【结构赏析】昆明万达高层建筑钢结构制作安装（推荐欣赏）

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一、工程概况及重难点分析

1.1 工程概况

• 本工程建成后将成为昆明第一高楼，结构形式为圆管混凝土柱+钢梁（钢桁架）+钢骨核心筒 外框内筒体系；

• 南楼（地上地下）66层，3层；北楼（地上地下）67层，3层；

• 结构高度南楼307.8m，北楼306.7m；

• 主楼外筒圆管钢柱共16榀，截面尺寸Ф1200×20~Ф2400×50 ，材质Q390GJC为主。

• 在22～23层、34～35层、46～47层、58～59层设置加强层 ，包括伸臂桁架和腰桁架, 箱形截面杆件，材质Q420GJC。

  
  

1.2 重难点分析

1、深化设计

（1）单座塔楼钢结构总用钢量约为28000t；每根杆件、每个节点、每个连接板都牵涉到详图的深化设计，工期短，钢结构深化设计工作量非常大。

（2）工程很多钢柱牛腿为空间角度，这就要求在深化设计时，空间角度表示准确和直观；以便能够更加适应工人的生产制作 。

（3）加强层伸臂桁架和腰桁架节点与零部件拆分段的划分和拆分顺序 。

解决措施：

（1）本工程深化主要以Xsteel为主，辅助AutoCAD相结合的方式，规则的柱与梁采用Xsteel高效建模，复杂节点采用AutoCAD实体建模。

（2）同时在深化时执行和考虑以下技术细节：

• 设计总说明和施工蓝图技术细节要求；

• 确定构件分段定位，耳板设计，坡口设计，焊缝收缩量、安装变形量化补偿等；

• 与现场拼装焊接的图纸配合，如坡口方向、连接板、灌浆孔、穿筋孔等。

2、大直径钢柱的加工制作

本工程核心筒外框柱主要为钢管柱，最大截面尺寸为φ2400×50，最小截面尺寸为φ1000×20，材质均为Q390GJC（C）。钢管加工的质量精度直接影响现场的组织安装，因此，钢管的加工是整个钢结构加工的重点。

解决措施：

• 根据本工程设计要求的钢管规格（主要是径厚比）、材质、受力状态和构件类别，考虑到压制和卷制制管工艺上的特点和应用范围，对直径大于1400mm的钢柱采用卷制成型工艺，对于不大于1400mm的钢柱采用压制成型工艺。

3、厚板焊接残余应力消减

本工程外框钢管柱采用Q390C（GJC）材质，加强层桁架处为Q420GJC，构件结构复杂，大量T、K接头导致焊缝应力集中，焊缝拘束度大，易出现层状撕裂；节点处厚板全熔透焊接、焊缝密集。因此焊接残余应力消减也是本工程的一个重点。

解决措施:

• 工厂阶段控制

首先保证钢材和焊材质量的过关，从源头做起；设计之初，就对焊接接头进行优化，采取窄间隙小坡口焊接技术； CO2气体保护焊施焊时有效控制焊前温度、层间温度和后热温度，保证焊缝质量；通过拼装反变形、设置临时刚性支撑、火工矫正等措施保证节点的制作精度，减少焊接变形；另外，对构件的振动时效（VSR）以及冲砂等工艺对构件进行残余应力的消减.

• 现场施工控制

4、超宽构件运输

本工程钢柱最大截面尺寸φ2400×50mm，外框大直径钢柱、加强桁架钢柱等处构件尺寸较大；该类型柱身宽高范围为3000～3600mm。单根钢管柱分段长度5.85～14.6m，最大重量约42.65t，该类型钢柱为超宽构件种类。如何对超宽超长构件进行运输，是本工程难点。

解决措施          

• 对宽度或高度超过3.3米的构件，牛腿工厂制作，编号后随车运输到现场组装；

• 宽或高不超过3.3米的构件，主要采用17.5米超长高低板多轴线加强货车，载重45吨以上。车辆尺寸：长17500mm*宽2700~3000mm；车箱底板高：高板1400mm、低板1200mm、超低板900mm。

• 全程走沪昆高速，道路对一般超宽没有影响.

