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【钢结构·技术】超高层建筑“杭州之门”都用到哪些先进的施工技术?

本文转载自公众号上海工地(id:shanghaigongdi)

本文由上海建工七建集团供稿

作者:陈家林、孙祖根

项目概况

杭州之门项目位于浙江省杭州市萧山区钱江世纪城,东临杭州国际博览中心,西近奥体中心培训馆,北瞰钱塘江,坐落于奥体博览城核心区块城市主轴线、2020年亚运会主场馆区,为杭州市地标建筑、亚运会配套项目、浙江省重点工程,是集企业总部、综合商务、超五星级宾馆、精品商场等功能为一体的综合性超高层建筑。

项目总建筑面积约53.39万平方米,建筑高度302.6米,包括整体三层地下室结构、东西对称的两栋超高层塔楼及9幢多层商业用房。项目建成后将以流畅的线条、独特的造型成为杭州地标群中重要的组成部分,成为杭州市天际顶点。

杭州之门东西塔楼为对称双塔结构,均呈椭圆形,建筑形态随着高度不断收进变化,不同于传统外框钢结构的超高层建筑,本工程采用钢筋混凝土核心筒+劲性钢骨圆柱作为结构竖向支撑体系,钢筋混凝土梁板构成楼盖结构。双塔间1-5层区域设有跨度60米的钢拱连廊,连廊上方由悬挂高度100米的双曲马鞍形悬垂网架屋面将两幢塔楼相连接,塔顶设有钢框架塔冠,形成代表杭州的H型造型。

上海建工七建集团在项目施工中展现了很多技术亮点。

技术亮点

1、基于变形控制的相邻深基坑同步交错开挖施工技术

杭州之门地下基坑面积约61,250㎡,开挖深度约15.2m~21.4m,属超大面积、超深基坑工程。东侧为2016年G20峰会场馆—国际博览中心,西侧距离本项目基坑20m为杭州2022年亚运会综合训练馆项目基坑,基坑面积约5万㎡,最深开挖深度约16.0m,两基坑相邻长边距离超过200m。两相邻超大规模深基坑同步开挖,且需对两基坑间的国际博览中心专用道路进行保护,保证道路在基坑工程施工期间的安全、正常通车,对相邻基坑均衡同步开挖施工有极高的控制要求。

通过相邻深基坑分层、分段、分块协调开挖工况三维模拟技术;相邻深基坑中隔土墙对拉围护结构与土体加固设计研究;相邻深基坑协调开挖施工模拟计算及开挖方案分析优选;坑外降水影响分析;相邻深基坑超长中隔土墙差异沉降控制技术,得出了相邻深基坑同步开挖施工方法及控制措施并取得良好效果。

基坑开挖及地下结构施工阶段现场实拍图

2、“混凝土核心筒+外框混凝土楼盖+钢骨劲性柱结构钢平台”施工技术

不同于传统超高层“混凝土核心筒+外框钢结构”的结构形式,此钢平台体系在使用期间,核心筒可领先外框多层。本工程外框采用钢筋混凝土楼盖,若混凝土核心筒超高外框多层,势必导致外框梁板于核心筒交接位置,梁钢筋需留设等截面套筒,板钢筋需留设搭接筋,后期处理困难,且工作量较大,影响工期。
针对上述特难点,项目采用阶梯型即错层同步浇筑的施工工艺,混凝土核心筒超高外框一层,便可与下一层混凝土梁板、劲性柱同步施工。核心筒剪力墙钢筋绑扎完成后,提升钢大模,进行下一层外框梁板钢筋绑扎、劲性柱钢筋绑扎,混凝土浇捣时,核心筒混凝土浇捣至上一层外框梁底位置,确保上一层外框钢筋绑扎期间,梁板钢筋与剪力墙钢筋的锚固施工。

钢平台施工剖面图

钢平台布置效果图

钢平台施工实拍图

3、复杂结构外轮廓随高度不断变化情况下的防护屏爬升施工技术

本工程塔楼外立面随高度变化复杂,结构外轮廓不断变化,1-21层随塔楼高度不断外扩,22层至63层随高度不断内收,塔楼外立面累计最大变化量约6m,爬升角度也随之不断变化,所以需要防护屏架体需满足俯爬以及爬升角度变化。尤其是15-31层悬垂屋面区域,由于组合楼板施工,防护屏支座无法正常有效固定,所以施工难度极大。为满足结构外轮廓不断变化情况,保证架体的顺利爬升,项目使用可伸缩的调节埋件支座,根据结构外轮廓变化,调节支腿的伸缩长度,以满足防护屏架体的俯爬及仰爬以及水平角度的变化。针对组合楼板区域防护屏支座固定问题,采用结构挑板与防护屏爬升综合设计方案。
▲防护屏模型效果图
防护屏使用实拍图
4、独立支撑+木工字梁早拆体系

为确保项目施工进度与工程质量高效控制,上部主体外框结构创新应用了盘扣架与木工字梁组合、独立支撑配合使用形成早拆模架支撑体系。利用木工字梁强度刚度大的特点,木工字梁叠合放置形成刚度较大的平台龙骨支撑体系,根据工程特性板底无需设置支撑,独立支撑立杆置于梁底与板底均匀布置,下设稳固架确保施工期间稳定,在梁底、梁侧采用盘扣式排架体系,利用盘扣架形成有效的支撑及确保架体稳定支撑体系,既增强了独立支撑体系的侧向刚度,同时,又很好的解决了梁侧模封模无登高平台问题。

创新模架体系模型效果图

创新模架体系模型效果图
5、超长臂长自动控制液压混凝土泵送布料机
本工程采用钢筋混凝土核心筒+劲性钢骨圆柱作为结构竖向支撑体系,钢筋混凝土梁板构成楼盖结构,标准层南北方向跨度最大可达65米、东西方向跨度55米,由此,混凝土泵送浇筑将是整个超高层工程施工的一大难点。如采用传统混凝土浇筑需要布设密集的固定泵管且布料机移动频繁,布料机底座基础加固及布料机移位施工也存在较大管控隐患,并且对支模架体系安全及工程质量造成较大的影响。

针对这一情况,项目部采用行业先进的超长臂长自动控制液压混凝土泵送布料机施工技术,采用臂长最大可达32米超长臂长自动控制液压混凝土浇筑布料机,泵送半径可将塔楼楼面全覆盖,此技术一方面避免了布料机底座基础加固、布料机移位以及泵管频换移动调整。另一方面,“一泵到顶”、“一泵到点”的浇筑措施,可确保浇筑的连续性,以此确保混凝土浇筑质量受控。
超长臂长布料机使用实拍图

6、大跨超高双曲异形钢网架结构施工技术

本项目两座塔楼之间有一跨度60m、高度100m的双曲马鞍面形悬垂屋面网架结构,上铺矩形玻璃幕墙,这对钢结构骨架施工精度提出了很高的要求。该结构的结构形式复杂、跨度大,节点为刚性连接,结构体系为柔性体系,节点间杆件空间不共面,高空作业拼装难度大。

经过前期策划,项目通过施工时的节点空间定位调整技术、柔性结构找形分析技术、施工全工程模拟分析技术、找形预加载技术、找形分级卸载技术、非静定单元分片提升拼装技术及施工过程限位稳定技术等多项施工技术,研究出整套高空空间复杂构型钢结构拼装技术,为后续悬垂屋面施工保驾护航。

悬垂屋面施工效果图

转自:钢结构-公众号

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作者: ganggouren

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