超高层建筑施工技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,超高层建筑,施工技术,华南理工大学土木与交通学院,提纲,一、,深基坑工程及逆作法,施工,二、,高大支模及转换层,施工,三、,超高,层,泵送混凝土技术和塔吊技术,四、,超高层钢结构技术,五、,超高层建筑,施工,安全管理,一、,深基坑工程及逆作法,施工,广东省规定：对开挖深度超过,5,米,(,含,5,米,),的深基坑支护须有专项施工方案设计，必须注明支护有效使用时限，必须完善专家论证及相关单位审批手续。,又,按广东省建筑工程深基坑开挖临时支护工程管理规定：“开挖深度超过,10,米或地质条件较复杂的基坑支护设计和施工组织设计，必须由建设单位主持，设计单位、监理单位、施工单位、工程所在地地级市建设行政主管部门和质监站，并聘请有关岩土设计、科研等单位的专家参加评审，最后由工程所在地地级市建设行政主管部门批准”。,1,、某工程有三层地下室，基坑面积大，根据地质情况和工程所处地理环境，在基础施工过程中，,基坑支护,、,基坑止水,、降排水及,基坑土方,开挖非常关键。通常做法有：,1,）采用,钻孔灌注桩加旋喷桩或深层搅拌桩再加锚索形成组合支护结构和止水帷幕方式,（顶部可适当放坡以减少工程量）。锚索施工由于受地质及地下水情况的影响较大，成孔和注浆质量的控制相对难度较大。从这个角度来说，控制好锚索成孔和注浆质量对基坑的稳定性将起到决定性作用。同时，在锚索施工中锚索孔将穿透止水帷幕，如果在成孔及注浆时不能对锚索孔进行有效的封堵，则将造成孔口渗漏，影响到止水帷幕的效果，存在安全隐患，易引起基坑长期渗水并冒出流沙，导致基坑四周道路、地下管线甚至建筑物出现开裂、下沉等，造成安全事故。钻孔桩和旋喷桩也有类似问题。因此,锚索成孔、注浆、钻孔桩和旋喷桩等工的质量对止水帷幕的成败也将起到重要的作用,。,天郎海峰项目,，是,3,层地下室,，,地上,58,层,；图示为基坑已开挖完毕，基础桩（冲孔桩、静压桩）已施工完成。,天海山色圆,项目，同是,3,层地下室，地上,33,层,。图示为基坑已开挖完毕，基础桩（冲孔桩）已施工完成，底板钢筋正在安装。,2,）广东省地下水丰富、流沙严重、周边环境复杂的地段常,采用地下连续墙加内支撑,方法，即将地下室外墙作为基坑支护结构先施工，虽然造价相对较高，但基坑支护结构及止水效果较好，可以确保基坑工程和周围环境的安全；如果采用正作法施工，,内支撑可采用环梁加桁架的方式,，可少占基坑施工空间。,3,）超高层建筑工程，若同时具有三层及以上地下室，可考虑,逆做法或半逆作法,进行施工，即在做地下连续墙的同时做工程桩（钻孔灌注桩）及地下钢管砼柱，然后做好地下室顶板后，可同时往,0.00,以下和以上施工。该方法其好处有：,基坑及地下室施工非常安全；,利用地下室各层楼盖作为基坑支护结构内支撑，节省了内支撑的费用；,基坑采用盖挖，并可利用顶板做材料、设备堆场，有利于文明施工；,最大好处是总体施工工期能节约,8,至,10,个月，给工程建设带来极大的时间价值，工程提前竣工，提前产生经济效益；,从直接费分析来看，虽然地下连续墙造价较高、且地下施工时人工费和机械费会增加，但利用地下室永久性外墙作为基坑支护结构，省掉了临时基坑支护结构费用，同时节省了内支撑的费用，两者直接费是基本持平；但工期提前减少了间接费并加快资金回笼，总体经济效益显著。,不足之处是限制基础只能采用钻孔灌注桩，一般不能采用预制管桩，桩基础施工周期长，也不便于采用大型机械进行土方开挖。,2,、,土方开挖及监测,：开挖时应保持支护结构的稳定，确保施工安全。,1,）土方开挖前，审查承包方基坑开挖施工方案，审查的主要方面有：基坑开挖是否遵循“,分层、分区（分块、分段）对称均衡开挖,的原则；,基坑监测,的项目、测点布置、观测方法、观测频率和临界状态报警值、监测结果处理及反馈等是否符合该基坑工程的安全等级要求和现场的具体特点。,2,）基坑土方开挖施工关系到基坑的稳定性及施工安全，督促施工单位严格按照施工方案进行施工，保证“分层、分区、对称、均衡”开挖。,整个基坑和地下室施工期间要做好基坑支护结构和周围环境的,监测,，做到信息化施工，并做好应急预案措施。,3,、逆作法施工,逆作法施工即在土方开挖前，先沿工程周围筑地下连续墙作为永久性地下室外墙同时作为基坑支护结构（见图,1,），同时在建筑物内部做框架支柱、灌注桩或临时支柱。