鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計及施工熱點

　　在城市，鱗次櫛比的高樓大廈無不飽含著設(shè)計、施工人員的辛勤勞動。在日前閉幕的全國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)學術(shù)交流會上，有關(guān)專家對相關(guān)鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計、施工進行了詳解，體現(xiàn)了他們科學、嚴謹、認真、負責的工作態(tài)度。

　　設(shè)計：分析比較是關(guān)鍵

　　中國建筑設(shè)計研究院總工程師任慶英介紹，在負責海南國際會展中心結(jié)構(gòu)設(shè)計時，他們對基本風壓、抗震設(shè)防有關(guān)參數(shù)、結(jié)構(gòu)安全等級及設(shè)計使用年限、場地工程地質(zhì)及水文條件都進行了詳細了解和分析，并對結(jié)構(gòu)體系的演變、荷載情況及結(jié)構(gòu)進行了認真的分析、研究。

　　無獨有偶。廣西壯族自治區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計院在進行岑溪文體中心鋼屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計時對多種屋蓋結(jié)構(gòu)方案進行分析，對不同的結(jié)構(gòu)方案進行經(jīng)濟性比較，為最終選取性價比合理的結(jié)構(gòu)方案提供了科學的依據(jù)。

　　岑溪文體中心位于廣西壯族自治區(qū)岑溪市，由比賽館和訓練館組成。廣西壯族自治區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計院在進行建筑設(shè)計時力圖打破常規(guī)，采用一體化的設(shè)計思路，通過優(yōu)美的曲面網(wǎng)殼將兩個單獨的建筑巧妙地串聯(lián)起來，使之成為一個不可分割的整體。東西兩側(cè)向上出挑的屋面通過兩建筑間纖細的弧形屋面板相連，使建筑物宛若一只展翅欲飛的金翅大鵬，輕靈的弧形網(wǎng)殼蜿蜒起伏，構(gòu)成一條繽紛彩帶，以其富于韻律的曲線，生動地表現(xiàn)靈動飄逸的體育建筑形象。

　　設(shè)計師認為，要達到建筑造型與結(jié)構(gòu)形式協(xié)調(diào)統(tǒng)一、完美結(jié)合，尋求最合理的結(jié)構(gòu)體系，應進行多方案比選。結(jié)構(gòu)用鋼量最省的結(jié)構(gòu)方案并不一定是最經(jīng)濟的方案，應綜合考慮結(jié)構(gòu)形式、施工工藝、外部條件等因素，進行綜合造價比較。結(jié)構(gòu)方案最終確定應綜合考慮結(jié)構(gòu)性能、建筑美觀、施工工藝、綜合造價等各方面因素，選取性價比最合理的方案。

　　施工：方案選擇很重要

　　北京建工集團有限責任公司副總工程師張偉對奧林匹克公園瞭望塔的施工難點介紹，體現(xiàn)了施工者的智慧。

　　奧林匹克公園瞭望塔位于奧林匹克公園中心區(qū)，建筑總高度為248米。瞭望塔由5個直徑與高低各不相同的單塔組成，每個單塔均由圓柱狀塔身與頂部冠形的觀景大廳與觀景平臺組成。

　　張偉說，瞭望塔鋼結(jié)構(gòu)工程具有5個施工重點、難點：一是節(jié)點復雜；二是現(xiàn)場拼裝工作量大；三是現(xiàn)場安裝難度大、要求高；四是塔冠吊裝分段的劃分與吊裝施工措施是工程必須考慮的重點；五是現(xiàn)場焊接工作量大、焊接環(huán)境差。張偉說，只有選擇合理的施工方案才能逐一克服以上施工難點。

