大型鋼結構工程核心筒勁性結構施工技術
——以張江中區單元58-01地塊項目為例

吳 鵬

(上海建工一建集團有限公司，上海 200120)

1 工程概況

上海市張江中區58-01地塊1#辦公塔樓地下4層地上 59層，結構標高-19.6～319 m，結構體系采用鋼筋混凝土核心筒+外框勁性柱+鋼筋桁架樓承板結構體系，鋼結構主要包括核心筒內的鋼骨柱、外框勁性鋼柱、外框鋼梁以及環帶桁架層。2#文化樓地下1層地上3層，結構標高-8.0～23.1 m，結構形式采用框架結構形式，鋼結構主要包括勁性鋼柱和鋼梁。3#商業樓地下1層地上4層，結構標高-8.0～22.9 m，結構形式采用框架結構形式，鋼結構主要包括勁性鋼柱和鋼梁。勁性鋼柱采用 H 型鋼柱，截面尺寸為 H460×460×25×25。地下室鋼結構材質為 Q355B。4#酒店為地下1層至25層，結構標高-8.0～95.1 m，結構形式采用鋼筋混凝土核心筒+外框鋼框架結構體系，鋼結構主要包括外框鋼柱及外框鋼梁。鋼結構總體量為 3.22萬t。

圖1 58-01地塊項目效果圖

2 核心筒勁性柱施工技術

2.1 核心筒勁性鋼柱分段

1)在進行每節鋼柱分段時，每節柱重量應控制在塔吊的起重性能之內，分段位置還應該滿足設計要求，并最大限度考慮現場安裝和焊接方便，此外還應兼顧吊裝過程中的穩定問題。

2)核心筒勁性柱計劃2 層一節進行分段。核心筒勁性柱從結構外堆場起吊到進行鋼結構吊裝，吊裝半徑最大 39 m。最重構件截面 H600×350×60×70，柱高度12 m，最大吊裝重量 8.64 t；該工況下 ZSL760 動臂式塔吊性能為：40 m 主臂,R=40 m/Q=17.5 t，滿足吊裝需求。

2.2 外框勁性鋼柱分段

塔樓外框勁性鋼柱分段情況如下。

1)1F～10F，因外框鋼柱尤其是外框角柱(雙 H 組合鋼柱)截面較大為 2H700×1 000×70×70，外框柱采取 1 層一節進行分段，共10段。

2)11F～ROOF，外框柱采取2層一節進行分段，共25段。

外框鋼柱最重構件為1F～3F的外框角柱(雙 H 組合鋼柱)，截面為 2H700×1 000×70×70，柱高度7 m，吊裝重量28.2 t；計劃采用 200 t 汽車吊在±0.000底板進行吊裝。該工況下性能為：200 t 汽車吊，22.5 m 主臂，R=16 m/Q=36.5 t，滿足吊裝需求。外框邊柱截面為 H600×1 000×70×70，柱高度 7 m，吊裝重量11.34 t；采用ZSL 塔吊進行吊裝，吊裝半徑26 m；該工況下ZSL760動臂式塔吊性能為：40 m 主臂，R=26 m/Q=28 t，滿足吊裝需求。

4F～10F的外框鋼柱最大截面為外框角柱(雙H組合鋼柱)，截面為 2H700×800×60×60，柱高度 4.5 m，吊裝重量 13.6 t，采用 ZSL 塔吊進行吊裝，吊裝半徑 31 m；該工況下 ZSL760 動臂式塔吊性能為：40 m 主臂，R=31 m/Q=22 t，滿足吊裝需求。

11F～ROOF，外框角柱(雙 H 組合鋼柱)分叉為兩根 H 鋼柱，外框勁性柱分段為2層一節，最大分段長度 9 m，最大分段重量 12.3 t。該工況下 ZSL760 動臂式塔吊性能為：40 m 主臂，R=31 m/Q=22 t，滿足吊裝需求。

2.3 核心筒勁性鋼柱安裝技術

核心筒勁性柱安裝流程如圖2所示。

圖2 核心筒勁性柱安裝流程圖

1)1F～4F核心筒勁性柱通過2臺130 t汽車吊停在棧橋上進行吊裝。5F～ROOF核心筒勁性柱的吊裝通過2臺ZSL760塔吊在各自工作范圍內進行吊裝。

2)核心筒結構進場后按照各階段施工平面布置圖中的位置卸車、堆場，由于現場施工條件限制，構件需堆放在場外，吊裝前駁運至場內放置于首層底板。

3)鋼柱起板時，鋼柱兩端設置4 塊連接耳板，耳板上除了對接孔外，各開一個吊裝孔，耳板在加工廠制作焊接。鋼柱起板時，采用一根鋼絲繩做二串通后兩點起吊，起吊采用旋轉回直法，避免根部拖曳。