然后开挖第一层土方到地下室顶板底面或负一层板底面标高，浇筑该层的楼盖，以利用其作支撑系统。按照上述方法继续向下开挖并向下逐层施工。同时在已完成的地面负一层楼盖处，向上逐层进行结构施工。这就是逆施法施工的基本原理。如图,2,所示。逆作法可分为全逆作法、半逆作法和部分逆作法。,逆施法施工的优点是利用地下室工程的梁板作支撑，因为其刚度很大，从而使支护结构的变形小，同时节约了支撑的花费；它可以上下同时施工，交叉作业，缩短工期；利用顶板作为材料堆场，并进行盖挖，有利于文明施工。但是它造成了挖土施工比较困难，而且地下室梁板与墙柱的接头很多，施工工序多，造成工效较低。,地下连续墙,（,a,）成槽 （,b,）插入接头管 （,c,）放入钢筋笼 （,d,）浇筑混凝土,图,1,地下连续墙形成过程示意图,1-,已完成的单元槽段；,2-,泥浆；,3-,成槽机；,4-,接头管；,5-,钢筋笼；,6-,导管；,7-,混凝土,（一）地下连续墙施工工艺,导墙施工,挖槽、清槽,清槽,下放接头管、钢筋笼,水下混凝土浇筑,（二）逆作法施工,图,2,逆作法施工工艺,1-,地下连续墙；,2-,钻孔灌注桩中间支承柱,对于局部岩层较浅、连续墙嵌固深度较短以及电梯坑位置挖深较深的情况,采用局部留土反压的方法来解决,支承柱在底板以上部分多采用钢管混凝土或,H,型钢作柱身，以便于与地下室的梁、板等构件连接。底板以下部分一般采用混凝土灌注桩，做为支承柱的基础。以采用钢管混凝土为例，其施工工艺如图,3,所示。,（,a,）（,b,）（,c,）,图,3,支承柱施工,（,a,）反循环钻孔；（,b,）吊放钢筋笼、浇筑混凝土；（,c,）浇筑自凝混凝土,1-,补浆管；,2-,护筒；,3-,钻机；,4-,排浆管；,5-,混凝土导管；,6-,定位装置；,7-,泥浆；,8-,钢管柱；,9-,自凝泥浆；,10-,混凝土柱,逆作法施工步骤大致如下,:,(1),施工地下室四周的地下连续墙,其墙厚,800mm,深度为嵌入中风化岩内,2m,墙段接头为刚性连接,;,(2),吊装圆钢管混凝土柱及带约束拉杆异形钢管混凝土柱的钢管,钢管最长达,20-30m,重达,20t,随后用高抛砼技术结合或下导管加高频振动棒振法一次性完成管内的混凝土浇筑,;,(4),利用四周地下连续墙挡土,开挖地下一层土方,然后利用地面支模,施工地下一层的梁板,完成地下一层的楼盖结构,形成四周连续墙的第一道水平支撑,;,(5),以地下一层为基准层,同时向上及向下进行施工,向上施工剪力墙核心筒、首层楼盖结构以及上部结构,向下挖去地下二、三层的土方,;,(6),完成地下三层楼盖结构施工,形成四周连续墙的第二道水平支撑,;,(7),开挖地下四、五层土方,完成后进行补挖高层结构的尚余部分桩和浇筑地下室底板结构及桩台,从而与地下连续墙形成完整的地下室外壳结构。同时,在地下三层楼盖上支模施工地下二层楼盖结构,;,(8),利用地下室底板支模施工地下四层楼盖结构,同时,施工核芯筒剪力墙及地下连续墙衬墙。,在开挖地下二、三层及地下四、五层土方时,由于是“两层一挖”,而柱网尺寸又较大,创造了足够的空间尺度,采用大型挖掘机械也十分灵活自如,最多时有,6,台机械同时作业,土方则通过预留垂直出口,以大吊斗装卸运出地面。,根据桩端持力层承载力不高的特点,选用了最大直径为,6m,的,6,8m,长的大口径人工挖孔桩并按短墩设计。同时为配合逆作法施工及节省材料,采用了在大桩内先施工小直径桩待五层地下室开挖完成后才完成大直径桩的“套桩施工法”。,带约束拉杆异,(,方,),形钢管混凝土柱,钢管高强混凝土柱的现浇梁柱节点,槽段其中采用“工型”和“王型”钢板刚性接头。,地下连续墙与楼板、底板、梁和内壁墙的连接均采用固接，在墙内预埋双层钢筋；地下连续墙与钢筋混凝土梁的连接采用预埋钢梁盒；与内壁墙的连接采用预留胡须筋的方式。,在逆作法施工中，前期施工的柱与后期的底板连接位置的防水处理是地下室底板中防水处理中的一个关键问题。采用在桩承台至底板面之间，把柱截面每边加大,300,，经过构造配筋处理后再加上止水钢板，使地下水不能直接从底板与柱的连接位置渗入。进一步提高地下室底板的防水能力。,二、,高大支模及转换层,施工,高支模施工,：根据住建部发布,危险性较大的分部分项工程安全管理办法,（建,200987,号）和模板规范（,JGJ162-2008,）的实施，除编制专项施工方案外，还须组织专家组进行论证审查。