【荣誉表彰】天津市钢结构学会科学技术奖二等奖成果展示

文摘 2024-03-11 09:02 天津

项目简介

获奖项目名称

超高层钢结构关键施工技术研究与应用

主要完成单位

中建一局集团建设发展有限公司

主要完成人

林佐江周予启刘强耿东各朱明华

张秀川赵宝孔亚陶李鹏赵兴龙

王龙党毅章张帅齐卫军李广大

项目背景

近十几年，公司陆续承建了天津环球金融中心、天津嘉里中心、中国国际贸易中心三期、深圳平安金融中心、深圳平安金融中心南塔、北京市CBD核心区Z13地块商业金融工程、北京市CBD核心区Z2b地块商业金融工程等超高层项目，其主体结构形式均为钢结构或钢-混凝土组合结构，在项目投标和履约过程中，总结并归纳了超高层钢结构施工的五个典型特点，即钢结构形式复杂、钢构件类型多样、钢构件截面大且异形、大量使用高强钢板和超厚钢板、存在延迟焊接节点等，超高层钢结构建筑工程体量大、结构复杂，大量的高空作业进一步增加了施工难度，尤其是高度500m以上的超高层建筑，传统的施工手段或不能用于该类工程，或需要花费大量的人力物力财力。为此，公司组成课题组，通过深入研究，大量运用BIM技术、仿真模拟技术、三维扫描技术、实时监测技术等手段，通过深化设计、模拟验算和实体试验，探索出了系统的、切实可行的综合技术，优质高效的解决了传统施工方法无法比拟的难题。

成果简介

研究人员针对超高层钢结构形式复杂、构件类型多样、构件截面大且异形、大量使用高强钢板和超厚钢板、存在延迟焊接节点等特点，通过深入研究，探索出了系统的、切实可行的综合技术，优质高效的解决了传统施工方法无法比拟的难题，主要取得了以下创新成果：

（1）拓展了基于BIM的复杂钢结构深化设计，针对性的处理了多杆件交叉的复杂钢结构节点和组合结构节点，确保了结构的安全性和耐久性。

（2）创造性的将正反交替形式的单面坡口应用于薄钢板剪力墙超长横焊缝施工，显著地控制了大面积全焊接钢板墙的焊接应力应变。

（3）发展了分段倒退焊接技术，成功完成了巨柱16.3m超长立焊缝的焊接。

（4）创造性的解决了双机抬吊技术在超高层建筑的应用难题，实现了最大跨度34m、最大高度12.95m、最大板厚120mm、最大重量374t的双层带状桁架安全、高效施工。

（5）形成了超厚铸钢件焊接技术，一次性完成厚达220mm、焊缝总长7.5m的八面多棱角铸钢件焊接难题。

（6）研发了复杂钢结构塔冠的局部倒装技术，解决了600m高空大空间异形塔冠的施工难题，简化了施工技术措施，缩短了塔冠的施工工期。

（7）提出了延迟焊接节点可超前焊接的观点，通过数值模拟与现场监测，分析出超高层钢结构中延迟节点提前焊接的可行性，对工程进度的顺利实现具有重要的实际意义。

（8）发明了大悬挑结构的高效施工方法，利用可快速调节的钢质拉杆解决超高层外挑结构的施工难题。

（9）研发了可附着于钢结构侧壁上的超高层钢结构钢柱测量校正支座，在提高测量精度的同时，确保了人员和设备的安全。

以该成果为基础，授权国际发明专利1项，国家发明专利2项，实用新型专利8项，获得省部级工法5项，在核心期刊上发表论文11篇。该研究成果为平安金融中心、天津津塔、天津嘉里、北京Z13等工程顺利实施提供了有力的保障，并取得了显著的经济效益和社会效益。

社会及经济效益

研究人员针对超高层钢结构建筑的关键部位进行研究和分析，运用BIM技术、仿真模拟技术、三维扫描技术、实时监测技术等手段，解决了复杂组合结构深化设计、钢板墙、多腔体组合截面巨柱、双层带状桁架、异性超厚铸钢件、复杂塔冠、延迟节点超前焊接等难题，从而保证设计要求，最终形成了一整套超高层钢结构施工关键技术研究与应用成果。该研究成果为天津环球金融中心、深圳平安金融中心北塔/南塔、中国国际贸易中心三期 B 阶段、北京市CBD核心区Z13地块商业金融、北京平安金融中心E05地块等工程顺利实施提供了有力的保障，解决了大截面巨柱、超厚板焊接技术难题，大大增加了钢结构厚板焊接的一次合格率，减少了由焊接应力变形控制不当而可能产生返工，更杜绝了由于焊接方法不当而产生浪费原材或额外增加材料的可能，充分体现了国家倡导绿色施工的宗旨。

天津环球金融中心（当时全球最高的钢板剪力墙结构）

深圳平安金融中心

天津钢结构

行业交流，编辑刊物，制定标准，接受委托开展职业技能鉴定、评优和资质与职称评审等。

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