400米以上超高层建筑施工技术基本经验和面临的新课题

400米以上上超高高层建建筑施施工技技术基本经经验和和面临临的新新课题题张希黔黔教教授、、博导导中建总公司施工技术专业委员会主任2015年6月东东南大大学住建部高等教育工程管理专业评估委员会顾问2.超高层建筑施工技术基本经验1.已建和在建典型超高层建筑简介3.超高层建筑建造面临的新课题1.已建和在建典型超高层建筑简介中国建筑总总公司高层及超高高层建筑的的定义：《高层建筑筑混凝土结结构技术规规程》规定定10层及10层以上的居居住建筑及及高度超过过24米的公共建建筑为高层层建筑。国际上一般般把高度超超过30层或100m以上的高楼楼称之为超超高层建筑筑。1972年8月在美国宾宾夕法尼亚亚洲的伯利利恒市召开开的国际高高层建筑会会议上，专专门讨论并并提出高层层建筑的分分类和定义义。其中超超高层建筑筑定义为40层以上（高高度100米以上）。。根据我国《《民用建筑筑设计通则则》定义建建筑高度大大于100m的民用建筑筑为超高层层建筑。1.已建和在建建典型超高高层建筑简简介1.1上海环球金金融中心上海环球金金融中心塔楼地上101层，地面以以上高度为为492m，地下3层，总建筑筑面积381600m2。主体结构采采用由巨型型柱、巨型型斜撑以及及带状桁架架构成的三三维巨型框框架结构、、钢筋混凝凝土核心筒筒结构和构构成核心筒筒和巨型结结构柱之间间相互作用用的伸臂钢钢桁架组成成的三重结结构体系。。1.已建和在在建典型型超高层层建筑简简介1.2广州珠江江新城西西塔广州珠江江新城西塔建筑高度度432m。主塔楼为为钢筋混混凝土核核心筒和和钢结构构外框筒筒组成的的筒中筒筒结构中央电视视台新台台址主楼楼建筑建建筑面积积47.3万平方米米，地下下三层，，地上五五十二层层，高237m，钢结构构用钢量量达14万吨。塔塔楼外框框筒由水水平边梁梁和双向向倾斜柱柱、支撑撑形成三三角形单单元模块块，外框框筒与屋屋顶连接接成整体体，形成成主楼的的主要抗抗侧力结结构体系系。两座座塔楼各各自整体体双向倾倾斜6°，内部核核心筒及及内柱竖竖直。悬悬臂结构构共14层，从塔塔楼37层至顶层层外伸，，悬臂底底面为水水平，标标高162.200m，顶面与与塔楼屋屋顶位于于同一个个倾斜面面内。塔塔楼1悬臂外伸伸67.165m，塔楼2悬臂外伸伸75.165m。央视主楼楼效果图图1.已建和在在建典型型超高层层建筑简简介1.3中央电视视台新台台址主楼楼深圳京基基100大厦1.已建和在在建典型型超高层层建筑简简介1.4深圳京基基100大厦深圳京基基100大厦位于于深圳市市罗湖区区红宝路路南侧，，地下4层，地上上100层，建筑筑总高度度441.8m，总建筑筑面积约约24万平方米米，是目目前中国国大陆第第三高楼楼。框架架-核心筒结结构。东塔夜景景效果图图1.5广州珠江江新城东东塔广州珠江江新城东东塔，总总建筑面面积507681平方米，，建筑物物总高度度为530米。塔楼结构构形式为为带加强强层的钢钢管混凝凝土巨柱柱框架筒筒体结构构。东塔钢结构主要分布1外框钢结构外框筒钢柱楼层钢梁桁架层钢结构2核心筒钢结构核心筒钢板剪力墙核心筒劲性钢柱3裙房钢结构裙房多功能厅屋面桁架连廊钢梁1.已建和在在建典型型超高层层建筑简简介1.6武汉绿地地中心武汉绿地地中心高高606米，共124层，总建建筑面积积30万平方米米。1.已建和在在建典型型超高层层建筑简简介1.7天津117大厦天津117大厦地下3层，地上上117层，总设设计高度度570米以上，，规划建建筑面积积183万平方米米，预计计投资270多亿元人人民币。。1.已建和在在建典型型超高层层建筑简简介1.8深圳平安安国际金金融中心心大厦深圳平安国际际金融中中心大厦厦总建筑面面积378600平方米，，高度为为塔顶646米，屋面面588米，共115层。1.已建和在建典典型超高层建建筑简介1.9武汉中心王家墩中央商商务区“武汉汉中心”，设设计高度428米，共88层。1.