• 市区运输，构件编制“三超”构件专项运输方案，选择在晚23点~凌晨5点，构件四周设置警示标志，并由当地交警部门协作，走指定路线进场。

5、大直径圆管柱的吊装、定位、焊接

圆管柱分段最长达15.75m，定位难；重量最大为42.65t，吊装工况需进行详细分析；圆管柱最大壁厚为50mm，最大焊缝长度7.37米，厚板焊接质量保证难。

解决措施

• 统计每段钢柱重量，并进行吊装分析，确定起吊区域。

• 采用经过验算的临时连接耳板定位,4块或6块；

• 采用全站仪、经纬仪精确调整标高及垂直度；

• 利用工装和千斤顶进行局部调整；使四边中心线对齐；

• 每段钢柱上设置爬梯和操作栏；

• 现场采用双人对称、多道多层焊接，大风、雨季时设置防风防雨棚。

6、超高层钢结构定位测量

塔楼高度将近310m，受到风力、日照、温差等多种动态作用的影响，整体安装过程中处于偏摆运动状态。

解决措施：

综合运用GPS、全站仪测控技术等先进的测量手段进行跟踪测量校正。即在每个构件安装的同时，进行钢柱钢梁水平及垂直度测量校正，随时监控和调整构件位置。当若干构件形成框架结构体系后，对此进行复测，当水平层面结构安装完成后，再对整体结构进行测量，始终使构件处于监控当中，确保构件处于准确位置。

二、加工制作方案

2.1 加工制作说明

• 本工程钢构件加工主要安排在公司本部和分公司两个地方完成。
  

总部公司制作：外框圆管柱、钢骨柱、钢梁高度超过500mm，板厚超过30mm的构件在公司本部加工制作;

公司制作：其余构件

2.2 加工设备

2.2.1 大直径钢管加工设备

电液伺服数控折弯成型机

水平下调式三辊卷板机

2.2.2 箱型、H型构件制作设备

2.3 大直径钢管加工工艺

1、钢管压制工艺介绍（D≤1400mm）

2、钢管卷制工艺介绍（D>1400mm）

2.4 检验检测

原材料 试验检测设备

三、现场安装方案

安装思路

• 所有的构件均采用现场3台塔吊吊装，钢柱按照1~3层分段，钢梁整榀吊装，加强桁架均散件吊装；

• 为保证制作精度，加强桁架层均需要在工厂预拼装；

• 构件（均编号）发货到现场，堆放在指定堆场；现场配置80t汽车吊和平板拖车进行构件卸货和转运；

• 靠近建筑南北和东侧设置构件起吊区，该区域需要进行加固。

立面流水施工安排：

核心筒领先外框钢结构安装4~6层；

外框钢结构领先钢筋桁架楼层板安装3~4层；

楼层板安装领先钢筋绑扎1层；

楼面钢筋绑扎领先楼板混凝土浇筑1层；

平面施工顺序安排：

平面上根据塔吊的起重性能分为3个施工区；

顺时针同时吊装施工；

先安装钢柱，再连接顶端与核心筒间的钢梁；再安装钢柱间顶层的框架梁；最后安装其余楼层框架梁和次梁

1 钢柱分段

塔楼外框柱两种，KZ1和KZ2，其分段原则如下：

• 1层以下：1层或2层一段；

• 2层~12层：主要2层一段，局部1层一段；

• 13层~66层：主要3层一段，局部2层一段

KZ1分为26段，最重构件，42.65t，12.8m长最长构件，14.6m，27.03t；

KZ2分为27段，最重最长构件，30.7t，15.75m长；

2 吊装工况说明

根据以上分析，对KZ1进行分段，满足1#塔吊的最不利工况即可，即分段重量不超过44t。

根据以上分析，对KZ2进行分段，满足1#塔吊的最不利工况即可，即分段重量不超过44t。

3 标准层施工流程

4 钢柱安装措施

• 预埋件安装

根据控制点测量出预埋件安装位置，然后预埋锚栓框架整体固定在安装位置。

埋设前后均需进行核查、验收

• 钢柱安装

5 钢梁安装措施

6 加强层桁架安装

7 现场焊接措施

7.1 焊接特点

• 多数为厚板焊接，最大板厚达60mm；

• 钢材材质高，钢柱材质为Q390GJC、Q390C；加强层桁架材质为Q420GJC；

• 本项目地处昆明，建筑标高约307.4m，涉及高空焊接防风、防雨

7.2 焊缝形式

7.3 焊接参数

CO2气保焊焊丝选用ER50-3，直径φ1.2mm和φ1.6mm的实心焊丝。

8 定位测量

• 在轴线延长线上建立8个外控制点，在核心筒四个角部建立内控制点；

• 地下室结构采用外控法测量；地上结构采用内控法测量；

• 水平控制网每隔不超过50米采用激光铅直仪向上传递；

• 竖向标高采用统一的钢卷尺向上量测，每次均从基准面向上量测；

• 钢柱的顶标高采用全站仪测量校正，采用经纬仪进行垂直度校正。

来源：豆丁施工