在地下室、裙楼、大堂、多功能大厅等处都有可能涉及高支模，针对高支模应对措施是必须编制专项施工方案，对以下内容提出明确控制措施和方法：,1,）模板体系必须经过严格计算，包括荷载、抗压、强度、刚度、稳定性以及基础计算和验算，确保结构本身及结构施工安全；,2,）必须进行专项备案和专家论证；,3,）加强验收，即对每个部位、环节实行严格验收；,4,）加强维护和保护；,5,）加强施工过程的旁站观察；,6,）做好技术及安全交底；,7,）控制拆模时间。,1,、整体思路,模板支撑设计计算出自于脚手架设计计算，但它与脚手架有较大的差别；一是承受垂直荷载大；二是在施工中输送、倾倒、振捣混凝土作业会增加垂直、水平荷载，使它产生较大的振摆；三是它无连墙杆牵拉约束摆动，这对模板支撑稳定，尤其是对高支模稳定很不利。,高支模坍塌事故都是失稳破坏造成的，而且都是先从局部垮塌，使钢筋混凝土牵动模板支撑往垮塌处倾倒，造成大面积坍塌。因此，要针对高支模承受荷载和结构特点，增大荷载分项系数，设置水平拉杆、剪刀撑、斜撑加固，以提高高支模的稳定强度。,某八层转换层大梁截面最大为6002400,在混凝土浇筑时垂直、水平荷载大,需对其侧面、底部支撑进行验算。同时因其底部直接支撑在楼面上，按模板工程施工要求，上层梁、板施工时，下面两层楼板支撑不可拆除，因此须对6、7层梁、板支撑和5层楼面进行验算，确保现场施工安全。,2,、构造设计,（,1,）转换层大截面梁模板及支撑体系设计,1,）模板：梁底模、侧模均采用,18mm,厚的覆膜胶合板；,2,）背楞：梁底模板底楞、侧模竖楞均采用,50mm,100mm,的木方，底楞间距,250mm,，架设在支撑体系顶端纵向连系杆上；侧模竖楞间距,300mm,，采用间距,400,的,48,3.5,的双钢管夹牢；,3,）对拉螺杆：采用,12,的圆钢制作，横向间距,600mm,，纵向间距,400mm,；,4,）支撑体系：采用,48,3.5,的钢管搭设，梁底部立杆间距,300mm,排距,500mm,；板底立杆间距,900mm,，排距,1000mm,，横杆步距,1500mm,。,3,、模板及其支撑体系验算,（,1,）,8,层转换层大截面梁高支模验算,1,）侧模计算,A,、模板侧压力计算,新浇混凝土作用模板的最大侧压力取下列二式中的最小值,:,式,:,式,:,式中：,混凝土重力密度，取,24KN/m,2,；,混凝土初凝时间，按,4h,计算；,混凝土浇灌速度，为减小模板的侧压力，混凝土采用分层浇筑，控制混凝土的浇筑速度在4m/h以内。,混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度,其最不利位置为侧模最下方，按,2.4m,计算；,外加剂影响修正系数，本工程所用混凝土掺入适量外加剂，取,1.2,；,混凝土坍落度影响修正系数，工程采用泵送商品混凝土，混凝土坍落度为,110mm150mm,，按,1.15,计算。,则,:=0.22,24,4,1.2,1.15,=58.29KN/m,2,=24,2.4=57.6KN/m,2,取二者最小值，得新浇混凝土对模板最大侧压力为,57.6KN/m,2,。,B,、对拉螺杆计算,采用,12,对拉螺杆，横向间距,600mm,，纵向间距,400mm,，则每根对拉螺杆承受的拉力为：,P=57.6,0.6,0.4=13.824KN,；,其拉应力为,:,=13.824,1000,（,3.14,62,）,=122.293N/mm,2,=210 N/mm,2,；,能够满足施工要求,。,C、模板验算,强度验算,侧模后竖楞间距300mm，模板宽度取1000mm，可简化为3跨计算，则模板计算简图为：,最大弯矩位于中间支座处，,M,0,=57.6,0.3,2,10=0.52KN,m,模板截面抵抗矩：,W=54000mm,3,模板应力：,=0.52,10,6,54000=9.63N/mm,2,f,m,=13N/mm,2,能够满足施工要求,剪力验算,最大剪力位于,1,、,3,跨中间支座处,V=0.6ql=0.6,57.6,0.3=10.37KN,max,=3V/2bh=3,10370,（,2,1000,18,）,=0.86N/mm,2,f,v,=1.4mm,2,能够满足施工要求,挠度验算,=1000 18,3,/12=486000,=57.6,300/(150,10000,486000)=0.64mm,=300/400=0.75 mm =0.64 mm,能够满足施工要求,。