　　為此，他們采取了5項措施。第一，合理配置、選擇大噸位起重機械，提供足夠吊裝能力改柱、梁支撐構(gòu)件單件吊裝為模塊化單元吊裝解決構(gòu)件多節(jié)點復雜拼裝精度要求高的難題，極大減少了高空作業(yè)提高施工效率，保障施工安全和質(zhì)量。第二，合理規(guī)劃現(xiàn)場設(shè)置拼裝用工裝胎架，保證施工機械和人力的充分投入，降低不利氣候條件對施工的影響。第三，通過設(shè)置施工臨時支撐系統(tǒng)，保證群塔施工過程中的穩(wěn)定并滿足設(shè)計關(guān)于群塔自重沉降趨于穩(wěn)定后方可進行塔身連接桁架焊接固定的要求。第四，合理劃分塔冠吊裝單元，完善精確安裝定位和穩(wěn)定加固措施，順利完成塔冠部位大懸挑構(gòu)件的安裝合龍。第五，通過合理布置爬架、吊籃和作業(yè)平臺，為高空安裝和焊接作業(yè)提供有效的安全保證。

　　測量：控制要點是必需

　　張偉講述了奧林匹克公園瞭望塔鋼結(jié)構(gòu)測量控制的7個要點：第一，依據(jù)測繪院及土建移交的現(xiàn)場控制點建立鋼結(jié)構(gòu)一級控制網(wǎng)，控制網(wǎng)精度滿足規(guī)范要求。第二，通過鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計三維模型求出吊裝單元體安裝測量控制點三維坐標。第三，塔身筒體鋼結(jié)構(gòu)安裝采用全站儀利用外控點進行控制，所有外控點均由鋼結(jié)構(gòu)一級控制網(wǎng)逐級導出；塔冠鋼結(jié)構(gòu)安裝采用相對坐標內(nèi)控法進行控制。第四，要求外控點與鋼柱柱頂測量點必須通視，視角小于35度。第五，由于工程屬超高層柔性結(jié)構(gòu)，當結(jié)構(gòu)高度達到50米以上后，受塔吊錨固、日照及風荷載作用影響逐漸明顯，所以本工程測量校正時間選在每天早上7：00～9：00風力小于五級時進行，同時塔吊保持平衡狀態(tài)停塔。第六，受結(jié)構(gòu)的沉降變形和鋼柱壓縮變形影響，當安裝標高偏差較大時，將偏差值及時反饋到鋼結(jié)構(gòu)加工廠，調(diào)整正在加工鋼柱的長度，以便于糾正安裝標高偏差。第七，經(jīng)建設(shè)單位委托專業(yè)的監(jiān)測單位對塔體的變形等監(jiān)測，塔體的水平位移變化量屬于微小變化，應變監(jiān)測等均符合設(shè)計要求。

　　奧林匹克公園瞭望塔工程塔身筒體鋼結(jié)構(gòu)和塔冠樹枝狀鋼結(jié)構(gòu)采用的“地面組拼吊裝單元，利用1000噸·米大型外附著式動臂塔吊整體吊裝就位”的施工技術(shù)將2.4萬余件鋼構(gòu)件地面組拼236個塔身筒體吊裝單元體和75個塔冠樹枝狀吊裝單元，其中塔身筒體結(jié)構(gòu)每個分段約600余件鋼構(gòu)件地面組拼成8個吊裝單元和高空平均約220件嵌補構(gòu)件，塔冠樹枝狀結(jié)構(gòu)約406件空間彎扭箱形構(gòu)件地面組拼75個吊裝單元，大大地減少了高空作業(yè)的工程量，既節(jié)省高空塔吊安裝吊次60%以上，縮短工期約6個月，又確保了工程質(zhì)量和施工安全；塔冠結(jié)構(gòu)樹枝狀吊裝單元地面安裝操作平臺，掛設(shè)安全網(wǎng)等安全防護措施，高空無支撐懸挑安裝，減少了高空作業(yè)平臺和腳手架的工程量，經(jīng)保守測算節(jié)約成本約600萬元；空間三維坐標測量校正技術(shù)及固定時間停塔測量校正技術(shù)是工程高空對接質(zhì)量得以保證的基礎(chǔ)，塔體最終整體垂直度誤差小于30毫米，小于《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50205-2001）的要求；塔體施工階段整體穩(wěn)定臨時支撐技術(shù)滿足了設(shè)計要求，加快了施工進度，為奧林匹克公園瞭望塔成功亮相于奧林匹克公園中心區(qū)奠定了堅實的基礎(chǔ)。