng)殼）結(jié)構(gòu)提升到預(yù)定位置。
該套系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：適用范圍廣；網(wǎng)架（殼）拼裝工作基本在低空完成，無需支撐胎架；網(wǎng)架（殼）結(jié)構(gòu)施工應(yīng)力��；與土建施工交叉干擾少，工期短。
高強(qiáng)異型節(jié)點(diǎn)厚鋼板現(xiàn)場(chǎng)超長斜立焊施工技術(shù)
所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域在鋼結(jié)構(gòu)安裝、焊接領(lǐng)域，本工程外框雙向傾斜鋼柱大部分為多箱體截面因結(jié)構(gòu)受力需要，部分鋼柱分節(jié)后的單節(jié)重達(dá)120t，超出現(xiàn)場(chǎng)吊裝設(shè)備的起重能力（最大吊裝設(shè)備為M1280D塔吊，最大起重能力為80噸），根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鋼柱不能再分節(jié)，為滿足吊裝，需將鋼柱的部分箱體或牛腿與主體進(jìn)行分離安裝、現(xiàn)場(chǎng)焊接。分體柱的現(xiàn)場(chǎng)焊縫具有如下焊接特點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)焊接長度較大，最長為14.88m，焊縫連續(xù)填充量大，單條焊縫填充量達(dá)0.55t。焊接時(shí)，每根鋼柱需要同時(shí)成對(duì)焊接近30m的焊縫，大量的焊接熱量集中，焊接應(yīng)力和變形控制難度非常大，在國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)安裝焊接中極為罕見，尚沒有先例可借鑒。焊接母材材料強(qiáng)度等級(jí)高，Q390D、Q420D高強(qiáng)鋼可焊性程度、焊接參數(shù)、焊接應(yīng)力和變形控制等受現(xiàn)場(chǎng)條件、焊接位置與焊接環(huán)境影響，存在較多的不確定性因素，對(duì)于復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)方面，尚無成熟的焊接規(guī)范及焊接工藝參數(shù)作參照。
復(fù)雜預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)創(chuàng)新施工技術(shù)研究
本課題針對(duì)我國國內(nèi)復(fù)雜預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)開發(fā)研究，創(chuàng)造性地綜合與開發(fā)了系列的復(fù)雜預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)――包括預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)帶索施工滑移技術(shù)、施工過程仿真分析技術(shù)、預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)施工張拉技術(shù)、施工全過程監(jiān)測(cè)及長期健康監(jiān)測(cè)技術(shù)、復(fù)雜預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、安裝技術(shù)等。這些成果不僅針對(duì)復(fù)雜預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)施工應(yīng)解決的一系列課題提出了合理、有效的解決辦法。復(fù)雜預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在國家體育館及天津?yàn)I海國際會(huì)議中心工程施工中，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，體現(xiàn)了技術(shù)是第一生產(chǎn)力的價(jià)值。累積滑移施工方案實(shí)現(xiàn)了多工種交叉施工，在兩工程中節(jié)省工期近4個(gè)月與1個(gè)月，獲得經(jīng)濟(jì)效益400萬元與50萬元。
大型、復(fù)雜、特殊形狀鋼結(jié)構(gòu)制作新工藝、新技術(shù)的研究及應(yīng)用
有關(guān)人員針對(duì)近幾年來承擔(dān)的北京奧運(yùn)工程、國家大劇院、中央電視臺(tái)新址、上海環(huán)球金融中心、廣州新電視塔、廣州珠江新城西塔等工程中遇到的大型、復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程的制作加工進(jìn)行了新工藝、新技術(shù)的研究開發(fā)。下面僅介紹四項(xiàng)工程復(fù)雜節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的加工新工藝、新技術(shù)。廣州珠江新城西塔工程X型節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)主要由φ1800×50~φ1150×30外筒立柱、70~100mm厚橢圓形拉接板、加勁環(huán)、加勁板及樓層梁牛腿等組成。上海環(huán)球金融中心F89~F91樓層的外周圈帶狀桁架與巨型柱連接節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)有十多個(gè)構(gòu)件交匯于此，采用鑄鋼件節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的延續(xù)牛腿和附件由相關(guān)人員加工裝焊。中央電視臺(tái)新臺(tái)址主樓鋼結(jié)構(gòu)目字型多向柱及其蝶型牛腿的加工制作新工藝。國家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)工程多牛腿交匯處的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)制作新工藝。
上述科技成果具有一定的創(chuàng)新性和先進(jìn)性，由于在研究過程中注重傳統(tǒng)工藝和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的結(jié)合，成本較低，具有相當(dāng)?shù)耐茝V價(jià)值。
移動(dòng)網(wǎng)架式承重架鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)
本項(xiàng)目屬于建筑施工領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目。立項(xiàng)背景：根據(jù)2004年3月5日陜西建工集團(tuán)總公司關(guān)于“移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用”的立項(xiàng)文件，將鎮(zhèn)江電廠三期干煤棚、揚(yáng)州二電廠擴(kuò)建工程干煤棚和廈門太古四期、五期工程等列為試點(diǎn)項(xiàng)目。
成果的創(chuàng)造性、先進(jìn)性：移動(dòng)網(wǎng)架式承重架施工技術(shù)的創(chuàng)造性在于使用“網(wǎng)架結(jié)構(gòu)”作為結(jié)構(gòu)承重架，在國內(nèi)尚無同行業(yè)使用；先進(jìn)性在于其可拆卸和組裝，重復(fù)使用，長期成本低，安全可靠，多用途，適用性強(qiáng)。該技術(shù)充分利用了目前空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件已趨于成熟、空間結(jié)構(gòu)多樣性的特點(diǎn)，用輔助網(wǎng)架結(jié)構(gòu)服務(wù)于主體鋼結(jié)構(gòu)，由于承重網(wǎng)架結(jié)構(gòu)配合主體工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工條件和施工組織諸因素而設(shè)計(jì)，故針對(duì)性強(qiáng)，理論驗(yàn)算也比扣件式鋼管腳手架更可靠、科學(xué)，其使用安全性更能得到保證，技術(shù)成果體現(xiàn)了一種新的施工方法和思路。
X-Steel三維鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件二次開發(fā)
現(xiàn)在社會(huì)中，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展日新月異。鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)已經(jīng)越來越成為了一個(gè)重要的過程，它承擔(dān)著原設(shè)計(jì)與加工廠之間的傳遞，所以鋼結(jié)構(gòu)詳圖的準(zhǔn)確性直接影響著整個(gè)工程的質(zhì)量。為提高詳圖設(shè)計(jì)的效率，鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)應(yīng)用的軟件已從AUTOCAD等二維設(shè)計(jì)軟件向X-Steel等三維設(shè)計(jì)軟件轉(zhuǎn)換。三維設(shè)計(jì)軟件遵循所見即所得的實(shí)體建模形式，可以大幅度提高鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的加工和安裝的速度和準(zhǔn)確度。然而，由于X-steel軟件本身開放度不夠，留給設(shè)計(jì)人員自主開發(fā)的余地很小，對(duì)上游設(shè)計(jì)院提供的結(jié)構(gòu)模型，詳圖設(shè)計(jì)師無法直接利用，只能再次手工建模，重復(fù)工作量大且需花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行模型的校對(duì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件與詳圖設(shè)計(jì)軟件的接口開發(fā)。該接口的開發(fā)旨在有力地集成公司上下游的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，將鋼結(jié)構(gòu)分析軟件的數(shù)據(jù)無縫地鏈接到詳圖設(shè)計(jì)軟件中，即在建模階段減少手工勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率。
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