,D、竖楞计算,强度验算,竖楞后钢管间距400mm，共5跨，可简化为3跨计算，其计算简图如下：,最大弯矩,M,0,=17.28,0.4,2,10=0.276KN,m,竖楞采用宽,50mm,、高,100mm,的木方，其截面抵抗矩：,W=83333mm,3,竖楞应力为：,=0.276,10,6,83333=3.31,f,m,=13N/mm,2,能够满足施工要求。,剪力验算,V=0.6ql=0.6,17.28,0.4=4.15KN,max,=3V/2bh=3,4150,（,2,100,50,）,=1.25N/mm,2,f,v,=1.4mm,2,能够满足施工要求。,挠度验算,=50,100,3,/12=4166666,=17.28,400/(150,10000,4166666)=0.07mm,=400/400=1.0mm =0.07 mm,能够满足施工要求。,2,）底模计算,A,、荷载计算,模板自重,:2.7KN/m,2,新浇混凝土自重：,24,2.4=57.6KN/m,2,钢筋自重：,1.5,2.4=3.6KN/m,2,施工人员及设备荷载：,2.5KN/m,2,振捣混凝土荷载：,2.0KN/m,2,倾倒混凝土荷载：,6.0KN/m,2,荷载设计值：,1.2,(2.7+57.6+3.6)+1.4,(2.5+2.0+6.0)=91.38KN/m,2,B,、模板验算,强度验算,模板底楞间距,250mm,，模板宽度,600mm,，简化为,3,跨计算，计算简图如下：,最大弯矩,M,0,=54.83,0.25,2,10=0.343KN,m,W=32400mm,3,=0.343,10,6,32400=10.58,f,m,=13N/mm,2,能够满足施工要求。,剪力验算,V=0.6ql=0.6,54.83,0.25=8.22KN,max,=3V/2bh=3,8220,（,2,600,18,）,=1.14N/mm,2,f,v,=1.4mm,2,能够满足施工要求。,挠度验算,=600,18,3,/12=291600,=54.83,250/(150,10000,291600)=0.49mm,=250/400=0.625mm =0.49 mm,能够满足施工要求。,C、底楞验算,强度验算,底楞采用3根钢管顶撑，则其计算简图如下：,最大弯矩位于中间支撑处，,M,0,=22.85,0.3,2,8=0.206KN,m,W=83333mm,3,底楞应力为：,=0.206,10,6,83333=2.47,f,m,=13N/mm,2,能够满足施工要求。,剪力验算,V=0.6ql=0.6,22.85,0.3=4.113KN,max,=3V/2bh=3,4113,（,2,100,50,）,=1.234N/mm,2,f,v,=1.4mm,2,能够满足施工要求。,挠度验算,=50,100,3,/12=4166667,=22.85,300/(150,10000,4166667)=0.032mm,=300/400=0.75mm =0.032 mm,能够满足施工要求。,D,、钢管验算,强度验算,竖向钢管排距,500mm,，则支承模板底楞木的钢管计算简图如下,:,最大弯矩位于中间支座处，大小为：,M,max,=0.286FL=0.267,6.85,0.5=0.914KN,m,钢管截面抵抗矩,W=5.08,10,3,mm,3,钢管应力,=0.914,10,6,（,5.08,10,3,）,=179.92,=205N/mm,2,能够满足施工要求。,剪力验算,最大剪力位于中间支座处，大小为：,V,max,=1.267,6.48=8.21KN,钢管截面积为：,489mm,2,=8.21,10,3,489=16.79N/mm,2,f,v,=125mm,2,能够满足施工要求。,挠度验算,钢管截面惯性矩,=12.19 10,弹性模量,=2.1 10,。,最大挠度为：,=1.883,6.48,10,3,500,3,/(100,2.1,10,5,12.19 10),=0.60mm,=500/400=1.25mm,能够满足施工要求。,3,）支撑验算,A,、强度验算,钢管间距为,500mm,300mm,，竖向荷载为,91.38KN/m,，作用于每根钢管上的竖向力,F=91.380.30.5=13.71KN,按强度计算，支柱的受压应力为：,=N/A=13710/489=28.04N/mm,2,=205N/mm,2,B,、稳定性计算,已知钢管净截面积,A=489mm2,，钢管回转半径,i=15.78mm,，大横杆间距,1500mm,。