已建和在建典典型超高层建建筑简介1.10重庆瑞安嘉陵陵帆影二期塔楼99层，三期塔楼楼34层，裙楼6层，建筑高度度468米，，总建筑面积积500710平方米。三期塔楼：34层，总高度174.8米。二期塔楼：99层，总高度468米。裙楼：6层，总高度40.33米。1.已建和在建典典型超高层建建筑简介2.超高层建筑施工技术基本经验1.已建和在建典型超高层建筑简介3.超高层建筑建造面临的新课题2.超高层建筑施工技术基本经验超高层建筑施施工的基本经经验：一、受力特征征：与高度H的关系（1）垂直受力力与高度H成正比（2）弯矩与高高度H2成正比（钢钢板剪力墙墙问题）（3）变形与高高度H4成正比（阻阻尼器问题题）H广州东塔钢钢板剪力墙墙（3）变形与高高度H4成正比（阻阻尼器问题题）二、深基坑坑施工深基坑与周周边环境超高层与裙裙楼沉降差差处理逆作法大体积砼裂裂缝控制1234（1）理论发发展与关键键技术建筑物上部部结构的施施工和地下下基础结构构施工平行行立体作业业，可缩短短工期。建建筑物上部部结构的施施工和地下下基础结构构施工平行行立体作业业，可缩短短工期。（二墙合一一，围护结结构变形量量小，对邻邻近建筑的的影响小。。地下室施工工少受风雨雨影响，有有利于土方方开挖。地下室施工工少受风雨雨影响，有有利于土方方开挖。逆作结构的的自身荷载载由立柱直直接承担并并传递至地地基，降低低了基坑内内地基回弹弹量。地下室梁柱柱等节点混混凝土浇筑筑是其施工工难点。逆作法上海环球金金融中心位位于上海陆陆家嘴金融融贸易开发发区，该大大厦为集商商贸、展厅厅、办公、、酒店、观观光、公共共设施为一一体的综合合性多功能能超高层建建筑。该项项目地下三三层，地上上裙楼6层，塔楼101层，高492m。地下室基基坑平面呈呈不规则四四边形，长长约200m，宽108～120m，基坑周长长614.1m，面积约22468m2，大面积开开挖深度17.85～19.85m。裙楼地下下室外墙采采用“两墙墙合一”地地下连续墙墙。上海环球金金融中心基基坑工程塔楼基坑土土方开挖为满足该工工程合同工工期，同时时有效保护护基坑周边边环境，工工程采取塔楼顺作，，裙楼逆作作的施工工艺艺：采用地地下连续墙墙临时围堰堰将塔裙楼楼隔开，塔塔楼先期施施工，顺作作施工至1FL后，裙楼开开始由1FL往下逆作法法施工，分分层分段拆拆除临时围围堰，对接接塔楼。为为不影响塔塔楼材料运运输及为塔塔楼提供重重型钢结构构构件转运运场地，在在塔楼边1FL+1.5m高处处设设置置面面积积约约2500m2重型型材材料料堆堆场场。。1）基基坑坑工工程程整整体体施施工工部部署署（2）逆逆作作法法施施工工实实施施过过程程临时时围围堰堰、、坑坑内内土土体体加加固固、、深深坑坑土土体体加加固固施施工工完完成成后后在在坑坑内内均均匀匀布布置置40口深深井井疏疏干干井井，，沿沿顶顶圈圈梁梁在在坑坑外外均均匀匀布布置置14口降降压压水水井井，，在在基基坑坑内内侧侧周周边边均均匀匀布布置置4个取取土土平平台台。。塔塔楼楼基基坑坑土土方方开开挖挖采采用用岛岛式式分分层层开开挖挖。。基基坑坑开开挖挖遵遵循循““对对称称、、均均衡衡、、分分层层””，，最最大大限限度度保保证证圆圆形形围围护护结结构构均均匀匀受受力力。。提提前前20天进进行行土土体体预预降降水水，，挖挖土土至至-10.5m时启启动动承承压压水水井井，，土土方方开开挖挖至至大大面面积积底底板板底底，，及及时时封封闭闭加加强强垫垫层层，，局局部部深深坑坑分分两两层层开开挖挖土土方方，，施施工工完完成成后后进进行行底底板板施施工工。。底底板板分分三三层层浇浇筑筑，，每每层层浇浇筑筑高高度度4～4.5m，水平向向不留设设施工缝缝和后浇浇带。底底板完成成后，地地下结构构采取常常规模板板满堂脚脚手架支支撑体系系顺作施施工至1FL。2）塔楼顺顺作施工工（2）逆作法法施工实实施过程程塔楼底板板完成后后插入裙裙楼基坑坑围护工工程，塔塔楼完成成1FL，裙楼分分四区及及车道区区由上往往下逆作作施工，，分层分分段爆破破拆除临临时围堰堰，对接接主楼。。施工顺顺序为一一区、二二区、三三区、四四区、车车道区依依次跳仓仓对称施施工。