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央視新臺(tái)址鋼結(jié)構(gòu)主樓成國(guó)內(nèi)用鋼量最大的單體鋼結(jié)構(gòu)建筑物

作者：鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間：2010-09-02 15:42:00 [收藏]
    央視新臺(tái)址主樓是國(guó)內(nèi)用鋼量最大的單體鋼結(jié)構(gòu)建筑物。它以超前的設(shè)計(jì)理念、獨(dú)特的建筑造型和雙向傾斜的結(jié)構(gòu)體系令世人矚目。這種連接節(jié)點(diǎn)之復(fù)雜、構(gòu)件形體之巨、施工難度之大的特大型高層重
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        央視新臺(tái)址主樓是國(guó)內(nèi)用鋼量最大的單體鋼結(jié)構(gòu)建筑物。它以超前的設(shè)計(jì)理念、獨(dú)特的建筑造型和雙向傾斜的結(jié)構(gòu)體系令世人矚目。這種連接節(jié)點(diǎn)之復(fù)雜、構(gòu)件形體之巨、施工難度之大的特大型高層重鋼結(jié)構(gòu)舉世罕見(jiàn)。

        作為世界最具特色的建筑之一，它的建造過(guò)程受到人們的關(guān)注。建造這項(xiàng)建筑，施工技術(shù)和質(zhì)量要達(dá)到世界先進(jìn)水平。這無(wú)疑是對(duì)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)施工企業(yè)技術(shù)水平的一種挑戰(zhàn)，考驗(yàn)著建設(shè)者的智慧。

        超高空跨度懸挑的力學(xué)考驗(yàn)

        央視新臺(tái)址主樓由兩座整體向內(nèi)雙向傾斜的塔樓通過(guò)底部裙樓，和頂部的L型懸壁連成一體，形成一個(gè)折角門(mén)式建筑。工程總建筑面積47萬(wàn)平方米，建筑高度達(dá)234米。鋼結(jié)構(gòu)占地面積為1.5萬(wàn)平方米，用鋼量達(dá)12.5萬(wàn)噸，鋼結(jié)構(gòu)數(shù)量4.2萬(wàn)多件，主要構(gòu)件為重型鋼柱、鋼梁、斜撐和巨型轉(zhuǎn)換桁架。

        由于主樓鋼結(jié)構(gòu)建造規(guī)模宏大，構(gòu)件重、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，對(duì)構(gòu)件吊裝、測(cè)量定位、變形控制以及施工管理的要求非常高，需要有與之相匹配的特大型垂直運(yùn)輸設(shè)備、施工平面管理水平以及先進(jìn)的建造施工技術(shù)。為了滿足建筑美觀、結(jié)構(gòu)承力和使用功能要求，懸臂結(jié)構(gòu)的體型龐大、外挑距離長(zhǎng)、超重。因此，只有形成整體受力，才能確保結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和安全性。施工過(guò)程面臨嚴(yán)峻的建筑力學(xué)考驗(yàn)，具有很大的難度和風(fēng)險(xiǎn)。為了使兩座塔樓的懸臂能在空中順利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角合龍，確保結(jié)構(gòu)安全，需要采取特殊的施工措施。

        針對(duì)央視新臺(tái)址主樓鋼結(jié)構(gòu)的雙向傾斜和三角型單元結(jié)構(gòu)受力的特征及巨大的施工難度，特別是超大懸臂結(jié)構(gòu)的超高空跨度懸挑施工，施工單位中建鋼構(gòu)有限公司研制了特大型塔吊在純鋼結(jié)構(gòu)中的爬升施工技術(shù)、大型臨時(shí)棧橋解決吊裝受限的施工技術(shù)、預(yù)應(yīng)力錨栓張拉技術(shù)、施工預(yù)調(diào)值處理與結(jié)構(gòu)變形控制技術(shù)、傾斜鋼結(jié)構(gòu)智能測(cè)控技術(shù)、高強(qiáng)超長(zhǎng)超厚板安裝技術(shù)等一系列針對(duì)性強(qiáng)、科技含量高、先進(jìn)的施工工藝和技術(shù)用于鋼結(jié)構(gòu)建造。