,长细比,=L/i=1500/15.78=95,查相关表得轴心受压构件的稳定系数,=0.676,则,=N/,A=13710/(0.676,489)=41.48N/mm,2,=205N/mm,2,能够满足施工要求。,（4）转换层下部结构支撑验算,根据模板工程施工要求，上层梁、板施工时，下面两层楼板支撑不可拆除，6层、7层模板及支撑体系未拆除，8层转换层大梁通过支撑体系将荷载分别传递到7层、6层和5层楼面上，5层梁、板下部支撑已拆除，需对其楼板结构进行验算。同时需要对7层和6层的支撑体系进行验算。,因在荷载传递过程中，由于7层和6层梁、板已经达到一定强度，故可在传递过程中卸去部分荷载，而6、7层支撑体系完全相同，故对于支撑体系只需验算7层梁、板支撑即可。,1,）,7,层梁、板支撑计算,7,层支撑立杆间距,900mm,排距,1000mm,水平杆间距,1500mm,。查表取得,7,层楼板荷载传递系数,0.45,。,则,7,层支撑荷载为：,0.45,91.38=41.12KN/m,2,每根立杆承受的荷载为,41.12,1.0,0.9=37.008KN,A,、强度验算,=N/A=37008/489=75.68N/mm2,=205N/mm,2,B,、稳定性计算,已知钢管净截面积,A=489mm,2,，钢管回转半径,i=15.78mm,，大横杆间距,1500mm,。,长细比,=L/i=1500/15.78=95,查相关表得轴心受压构件的稳定系数,=0.676,则,=N/,A=37008/(0.676,489)=111.9N/mm,2,4,的水即可使用，水的用量有严格限制，一般控制水灰比,(W/C),小于,0.33,，应严格通过试验确定。,6,）混凝土配合比,在配置混凝土时,应注意骨料级配、含砂率、水泥用量以及混凝土的塌落度之间相互作用的关系。以往泵送混凝土的施工经验表明,坍落度在,90,130mm,的情况下均可顺利进行泵送施工。为保证高强混凝土施工的可泵性,应充分考虑坍落度的损失,输送距离、输送高度、时间等因素,混凝土出机配制坍落度应控制在,180,220mm,左右,水灰比宜控制在,0.28,0.35,范围内。,7,）混凝土配合比的修正,为了缩小室内试验与现场质量控制上的差异,并考虑施工现场材料吸水性、含水量有所不同，提高最优配合比的准确性、可靠性，需进一步对施工现场的材料做多组重复试验,直到满足要求且结果比较稳定为止。,配制该混凝土时,应与监理单位、施工单位一起密切配合，重点监督，对于,C60,混凝土，其混凝土,3d,抗压强度应达,45MPa,以上,现场,C60,混凝土必须留置标准试块，以便评定混凝土质量的水平。,（,C,）高强混凝土结构开裂防治措施,混凝土强度等级大量采用,C50,及以上，在采用泵送条件下，其混凝土收缩与水化热大大增加，约束应力裂缝很难避免，张拉前开裂，张拉后不闭合，裂缝控制难度较大，预应力结构裂缝允许宽度是严格的，预应力筋腐蚀属“应力腐蚀”并有可能脆性断裂，预兆性较小，裂缝扩展速度快，当裂缝深度小于,0.1,倍的结构厚度时出现表面裂缝，当裂缝深度趋于,0.10.5,倍的结构厚度之间时出现浅层裂缝，当裂缝深度趋于,0,。,51,。,0,倍的结构厚度时出现纵深裂缝，当裂缝深度等于结构厚度时出现贯穿裂缝。混凝土结构早期裂缝一般出现在一个月之内，中期裂缝约在,6,个月之内，其后,12,年或更长时间属于后期裂缝。,对于出现以上几种裂缝进行技术分析研究，其影响混凝土结构收缩和产生裂缝的主要因素：,1,、水泥用量越大，含水量越高，坍落度越大，收缩越大，一般高强混凝土比中低强度收缩大。,2,、砂岩作骨料收缩幅度增加，骨料粒粒径越粗，收缩越小，骨料粒径越细，砂率越高，收缩越大。,3,、环境湿度越大，收缩越小，越干燥收缩越大，早期养护时间越长，收缩越小，混凝土收缩和环境降温同时发生，收缩和裂缝产生加剧。,4,、水泥活性越高，颗料越大。,5,、暴露面积越大，包罗面积越小，收缩越大。,6,、外加剂及掺合料选择不当，严重增加收缩。,高强混凝土结构裂缝防治要求：在材料方面通过混凝土试配，优选材料和配合比，优选缓凝型外加剂及掺和料，先择合适的级配骨料，严格控制粗细骨料的含泥量，做好设备及计量装置的检验。在施工方面以控制混凝土坍落度及水灰比，做好保温浇水保湿养护的抹压等技术措施，和商品混凝土搅拌站进行协调，做好混凝土的级配及外加剂的优选，加强对气候的跟踪，合理安排混凝土浇筑施工期，降低混凝土的入模温差。