武汉绿地中心钢结构关键施工技术课件

2015年9月武汉绿地中心武汉绿地中心钢结构关键施工技术钢结构关键施工技术2015年9月武汉绿地中心目 录一、项目概况三、钢结构关键施工技术介绍二、形象进度展示目 录一、项目概况三、钢结构关键施工技术介绍二、形象进度展1项目概况武汉绿地中心钢结构项目部1项目概况武汉绿地中心钢结构项目部1.1 项目概况工程名称武汉绿地中心工程建设单位武汉绿地滨江置业有限公司设计单位建筑美国AS+GG结构华东建筑设计研究院监理单位上海市建设工程监理有限公司施工总承包单位中建三局建设工程股份有限公司钢结构安装单位中建钢构有限公司华中大区钢结构制作沪宁钢机（一标段）中建钢构武汉厂（二、五标段）中国一冶（三标段）武船重工（四标段）1.1 项目概况工程名称武汉绿地中心工程建设单位武汉绿地滨江1.2 钢结构概况-结构概况主塔楼为“钢框架-混凝土核心筒”结构体系，该体系由三个部分组成：第一部分：钢筋混凝土核心筒；第二部分：外框巨型钢柱；第三部分：环带桁架。钢结构材质为Q345C和Q345GJC，工程总用钢量约8万吨。1.2 钢结构概况-结构概况主塔楼为“钢框架-混凝土核心筒”1.2 钢结构概况-巨型钢柱SC1：F1-F95，截面：400223505080-202820003540SC1：F96-F100，截面：202320006070 SC1：F101-F120，截面：139418853035 SC2：F1-F98，截面：231020004060-7105005070 6个SC1和6个SC2巨型钢柱1.2 钢结构概况-巨型钢柱SC1：F1-F95，SC1：F1.2 钢结构概况-钢板剪力墙单层钢板剪力墙序号序号楼层楼层板厚（板厚（mmmm）材质材质1首层-F1M30、40、50Q345C2F1-F230、40、50Q345C3F2-F430、40、50Q345C4F4-F1530、40Q345C5F15-F2320、30Q345C6F23-F2412、20Q345C7F24-F2520Q345C8F25-F2916、20Q345C9F29-F3316、20Q345C10F33-F3616、20、40、50、64、100Q345C11F36-F418、12、16、20、Q345C 钢板剪力墙从地下室至地上41层，总量约1.5万吨，板厚8-100mm，最大板厚位于33-36层，为伸臂桁架层。1.2 钢结构概况-钢板剪力墙单层钢板剪力墙序号楼层板厚（m1.2 钢结构概况-环带桁架 F2-F4环带桁架F13环带桁架F23环带桁架F34-F36环带桁架F45环带桁架F55环带桁架F63-F66环带桁架F86环带桁架F97-F99环带桁架F116-F118环带桁架 焊接H型钢，最大截面H10006008080，材质Q345GJC。1.2 钢结构概况-环带桁架 1.2 钢结构概况-伸臂桁架 F34-F36伸臂桁架F63-F66伸臂桁架F97-F99伸臂桁架F116-F118伸臂桁架 主塔楼钢结构共有四道伸臂桁架，焊接H型钢，最大截面H13001000100100，材质Q345GJC。1.2 钢结构概况-伸臂桁架 1.2 钢结构概况-塔冠 塔冠为造型复杂的空间桁架，结构高度60m。主要由穹拱结构和塔冠结构两部分组成。塔冠结构的材料主要为圆钢管，钢管最大直径为510mm，材质Q345GJC。1.2 钢结构概况-塔冠 标段划分示意图标段划分示意图1.钢结构制造标段划分钢结构制造划分为五个标段，均为业主分包。标段划分情况如左图所示，其中一标段为沪宁钢构制造，二标段、五标段为中建钢构制造，三标段为中国一冶制造，四标段为武船重工制造。钢结构总重约8万吨，其中中建钢构制造量约2.8万吨。2.其他材料使用量本工程使用压型钢板约20万平米，栓钉约120万套，钢筋接驳器约150万套，高强螺栓170万套。1.3 钢结构制作概况标段划分示意图1.钢结构制造标段划分1.3 钢结构制作概况2武汉绿地中心钢结构项目部形象进度展示2武汉绿地中心钢结构项目部形象进度展示2.1 主塔楼进度现场进度核心筒第二十节钢板剪力墙（F18层+100.150m）安装完成外框地上第7节巨柱安装完成60%，第7层钢梁安装完成累计安装总量21285.821285.8吨吨2.1 主塔楼进度现场进度核心筒第二十节钢板剪力墙（F18层2.2 重要施工进度节点第一根巨柱吊装第一块钢板墙吊装项目于2014年1月4日开始地下室钢结构安装2.2 重要施工进度节点第一根巨柱吊装第一块钢板墙吊装项目于2.2 重要施工进度节点2014年6月3日上午，随着武汉绿地中心地下室最后一块剪力墙就位，标志着地下室钢结构全部冲出0，提前一周完成了第一个重要节点，钢结构地下室封顶。