4)先在下節柱頂放樣鋼柱對接十字軸線，核心筒結構柱吊至安裝位置，緩慢下落與地下室冒頭的鋼柱對接，邊吊邊校，用臨時螺栓連接耳板固定。每完成一節鋼柱施工后，應進行各鋼柱柱頂標高測量，防止各種因素產生的標高累計偏差。

2.4 核心筒斜收分安裝方案

1)核心筒斜收分施工方案為：核心筒完成 44 框剪力墻、斜墻部分局部樓板施工后，鋼平臺下面3個內筒架各自在南側分隔處分離，沿斜墻一側的內筒架將在做好臨時拉結、保證內筒架穩定安全的前提下停留在核心筒內側，其余部分隨整體鋼平臺繼續頂升施工。在做核心筒斜墻時，斜墻區域的樓板應同時做好，并且利用局部混凝土樓板、內筒架、外掛腳手架等搭設操作腳手架和排架，停留在核心筒斜墻一側的內筒架需要做臨時拉結和支撐。

2)在核心筒完成50 框剪力墻施工后做好斜墻區域內筒架的安全防護設施，完成 52 框剪力墻后做好斜墻區域的外掛腳手架、頂升導軌位移和吊裝，恢復鋼平臺的所有臨邊防護設施。

3)南側斜剪力墻內包括4 根鋼骨，柱號：GZA-1，規格為 H200×200×8×16，鋼柱1層一節分段長度為4.5 m，分段重量為0.8 t。南側斜墻從45層(標高：221.400)起開始向內傾斜此時距K軸 4 200 mm，至 50 層(標高246.900)完成傾斜，此時距K軸 1 350 mm恢復豎直向上發展。鋼骨柱傾斜角度為84°。核心筒南區收分區域平面、立面如圖3～4所示。

圖3 核心筒南區收分區域平面圖

圖4 核心筒南區收分區域立面圖

施工流程如圖5～8。

圖5 頂升階段一

1)核心筒完成44框剪力墻、斜墻部分局部樓板施工后，鋼平臺下面三個內筒架各自在2 850 mm分隔處分離，沿斜墻一側的內筒架將在做好臨時拉結、保證內筒架穩定安全的前提下停留在核心筒內側，其余部分隨整體鋼平臺繼續頂升施工。

圖6 頂升階段二

圖7 頂升階段三

圖8 頂升階段四

2)南側核心筒鋼平臺分隔區域內搭設腳手架，施工斜墻勁性鋼柱，吊裝時鋼柱就位后安裝柱底連接板，柱定吊點轉換為 3T 手拉葫蘆，手拉葫蘆固定于鋼平臺頂部橫梁。

3)鋼柱焊接完成后開始綁扎鋼筋因鋼柱截面較小，長度較長，鋼筋綁扎階段易外部受擾動，進而影響鋼柱安裝精度。因此，將采用柱頂手拉葫蘆調節鋼柱定位，主要控制保持鋼柱翼緣與內測斜模板間距為150 mm。

4)依次搭接向上施工，南側鋼平臺外掛腳手向內滑移。

2.5 安裝注意事項

1)勁性鋼柱的安裝采取邊吊邊校的方法，操作人員應有具體的測校記錄。當達到要求后，應即刻擰緊定位安裝螺栓，并進行焊接施工。因鋼柱截面較小，二氧化碳氣體保護焊預計消耗焊絲1.1 kg，按一盤焊絲12.5 kg熟練焊工施工5 h計算，此H型柱對稱焊接 2 人僅焊接耗時約為 20 min,因此，此鋼柱柱底臨時連接完成后轉換吊點，然后立即完成焊接施工，減少鋼柱吊點對鋼平臺擾動。

2)后續的鋼筋混凝土在施工方法上應盡量避免產生對勁性鋼結構安裝質量有影響的操作和環節。

3)核心筒勁性結構安裝利用土建腳手架作為操作平臺，原則上不再搭設臨時操作臺，以避免和土建腳手架的沖突。

4 結束語

本文重點介紹了張江中區單元58-01地塊項目鋼結構工程核心筒勁性結構施工新技術、新方法，對核心筒勁性鋼柱分段、外框勁性鋼柱分段、核心筒勁性柱安裝工藝、核心筒斜收分施工新技術、核心筒分階段頂升技術進行了實踐性應用與工程總結。整體技術方案經過專家認證，可行有效，對解決國內外核心筒鋼結構工程勁性結構施工具有顯著的借鑒作用。

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