,（二）超高层塔式起重机技术,塔式起重机根据其类型分为外附式及内爬式。塔式起重机型号、类型及布置情况结合工程实际特点选择。,1,、内爬式塔吊,（,1,）特点,1),制作成本低。塔身标准长度,48m,左右,不需随楼层升高而增加塔身标准节,所以整台塔吊所耗钢材少,总制作成本,(,售价,),低,比同样施工能力的附着式塔吊低,20%30%,。,2),使用费用低。附着式塔吊需构筑塔吊基础和附墙预埋件,有效施工能力小,相应吊装量小。内爬式塔吊安装在建筑物内部的特设开间结构上,无需另构筑塔吊基础,且有效施工能力大,每小时的吊次比外墙附着式塔吊多,20%30%,相应的作业台班吊装量比同样施工高度的附着式塔吊高,30%,以上,所以总使用费用比同样施工能力的附着式塔吊的使用费用低。,3),安全性好。在狭窄工地起伏式起重臂作业的安全性比水平式起重臂的好。如日本的内爬式塔吊采用起伏式起重臂。另外由于内爬式塔吊塔身不高,塔吊底座和部分塔节位于建筑的内部空间,所以整座塔吊的受风面积小,抗强风和台风能力强,抗震能力也强。这对多台风和地震的地区而言,此优点十分突出。,4),由于塔节少并且无水平支撑杆等附件,所以塔吊组件材料库占地面积较小,塔身在建筑物内部,能适应狭窄工地的施工。,（,2,）内爬式塔吊缺点：,为基座位于建筑物躯体上,需要预埋埋件,此处结构需补强,一般情况下可利用结构钢筋设置暗柱。,（,3,）内爬式塔吊的安装,考虑到内爬式塔吊的工作覆盖面和安装井道的结构特点,一般内爬式塔吊安装于电梯井内。,安装平衡臂、起重臂和配重三种工况属于塔吊安装过程中较危险的工况,此时悬臂构件作用于塔身上产生较大的倾覆力矩和垂直向下的作用力。为保证安装工序的安全,采取如下措施,:1),制作一个井字形的钢结构基础。该基础由,4,根,36a,工字钢两两上下重叠而成,并埋设于电梯井内,然后利用一条报废的半节标准节将塔身标准节和钢结构基础连接起来。,2),安装抗扭加强架。钢结构基础制作完毕后在电梯井的两侧壁上预留,4,个等高的洞以安装两根工字钢横梁,在工字钢横梁上再安装一道抗扭加强架,(,图,1),。,利用,1,台外爬式塔吊,依照外爬式塔吊的安装程序,将内爬式塔吊的各部构件安装完毕。,（,4,）内爬式塔吊的爬升,内爬式塔吊共设,3,道加强架,从下至上分别为承重加强架、抗扭加强架和过渡加强架,相邻加强架的间距在,7,11m,。三道加强架均搁置于两道工字钢横梁上。加强架与工字钢横梁间通过螺栓连接,而工字钢横梁则搁置于电梯井壁预留洞内,并通过螺栓连接或焊接方式与预埋于电梯井壁的牛腿牢固地连接起来。加强架均为可拆形式,以保证循环利用和功能互换。加强架与塔身标准节均为楔式连接。塔吊正常工作状态下,通过楔式连接稳固塔身；爬升状态下,可以方便地拆掉铁楔，并能在加强架与塔身标准节间留下空隙,以保证塔吊自由爬升。,承重加强架主要用于承受塔吊在各种工况下产生的垂直向下的作用力,抗扭加强架主要用于承受塔吊在各种工况下产生的扭矩和弯矩,并作为爬升过程中的爬升轨道。过渡加强架主要作为爬升过程中的爬升轨道,并最终作为抗扭加强架使用。正常工作状态下,塔吊只使用承重加强架和抗扭加强架以稳固塔身,爬升前,还需安装第三道加强架作为过渡加强架以保证塔吊爬升轨迹的可靠性。爬升前,拆掉三道加强架上的铁楔。内爬式塔吊通过过渡加强架上的液压顶升机构推动塔吊爬升,爬升高度为承重加强架与抗扭加强架的间距。达到规定爬升高度后,楔紧各道加强架上的铁楔。爬升完毕,承重加强架转换成下次爬升时的过渡加强架,抗扭加强架转换成下次的承重加强架。同时,过渡加强架转换成下次的抗扭加强架,下次爬升时,这种转换继续下去,(,图,2),。,2,、外挂内爬式塔式起重机,广州新电视塔钢结构工程选用,2,台澳大利亚,FAVCO,产,M900D,型外挂内爬式塔式起重机,分别布置于核心筒长轴两端,中心间距,25.6m,。该塔式起重机塔身高,60m,起重臂长,45.8m,起重力矩,12 000kNm,机械性能如表,1,所示。,（1）安装流程,M900D塔式起重机安装流程:塔式起重机埋件埋设安装支承架 安装爬升节(组)安装爬升梯 安装塔身标准节 安装回转底座 安装回转平台 安装动力包 安装配重压铁 安装A 字架吊至回转平台上销接 安装扒杆 穿绕变幅卷扬钢丝绳 穿绕起重卷扬钢丝绳及吊钩 调试起重、变幅、回转机构速度、刹车安全限位装置、力矩限位器等 安装完成。