2.2 重要施工进度节点2014年6月3日上午，随着武汉绿地2.2 重要施工进度节点2014年11月24日，武汉绿地中心地上第一节巨柱开吊，在总包的施工计划里并没有该项施工任务，项目为了确保15年的施工能够顺利进行，便提前进行地上外框巨柱安装，为明年的大干快上积蓄力量。2.2 重要施工进度节点2014年11月24日，武汉绿地中心3武汉绿地中心钢结构项目部钢结构关键施工技术介绍3武汉绿地中心钢结构项目部钢结构关键施工技术介绍3.1 钢巨柱锚栓及巨柱底板穿孔筋的定位技术 本工程钢巨柱柱底板预埋锚栓及柱底板穿孔筋数量多，对于每一个锚栓和钢筋都必须精确定位，否则就无法进行钢巨柱的吊装安装。在大底板浇筑之前，锚栓及穿孔钢筋预埋件无依附结构，安装及定位极其困难。应对措施：采用定位支架，既可以为锚栓等提供依附，又可以将锚栓和穿孔钢筋作为整体来定位，便于安装精度控制。定位支架现场实景图3.1 钢巨柱锚栓及巨柱底板穿孔筋的定位技术 本工3.2 单层钢板剪力墙防变形技术钢板墙整体平面焊接顺序示意图 钢板剪力墙横焊缝和30mm以上竖向焊缝均为全融透焊接，且为单面坡口，焊接过程中变形较大。应对措施：(1)采用合理的焊接工艺，整体焊接工艺是先焊接钢柱、再焊接钢梁，再焊接竖向焊缝、后焊接横向焊缝。1）钢板墙整体平面焊接顺序：钢板剪力墙在分区整体校正完成后，按照单片区段内由中间向两侧、由劲性节点处向外侧的顺序分部实施焊接。3.2 单层钢板剪力墙防变形技术钢板墙整体平面焊接顺序示意图3.2 单层钢板剪力墙防变形技术若焊缝较长，安排2名焊工同时施焊，从中间向两边采取分散花焊的方式进行,1先焊三道后，2开始填充。2）钢板墙横焊缝细部平面焊接顺序示意图3）钢板墙立焊缝细部平面焊接顺序示意图第一步：4名焊工分段同时从下向上施焊，焊完不盖面。第二步：1名焊工一次性完成焊缝盖面焊接。3.2 单层钢板剪力墙防变形技术若焊缝较长，安排2名焊工同时3.2 单层钢板剪力墙防变形技术拉缆风绳每隔500mm加马板加双层刚性支撑部分焊接改栓接（2）其他措施增加加劲板3.2 单层钢板剪力墙防变形技术拉缆风绳每隔500mm加马板3.3 钢板剪力墙模架下方就位技术 第六至第四十六节剪力墙钢骨在顶模架下面施工，单片剪力墙钢骨吊装就位时为了避开顶模架的桁架，需要在高空水平移位。顶模架对钢板墙就位影响示意图3.3 钢板剪力墙模架下方就位技术 第六至第四十六 应对措施：通过钢扁担进行换钩平移就位。钢板墙换钩平移就位实景图3.3 钢板剪力墙模架下方就位技术 应对措施：通过钢扁担进行换钩平移就位。钢板墙换 通过钢扁担进行换钩平移就位。此工艺虽可实现钢板墙的平稳就位，但耗时过长，第六节钢板墙平均每块吊装花费了23个小时，大大增加了现场的吊装压力。为提高钢板墙平移就位的效率，减少钢板墙吊装占用的时间，从而减轻现场的吊装压力，目前拟考虑采用小车在滑轨中平移的方式，实现钢板墙平移就位，滑轨分布图及小车示意图如下：5t单轨小车 钢板墙平移滑轨分布图 （以二段为例）3.3 钢板剪力墙模架下方就位技术 通过钢扁担进行换钩平移就位。此工艺虽可实现钢板墙 由于钢板墙顶标高与顶模架钢桁架下弦杆底标高只相差650mm，市面上的单轨小车不能直接用作滑轨中的平移小车。项目部已与单轨小车生产厂家协商，拟定制符合现场使用工况的小车，以实现在钢板墙顶部和顶模架底部600mm的间隙内，钢板墙随小车平移就位。5t单轨小车定制图 钢板墙随小车平移就位示意图3.3 钢板剪力墙模架下方就位技术 由于钢板墙顶标高与顶模架钢桁架下弦杆底标高只相差3.4 钢板剪力墙焊接操作平台技术 重难点分析：钢板墙现场焊接量大，操作面广，且为高空作业，作业面的搭建与周转使用困难。应对措施：（1）在第一至第五节钢板墙施工中，各阶段对接处搭设水平施工通道，竖向焊缝设置挂篮。并需考虑周转使用，实现快速搭设和快速周转，方便可靠。剪力墙挂笼 三角支撑架水平通道钢板墙水平操作平台3.4 钢板剪力墙焊接操作平台技术 重难点分析：钢 （2）第六至第四十六节剪力墙钢骨在顶模架下面施工，利用顶模架的挂架进行安装和焊接作业。