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大型复杂连体网架加工制作和安装综合技术
发布时间:2018-09-20 21:26:41      点击次数:73

CCTV主楼为体型独特的复杂连接网架,构件加工制作和现场安装难度大,特别是主楼悬臂部分具有悬挑跨度大、重量重、双向倾斜高空折形对接、多接头异型构件多、安装风险大等施工特点,安装施工难度大。主要介绍CCTV主楼网架的施工详图设计、构件加工、悬臂现场安装及相关的网架控制技术。 1 网架工程概况 中央电视台新台址主楼总建筑面积47. 30万m-,为全网架的复杂连体网架,网架总用量约为14万t,包括两座斜塔楼,连接两座斜塔楼的悬臂网架,以及10层裙楼与3层地下室。1号塔楼52层,屋顶最高处标高237 m;2号塔楼44层,屋顶最低处标高194 m;裙楼10层,屋顶标高46. 45 m。两座塔楼网架相似,由核心筒、内部网架、外框筒三部分组成,塔楼内部核心筒及内柱为竖直,塔楼1和塔楼2外框筒双向6。倾斜。柱脚平面布置。 悬臂网架为主楼连体部分,从两座塔楼162.2 m标高处(F37层)分别延伸67. 165,75. 165 m,网架形式呈空间“L”形。悬臂网架共有14层,宽38. 592 m,最远端高53.4 m,网架总质量1.8万t,加上混凝土楼板、幕培、装饰等,整个悬臂网架质量约为5.1万t。 悬臂由外框筒、底部转换层和内部框架网架组成,底部F37和F39层采用厚6~20 mm钢板组合楼面。 悬臂网架施工复杂,其中悬臂合龙是施工的关键点,悬挑跨度大、冬季合龙受温度等气候条件影响大、多点同时对接、位形精度控制要求高。主要构件有:双向倾斜6。~8. 45“的外框蝶形节点钢柱;底部15榀连接外框的巨型转换桁架和倒L形多接头重型边梁;内筒H型钢柱、钢梁。整个悬臂钢构件数量达6000多件。屋面网架为14。斜面,主要构件形式为箱形截面。 2施工详图设计 网架施工详图设计采用先进的XSTEEL等详图设计软件及ANSYS、SAP 2000等分析软件,充分发挥软件的优势,并且通过结点二次开发等手段,使整个网架工程深化设计的进度和质量都得到了很好的保证。外框柱截面形式复杂且与外框钢梁和钢支撑交叉形成蝶形节点。主楼部分立面外框筒XSTEEL深化设计模型见图2。 由于大部分钢构件由多种截面和多种材质的不同规格零部件组成,且钢板厚度以60,80,100 mm为主,导致构件的深化设计难度较大。其中网架深化设计中,现场节点设计是深化设计的难点和重点。受现场施工环境因素的影响且央视网架工程现场节点大部分为全熔透焊接节点,节点设计需要满足焊接变形小、焊接残余应力小、现场操作可行、易保证质量等要求。 构件分段是网架深化设计非常重要的一项工作,分段以安装可行、易保证现场质量且经济合理为前提。深化设计中按塔吊的性能及设计要求进行合理的分段分节。根据深化设计实际放样发现,超重构件主要集中在带蝶形节点的外框筒柱,为此采用了以下处理措施:首先分离蝶形节点,即卸下一侧或两侧蝶形节点采用现场焊接的方式。若采用分离蝶形节点的方式仍然超重,则采取分离柱本体的方武。 若超重构件柱本体截面为日字形(双箱)截面,与蝶形节点板相连的箱柱体作为一个单元、剩余部分的“Ⅱ”形单元作为一个单元进行分离,两单元采用现场焊接方式。若超重构件柱本体截面为目字形(三箱)截面,首先,采用将蝶形节点和相连箱柱体及中间箱柱体作为一个单元与剩余部分的“Ⅱ”形单元作为一个单元进行分离的方案。其次,如果采用该方案分离后,其中较重单元仍然超重,则采用另外分离方案,将蝶形节点板和相连箱柱体作为一个单元与剩余部分柱体作为一个单元进行分离。目字形钢柱超重分离示意,分离前质量为98.3 t,不能满足现场塔吊起重能力要求,深化设计中将柱本体分离形成65 t和33.3 t两个吊装单元。 因塔楼倾斜设计和大悬臂网架的影响,在建造过程中主体网架将不断地产生变形,网架位形的控制目标是在建筑物恒载加载完成后,网架的位形、尺寸符合设计图纸的要求。通过对CCTV主楼网架的施工模拟分析发现,如钢构件加工制作时完全依照网架设计位形图,则会增加安装时调整的难度,与拟定的预调整幅度有一定的偏差。为了解决偏差问题,在施工详图设计和构件制作过程中就需考虑网架杆件变形的部分预调整值,并且在各个施工阶段还必须考虐实际变形监测结果,对预调值进行修正。 3网架加工 网架工程中除有普通的H型、箱形截面形式外,还增加了很多特殊截面形式。

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