,（2）爬升流程,M900D塔式起重机爬升流程:安装第 3 套爬升框架 安装爬升梯 校正塔身垂直度爬升 验收检查合格,恢复正常吊装工作。,四、,超高层钢结构技术,（一）塔楼钢结构制作工艺,1,、,H,型钢的工厂制作工艺,（,1,）制作准备及要求,1,）根据设计图纸和施工规范对钢结构进行深化设计，绘制出施工详图，施工详图要由监理工程师和设计工程师共同批准。,2,）依据设计文件、施工详图的要求编制制作工艺，报监理工程师审批。,3,）钢构件的放样、号料、矫正、成型、边缘加工、制孔及组装要满足,GB50205-2001,规范的要求。,4,）制作时钢骨柱一般采用,Q345B,钢板焊接成型，,H,型钢梁采用,Q235B,钢板焊接成型。焊接,H,型钢的翼缘板和腹板下料和坡口加工应采用半自动或自动气割。,5,）对于板厚,t,40mm,的钢板，应做厚度方向的拉伸试验，,40mm,t,60mm,应满足,GB5313,之,Z15,级要求。钢板还应进行超声波检查。,6,）钢柱翼缘，腹板采用全熔透的坡口对接焊缝连接，并对腹板采用摩擦型高强度螺栓补强。当板厚,t,36mm,时柱接头所开单面坡口角度应为,45,度，当地时间,t,38mm,时，柱接头所开单面坡口角度应为,35,度。,7,）焊接材料,A,、手工焊接用焊条：对于,Q235,钢，采用,E4315,、,E4316,型焊条，对于,Q345.S355J2H,钢，采用,E5015,、,E5016,型焊条，焊条的质量应满足碳钢焊条,GB5117-85,或低合金钢焊条,GB5118-58,的规定。,B,、自动埋弧焊或半自动埋弧焊采用的焊剂和焊丝：对于,Q235,，采用,H08A+HJ431,，对于,Q345.S355J2H,钢用,H08MnA+HJ431,。,C,、用,CO2,焊接或半自动焊接采用的焊丝：对于,Q235,钢采用,H08Mn2Si,，对于,Q345.S355J2H,钢采用,H08Mn2SiA,。,8,）全熔透焊缝质量等级为一级，部分熔透焊缝的质量等级为二级，角焊缝质量等级为三级。,（2）原材料采购,制订材料计划：材料采购计划须服从于整个加工制作工期和现场拼装工期计划，根据每批构件出厂计划、工厂的生产加工能力、速度等因素，推算出材料采购的理论周期，同时考虑各种不确定因素的情况下，下正式订单给生产厂家，并明确材料的交货期。在这期间，定期向生产厂家或公司派驻厂家的人员了解材料生产的进展情况，确保材料按合同所规定的交货时间交货。以上这种方式称之为“时间倒推法”，其模式如下：,钢材定货日期,发货运输周期,钢厂生产周期,分批进场日期,现场安装日期,钢材运输周期,钢厂交货日期,分批钢材进场日期,构件制作周期,原材料采购计划保证措施,1,）供应商的选择原则,A,、完善的质量保证体系；,B,、具有供应类似规模钢结构工程材料的业绩；,C,、具有良好的市场信誉；,D,、具有反映敏捷的售后服务系统；,E,、国内外知名的材料供应商。,以上所列的条款是选择材料的供应商时所要考虑的必要条件，也是保证质量的先决条件。,2,）采购计划保证措施,对签订供货合同的厂家，要派驻工厂监理或检查人员，对材料的生产状况、质量标准实时进行监控，确保到场的材料符合各种采购指标；,及时和设计院、业主、监理方沟通，确保各方面信息顺畅，保证不误购、不欠购等。,材料进场验收：,A,、验收数量，检查材料数量是否与发货单一致。,B,、外观检查，主要是针对外观质量而言，检查外观尺寸是否合乎要求，有没有明显的质量缺陷存在。,C,、力学性能检验。,D,、化学性能检验。,零部件组装焊接,质量检查验收,构件运输出厂,制孔,切头铣面,自动焊接,校正,组立,零部件制孔,下料切割,进厂验收,拼板放样,材料采购,零部件下料,构件制作流程图,校正,焊接,组立,下料切割,拼板,H,型钢柱制作流程,零部,位焊接,零部,位焊接,组 立,焊接,校正,拼板,放样,下料,切割,十字形钢柱制作工艺流程,（,1,）放样,（,2,）拼板,采购的钢板若长度不够，应进行钢板对接。钢板对接应为整体对接钢板对接只允许长度方向对接。,（,3,）切割,（,4,）组立,组立主要是指焊接,H,形钢埋弧焊前的点焊定位固定，组立是在焊接,H,型钢自动生产线的自动组立机上进行。,（,5,）工厂焊接,（,6,）一次成型后的矫正,焊接完成后的,H,型钢杆件，由于焊缝收缩常常引起翼缘板弯曲甚至杆件整体扭曲，因此必须通过翼缘矫正机进行矫正，对局部波浪变形和弯曲变形采取机械矫正（液压动力，矫正厚度可达,60,）或火焰矫正。