挂架与剪力墙立面关系示意图顶模架远景图3.4 钢板剪力墙焊接操作平台技术 （2）第六至第四十六节剪力墙钢骨在顶模架下面施工3.5 环带桁架模块化安装操作平台 首层环带桁架标高为22.45035.850，高度达13.40米。巨柱SC1与巨柱SC1之间的桁架跨度长7米，巨柱SC1与巨柱SC2之间的桁架跨度长18米，巨柱SC2与巨柱SC2之间的桁架跨度长20.7米。桁架下弦杆标高22.450米，桁架下方是一层楼层板（标高-0.100米），垂直距离有二十多米，环带桁架安装若安装满堂脚手架工作量大，而且难度和危险性大。应对措施：周转使用环带桁架安装操作架。巨柱SC-2之间操作架平面布置图3.5 环带桁架模块化安装操作平台 首层环带桁架标操作架立面图环带桁架安装操作架加工图操作架平面布置图3.5 环带桁架模块化安装操作平台操作架立面图环带桁架安装操作架加工图操作架平面布置图3.5 3.6 巨柱自爬升操作平台技术 本工程高度超过600米，巨柱为异形变截面巨柱，空中搭设巨柱操作平台难度大、危险性高。应对措施：通过采用巨柱液压自爬升操作平台，可实现变截面和跨障碍，主要用于巨柱SC1和SC2的安装和焊接作业，在地面附近完成首次安装后可自行爬升，直至最终完成巨柱安装一次性拆除，施工难度与危险性大大降低。巨柱自爬升操作平台效果图巨柱自爬升操作现场组装图3.6 巨柱自爬升操作平台技术 本工程高度超过60SC1巨型钢柱自爬升平台平面布置示意图SC2巨型钢柱自爬升平台平面布置示意图平台爬升时，通过将翻板向旁边掀开，实现平台跨障碍爬升。3.6 巨柱自爬升操作平台技术SC1巨型钢柱自爬升平台平面布置示意图SC2巨型钢柱自爬升平钢结构爬架直线爬升施工原理示意图3.6 巨柱自爬升操作平台技术钢结构爬架直线爬升施工原理示意图3.6 巨柱自爬升操作平台技钢结构爬架折线爬升施工原理示意图3.6 巨柱自爬升操作平台技术钢结构爬架折线爬升施工原理示意图3.6 巨柱自爬升操作平台技3.7 钢结构BIM技术使用Tekla软件进行建模及碰撞检查，输出施工详图（.dwg）、数控文件（.nc）、清 单（.xsr）、深化设计模型（.bswx）使用钢结构BIM平台及Project进行工期管理、生产任务下达、生产任务量统计，使用3ds MAX进行施工模拟和渲染等使 用 钢 结 构 BIM平 台 及SigmaNEST进行预套料及工艺文件编制，输出材料采购计 划（.xls）、工 艺 文 件（.dwg）、排版图（.txt）等钢结构BIM平台深化设计材料采购构件制造构件安装使用钢结构BIM平台及物联网系统接收并发放材料需求计划（.xls），进行材料进场验收、入库管理、材料领用管理等3.7 钢结构BIM技术使用Tekla软件进行建模及碰撞检查 BIM信息管理软件平台3.7 钢结构BIM技术 BIM信息管理软件平台3.7 钢结构BIM技术平台软件上报表生成 现场的构件验收、安装录入。3.7 钢结构BIM技术平台软件上报表生成 现场的构件验收、安装录入。3.7 3.8 钢结构物联网技术3.8 钢结构物联网技术钢材入库流程图3.8 钢结构物联网技术钢材入库流程图3.8 钢结构物联网技术钢材出库流程图3.8 钢结构物联网技术钢材出库流程图3.8 钢结构物联网技术钢构件管理流程示意图3.8 钢结构物联网技术钢构件管理流程示意图3.8 钢结构物联网技术第四部分课题开展情况nGeoMoSMonitornGeoMoSAnalyzerTM50测量机器人0.51.传感器配置2.监测计划安排3.校准、计算4.限差检核和告警5.数据存档1.分析2.报告3.数据输入4.数据备份GPRS或光纤n告警模块n数据采集n超限报警自动化监测系统监测流程（汇总）3.9 基于测量机器人技术的钢结 构自动变形监测第四部分 课题开展情况GeoMoS MonitorG第四部分课题开展情况3.9 基于测量机器人技术的钢结 构自动变形监测第四部分 课题开展情况3.9 基于测量机器人技术的钢结3.10 钢结构施工焊接机器人3.10 钢结构施工焊接机器人设备集成化运至现场坡口质量检查自动生成焊接参数现场试板焊接3.10 钢结构施工焊接机器人设备集成化运至现场坡口质量检查自动生成焊接参数现场试板焊接3中间焊道焊缝外观3.10 钢结构施工焊接机器人中间焊道焊缝外观3.10 钢结构施工焊接机器人武汉绿地中心钢结构关键施工技术课件