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1、深圳發展中心大廈超高層鋼鋼結構施工安裝及工藝研究登 記 號 873101完 成 單 位 一公司 科研所主要 完成 者 郭萬全 張德像 鮑光鑒 李鴻生 梁建華 吳 唏 葉建超 陳志榮 李志民 朱 曉工作起止日期 1985年11月1987年5月獲 獎 等 級國家級科學技術進步三等獎、中國總公司科學技術進步一等獎、局科技成果特等獎一、當前國內外同類先進技術概況鋼結構高層建筑自問世以來,已約有一個世紀。據上海市建筑技術研究所提供的情報,早在1883年，世界上第一座鋼框架建筑就已建成.50年代以來，鋼結高層建筑在取得重大進展的基礎上，50層以下的建筑中，提高了與鋼筋混凝土結構況競爭的能力，主要是由于鋼結2、構建筑具有如下優點：、和砼、磚石等建材相比,鋼材強度要高得多，而且彈逆性和韌性好；、鋼結構由于材質均勻，實際受力情況較好；、由于構件制造方便，精確度高，便于安裝，施工周期短；、自重輕,約為鋼筋砼類建筑物重量的一半.近20多年來,由于結構體系的發展，鋼材力學性能改善,特別是型鋼新品種的出及其截面性能的提高,鋼結構建筑的用鋼量大為下降(如1931年建造的102層的帝國大廈用鋼量為206公斤/米2，而1986年建筑的100層的約翰漢考克中心下降為145公斤/米2）。同時鋼結構制造業機械化水平和加工技術的提高,適應高層鋼結構建筑施工的大噸位自升式塔機和輕質材料，如鋁合金、鏡面玻璃等外墻裝飾材料的出現，3、為鋼結構高層建筑的進一步發展提供了條件。高層鋼結構建筑已經較為普遍,特別是美國、日本的高層建筑中,鋼結構建筑占絕大多數。對于國內建筑界來說，施工安裝高層鋼結構建筑是一個較新的課題,許多施工技術是過去在建筑施工中很少或沒有遇到過的.如:土建施工單位較為缺乏經驗的大型鋼構件的吊裝就位；構件的連接，主要是焊接和高強螺栓兩種方法.各種構件如梁與梁、梁與柱、鋼結構柱腳與基礎的連接等都按其不同的連接方式就位后固定；壓型鋼板砼組合結構施工技術；焊接及高強螺栓安裝安裝質量的檢測技術；構件安裝及高層施工的測量技術；大噸位新型塔吊的引進和使用；予埋件和予留孔洞的精確度保證；多種工序和復雜施工安裝技術之間的密切配合4、.由于鋼結構建筑本身的特點,國外在施工此類建筑時,大都實現工期縮縮短的目標,工程造價也有降低。深圳發展中心大廈鋼結構高層建筑是首次由中國建筑業主承包施工安裝,經歷了從缺乏經驗到有經驗和熟練的過程。在整個發展中心大廈主體工程鋼結構安裝過程中，以上所列技術難題得到較園滿的解決，以僅25毫米的垂直度偏差完成了高165。30米的鋼結構建筑主體工程的施工安裝，在國內創出了先進水平,達到了國際先進水平。二、主要技術內容深圳發展中心大廈系高層鋼結構建筑,是我國目前最高的鋼結構工程,由中國人自己主承包。建筑面積55745m2，安裝鋼構件總量11049噸，由于本身結構的特點，必須對其規定的技術要求進行探索。如（5、）最大鋼構件重36.7噸的吊裝就位問題；(）最厚的鋼板130mm的焊接技術和焊接質量保證問題(國內以前最厚的鋼板約100110mm，這樣厚的鋼板在國外也少見)。此外，還有一些較難的問題，如（）高層施工垂直度的測量;（）按驗收標準，高強螺栓安裝質量的檢測技術;（）不封閉平臺的液壓骨模施工.但都通過自行構思、實施，并在有關部門配合下(如深圳市質檢站）取得了理想的效果，還有所創新。在深圳發展中心大廈施工中，一些施工技術處理得也較為適當,如（)大型及組合鋼構件的就位；()各種不同連接方式的構件就位固定;()予埋件和予留孔洞的精確度保證；（)滑模施工的剪力墻與樓面板的連接；(）壓型鋼板砼組合結構的施工；6、（）大噸位塔機的操作使用。深圳發展中心大廈主體工程于1987年月18日封頂。整個施工實踐證明,主樓中鋼結構部份與剪力墻部份施工協調，焊接及高強螺栓安裝質量經檢驗全部合格.層高偏差8mm,總高垂直偏差25mm，經深圳市有關部門中間驗收，質量評為優秀。在深圳發展中心大廈的施工和鋼結構安裝時所采用的焊接、高強螺栓連接、栓焊混接是目前鋼結構、高層鋼結構連接的三種主要形式，經過施工工藝研究,理解和執行國內外有關規范，為保證施工質量提供了實測數據，而有些數據和定量結論在尚未見到。