焊接,H,型梁钢杆件的矫正一般在焊接,H,型钢生产线的矫正机上矫正。矫正工作的环境温度不应低于,0,，可采用逐级矫正方式实施矫正，以保证翼缘板表面不出现严重损伤，角焊缝不发生裂纹。如果必须采用火焰矫正时应控制好加热温度，避免出现母材损伤。加热温度不得超过,900,，并采用三角形加热法，根据,H,型钢杆件弯曲的程度，确定加热三角形的大小和个数。同一部位加热矫正不得超过二次；矫正后应缓冷，不得用水骤冷。矫正后的焊接,H,型钢杆件应满足下表的要求。,H,型钢矫正,项,目,允许偏差,(mm),图,例,截面高度,(h),3.0,截面宽度,(b),3.0,腹板中心偏移,(e),2.0,翼缘板垂直度,(,),b100,3.0,侧向弯曲矢高,(f),L1000,5.0,扭,曲,H250，5.0,成品,H,型钢杆件允许偏差值,（7）锁口和端头加工,杆件间连接主要选用高强螺栓连接，待焊接H型钢加工及检验合格后，在带锯切割机上进行切割下料。同时在端铣机进行端头铣平加工，加工时应保证尺寸准确。并在锁口机上进行锁口处理。,锁口机,型钢端铣机,（,8,）制孔,（略）,（,10,）质量检查与验收,1,）质量检查,根据钢结构施工的特点，结合焊接,H,型钢制作质量控制手册，每个工序施工都按班组自检和互检，半成品零部件质量、,H,型钢组装质量、,H,型钢焊接质量、成品质量检查作为质量控制点，安排专职检查员负责检查验收。每个质量控制点实行工序否决，即半成品零件质量不合格的，坚决不给予组装，按废品处理。组装质量不合格的坚决不焊接，返修具备焊接条件后才进行焊接。消除因工序质量不合格而影响整体构件质量的弊端。,加工完成后的钢骨十字柱,2,）焊接,H,型钢杆件验收,A,、自查焊接,H,型梁所用材料保证资料是否齐全。,B,、自查主要分项工程施工记录是否完备。,C,、自查各分项工程检验批记录是否完备。,D,、将上述资料及申请表上报监理、监造人员，请求检查验收。,E,、对监理、监造提出的问题和不足之处，要及时整改，同时要上报整改方案。,F,、再次申请对整改部分检查验收。,3,、构件运输,（,1,）构件运输详细计划与制作加工供货计划相对应。,（,2,）构件标号,（,3,）构件清单,（,4,）构件运输准备,构件运输前，应根据其结构、形状、长度、大小进行适当的包装，以确保构件在运输过程中不损坏，不变形。在每一件包装外做好标签，标出它的采购号、提货号、工程的名称、承包人的名称、材料及大致的重量等。,（,5,）构件运输的搬运和装卸,构件在厂内使用吊车和铲车负责搬运和装卸，在施工安装现场使用汽车吊和铲车搬运和装卸所有运输构件，构件严禁自由卸货。,确保搬运装卸过程中安全，包括人员安全、零部件及构件、搬运装卸周围的建筑物及其他装备设施的安全。,按规定的地点进行堆放，在搬运过程中不要混淆各构件的编号、规格，应做到搬运装卸依次合理，及时准确地搬运。,构件堆放应布置合理，易于安装时的搬运，具体应满足下列要求：,A,、按安装使用的先后次序进行适当堆放。,B,、按构件的形状和大小进行合理堆放，用木方等垫实，确保堆放安全，构件不变形。,C,、现场堆放必须整齐、有序、标识明确、记录完整。,（,6,）所有材料都在施工现场验收。,（二）塔楼钢结构焊接工艺,十字形钢骨柱钢材材质为,Q345B,，,H,形钢柱钢材材质为低碳钢,Q235B,或,Q345,最大板厚为,80MM,。全熔透焊焊缝质量等级为一级,部分熔透焊焊缝质量等级为二级,角焊缝质量等级为三级。为了保证焊接质量，需制订合理的焊接工艺和焊接防护措施：,焊接预热和后热,厚钢板焊接防层状撕裂措施,控制焊接变形的措施,风、雨条件下的焊接防护措施,1,、工厂焊接,（,1,）焊接要求,1,）所选用焊条必须严格按照设计要求，并具有出厂合格证明。焊条选用要求如下：,A,、手工焊接,Q345B,与,Q345B,钢时采用,E507,型焊条；,Q235B,与,Q235B,钢之间焊接采用,E43XX,型焊条；,Q345B,与,Q235B,钢之间焊接采用,E43XX,型焊条，其性能应符合碳钢焊条（,GB/T5177-95,）的规定；,B,、自动或半自动焊接,Q345B,钢时：采用熔化焊用钢丝（,GB/14957-94,）中,H08A,焊丝。,C,、采用平坡对时，如需用托板，材料采用,3,号钢。,2,）采用自动焊接组装，其角部为局部熔透,V,形焊缝，焊缝厚度不小于板厚的,1/2,，且不小于,14mm,，在主梁上下,600mm,范围及柱工地接头上下侧,100mm,范