        蝶形節(jié)點(diǎn)催使焊接技術(shù)的創(chuàng)新

        隨著鋼結(jié)構(gòu)工程逐漸大型化，技術(shù)要求越來(lái)越高。結(jié)構(gòu)施工計(jì)算分析和誤差調(diào)整分析越來(lái)越重要。作為進(jìn)行這類(lèi)工程施工最關(guān)鍵的技術(shù)措施之一，首先要保證結(jié)構(gòu)施工計(jì)算的正確性；其次要確保施工誤差調(diào)整的可控性。同樣，央視新臺(tái)址主樓鋼結(jié)構(gòu)各項(xiàng)施工方案在實(shí)施前就運(yùn)用SAP、ANSYS、CAD等技術(shù)進(jìn)行了大量的結(jié)構(gòu)施工計(jì)算分析，確定了施工的措施。

        建筑設(shè)計(jì)為追求別致造型，大膽創(chuàng)新，對(duì)局部應(yīng)力大、傳力路徑復(fù)雜、桿件多角度交匯受力部位，大量采用了蝶形節(jié)點(diǎn)和復(fù)雜箱型截面。體型較大，焊接環(huán)境和位置復(fù)雜多變，有橫焊、立焊、斜焊、爬坡焊、仰焊等多種形式。多向構(gòu)件焊接后的焊接殘余應(yīng)力無(wú)法釋放，極易產(chǎn)生裂紋。針對(duì)這些特點(diǎn)，項(xiàng)目部采用了二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接技術(shù)，利用先進(jìn)的焊接設(shè)備和材料，采取嚴(yán)密的防風(fēng)雨措施改善焊接環(huán)境。

        鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)焊接中，最有難度的要算厚100毫米、長(zhǎng)達(dá)14.88米的超長(zhǎng)立向焊縫連接。由于沒(méi)有先例可借鑒，焊接的不可預(yù)見(jiàn)性太多，極易產(chǎn)生巨大的焊接應(yīng)力，造成柱體變形和焊縫冷裂紋。

        項(xiàng)目部創(chuàng)造性地使用抗風(fēng)挺度的藥芯焊絲進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接與電加熱技術(shù)相結(jié)合，按照分段退焊、多人同時(shí)對(duì)稱(chēng)焊接、晝夜連續(xù)焊接的方法進(jìn)行。

        “空中樓閣”變空中平臺(tái)

        施工較大的考驗(yàn)超大懸臂鋼結(jié)構(gòu)超高空安裝。從兩座塔樓延伸出的外框結(jié)構(gòu)和桁架共同構(gòu)成在空中相互作用、相互依存的受力體系，宛如一座空中樓閣。針對(duì)超大型懸臂的結(jié)構(gòu)特征，最大限度利用塔吊的空中移位后的起重性能，先以盡可能少的構(gòu)件和自重逐步階梯延伸合龍，形成空中平臺(tái)，創(chuàng)造安全的施工環(huán)境。

        懸臂安裝的合龍是工程最大的技術(shù)難題，兩段懸臂需以最小自重在短時(shí)間內(nèi)迅速完成合龍。項(xiàng)目部選擇“兩塔懸臂分離安裝、逐步階梯延伸、空中階段合龍”的安裝方法，即在平面上以跨為單元，在立面分三階段，用大型動(dòng)臂塔吊進(jìn)行高空散件安裝，兩座塔樓階段安裝成型。分三次合龍完成懸臂最關(guān)鍵部位——轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。

        隨著大樓的成功合龍和最終落成，在施工過(guò)程中產(chǎn)生的一系列鋼結(jié)構(gòu)工藝、技術(shù)和預(yù)調(diào)值反形控制措施以及優(yōu)秀的鋼結(jié)構(gòu)施工管理模式，是對(duì)我國(guó)復(fù)雜重型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的有力補(bǔ)充，這一實(shí)踐也為特大型鋼結(jié)構(gòu)工程大量運(yùn)用高強(qiáng)超厚板提供施工技術(shù)支持，可進(jìn)一步推動(dòng)國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)度超厚度結(jié)構(gòu)鋼的運(yùn)用，對(duì)國(guó)內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，具有積極的創(chuàng)新意義。
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