（一)、采用的技術原理:發展中心大廈系高層鋼結構工程，技術要求嚴,質量要求高，在施工技術上，體剪力墻采用了液壓滑升模板施工和鋼結7、構安裝采用了CO2氣體保護半自動焊.鋼結構焊接是整個工程的關鍵，在焊接上選用了手工低氫焊條鋪底，CO2氣體保護半自動焊封閉的新工藝。CO2氣體保護半自動焊是用滾輪送給的焊絲通過導電嘴給電，在焊絲和母材間發生電弧,進行熔焊接合，這時,為了保護電弧及熔焊金屬,由焊矩前頭的噴嘴流出CO2氣體.（二）、關鍵技術及創造點：1。超厚鋼板的焊接：最厚鋼板達到130mm，施焊焊縫354,由于采用了先進的2氣體保護半自動焊，制定了焊接施工實施細則,有效地進行了焊接質量控制和焊接尺寸控制，從而保證了工程質量。2。園弧狀造型的總體安裝垂直偏差的測量控制與調整是施工技術的又一關鍵，施工中遵循“先整體、后碎步”的測控原8、則，擬定了先作閉合控制和“逐層傳遞軸線、水平控制的方法,并推導出兩個控制修正公式等一系列措施，保證了安裝質量,達到了較高的安裝精度。3。大廈樓板采用壓型鋼板砼組合樓板，由于設計成功地把壓型鋼板代替受拉鋼筋作受力構件，給施工帶來較大難度，在無施工規范可遵循的情況下參照國外資料編制了”壓型鋼板的施工及驗收暫行規定并實施,保證了質量.4。施工與設計科研緊密結合，開展了“焊接對高強螺栓軸力影響的試驗研究”，“施工條件變化對高強螺栓扭矩系數影響的試驗研究”,為高層鋼結構的研究積累了數據。應用和推廣情況：深圳發展中心鋼結構的焊接采用CO2氣體保護半自動焊，經探傷檢測，證明質量優良，同時也說明該技術已完全熟9、練掌握，現已應用于上海國際貿易中心大廈鋼結構安裝.經濟效益和社會效益：三、經濟效益與社會效益本工程為當前國內同類項目之最,由于采用先進工藝、網絡計劃和QC法控制質量,使工期、質量均達先進水平，受到國內外專家一致好評，取得了優先承建此類工程的主動權。CO2焊法比常用手弧焊工效提高4-5倍，焊絲耗用比焊條耗用節約用量5左右，并節約能源，焊接耗電量節約40左右.本工程主體結構工程成本降低率達到5。5，比投標時予測的經濟效益提高4（投標策略立于保本)。在本工程中所進行的施工工藝研究對保證深圳發展中心高層鋼結構的施工質量起到了一定的作用,為類似工程的施工提供了可借鑒的數據和經驗，也為發展我國高層鋼結層鋼10、結構施工技術作出了貢獻。深圳發展中心大廈是由我國建筑業總承總的第一項高層鋼結構工程,130毫米超厚鋼板焊接等工藝具有相當難度，它的建成為我國建筑業開創了新的領域，并以其高技術水平和嚴格管理，主體施工安裝達到國際先進水平，也為承包單位提高了社會信譽。四、評 審 意 見一九八入年五月八日至十日在深圳由中國建筑工程總公司召開了“深圳發展中心大廈高層鋼結構工程安裝施工技術評議會”,與會專家聽取了鋼結構安裝的技術報告，參觀了現場，審閱了會議技術文件，并進行了深入細致的討論，提出以下評議意見:該工程是目前我國第一次自行安裝的超高層鋼結構，在已建成鋼結構建筑中高度最高，是已建和在建的鋼結構中焊接鋼板最厚鋼柱11、鋼梁截面最大，結構復雜,技術難度大的工程。特別是在我國首次對130mm超厚鋼板焊接施工的成功和超高鋼結構安裝精度的控制表現出整個安裝施工技術管理水平高、施工組織嚴密、技術措施得力、施工工藝合理、現場文明安全施工，該工程高質量、高水平的建成標志著我國高層鋼結構安裝施工技術已達到了新的高度。（二)該工程采用的CO2氣體保護半自動焊和焊進制接操作規程對超厚鋼板的焊接是先進和合理的.全部焊縫5233條折長度354KM，均通過超聲波探傷并達到美國焊接協會AWSD11（84）標準，合格率為100,其中94%達到D級最高標準。填補了我國超厚負板焊接的空白。十一萬二千顆高強度螺栓的安裝質量和壓型鋼板組合樓板的栓釘焊接均符合設計要求.該工珠安裝精度由雙向經緯儀控制垂直度,并選定六個點由激光經緯儀復核的方法是成功的。柱子層間的垂直度偏差在規范允許范圍之內，垂直偏差僅25mm,外偏15mm，遠小于美國AISC規范規定的允許值：內偏76mm,外偏50。8mm.綜上所述，深圳發展中心大廈高層鋼結構的安裝施工技術達到了國際先進水平，為我國高層鋼結構工程的發展作出了突出項獻,其所積累的數據可供今后制定高層鋼結構施工規程時參考.