每每区先进进行土方方开挖，，再施工工对应的的水平结结构，依依次交叉叉向下施施工至底底板，再再从下向向上依次次顺作施施工竖向向结构。。3）裙楼楼逆作作法施施工裙楼基基坑施施工分分区平平面示示意图图（2）逆作作法施施工实实施过过程每区设设3～4个取土土口，，土方方采取取分层层盆式式开挖挖，开开挖深深度同同层高高，坑坑边留留土护护壁。。底板先先施工工中心心岛区区，在在底板板上向向围护护结构构设置置抛撑撑，再再进行行环岛岛区土土方开开挖及及底板板施工工。水水平结结构施施工完完毕由由下向向上顺顺作施施工竖竖向结结构，，封闭闭出土土口，，完成成裙楼楼地下下结构构。3）裙楼逆作作法施工基坑竖向施施工分层工工况图（2）逆作法施施工实施过过程上海环球金金融中心工工程塔裙楼楼高差达95层，地下结结构不留沉沉降缝，设设计通过每每层塔裙楼楼之间留设设后浇带来来协调两者者之间的沉沉降差异。。后浇带宽宽2～3m，沿塔楼环环形布置，，后浇带中中间布置对对撑钢梁的的柔性传力力带，既能能确保裙楼楼基坑水平平支撑力有有效传递至至主楼，又又能有效协协调塔裙楼楼之间的沉沉降差异，，避免底板板产生沉降降裂缝。设设计要求，，根据塔裙裙楼沉降监监测数据分分析，塔裙裙楼沉降趋趋于稳定，，方可封闭闭后浇带，，且塔楼至至少施工至至50F。该工程裙楼楼施工至底底板时，塔塔楼施工至至32层，塔楼最最大沉降25.31mm。各层后浇浇带开始封封闭时，塔塔楼施工至至68层，最大沉沉降38.55mm，此时裙楼楼最大沉降降3mm。塔楼施工至至100层时，塔楼楼最大沉降降98.34mm，裙楼最大大沉降36mm。与理论计算算相比，塔塔楼沉降值值较接近，，裙楼差距距较大，裙裙楼未出现现反拱现象象。后浇带削弱弱了承担水水平力作用用的各层楼楼板整体刚刚度，加大大了围护体体的变形总总量，使得得该工程相相对于其他他逆作法工工程的变形形稍大。超高层与裙裙楼沉降差差处理塔楼、裙楼楼同步立体体交叉施工工，施工区区域的协调调、施工场场地、运输输通道协调调是关键。。该工程在在塔楼周边边1FL+1.5m标高处特设设计了由施施工主干道道跨越裙楼楼，通向塔塔楼的临时时重车道、、重型材料料堆场，面面积2500m2，将裙楼施施工对塔楼楼影响降至至最低。同同时裙楼逆逆作首层楼楼面为塔楼楼施工提供供大量的材材料堆场、、施工通道道，保证了了塔裙楼施施工顺利实实施。塔裙楼立体体交叉施工工对高空安安全坠落、、物体打击击、爆破震震动等施工工安全带来来很大隐患患。裙楼与塔楼楼对接，在在裙楼首层层施工时完完全暴露在在塔楼下方方，且塔楼楼已施工较较高，只有有做好塔楼楼临边安全全防护措施施，才能保保证裙楼施施工安全。。为加快施工工速度，塔塔裙楼之间间临时围堰堰及围檩采采取爆破方方式拆除，，围堰紧靠靠塔楼，要要保证塔楼楼永久结构构不能受任任何损伤，，该工程采采取密孔少少药量，减减小冲击力力及振动波波；加强防防护棚，在在围堰爆破破对塔楼影影响区域内内覆盖模板板、麻袋等等方式对塔塔楼永久结结构进行保保护。值得得注注意意的的是是，，逆逆作作法法楼楼面面堆堆载载要要均均衡衡、、要要限限载载。。荷荷载载既既要要在在临临时时钢钢柱柱承承载载范范围围内内，，又又不不能能引引起起钢钢柱柱发发生生不不均均匀匀沉沉降降，，以以免免拉拉裂裂楼楼板板。。同同时时要要等等楼楼板板强强度度达达85％方方可可堆堆载载。。塔裙裙楼楼立立体体交交叉叉施施工工楔形形锁锁口口接接头头底板板与与地地下下墙墙间间埋埋设设注注浆浆管管采用用大大直直径径圆圆形形围围护护体体系系，，利利用用圆圆拱拱效效应应，，充充分分发发挥挥混混凝凝土土材材料料的的抗抗压压性性能能，，对对基基坑坑变变形形控控制制相相当当出出色色。。100m直径径的的圆圆形形围围堰堰，，仅仅靠靠三三道道围围檩檩，，无无任任何何内内支支撑撑，，土土体体开开挖挖深深度度17.85m，电电梯梯井井深深坑坑达达25.85m，基基坑坑最最大大变变形形仅仅30.1mm。成成功功保保障障了了周周边边建建筑筑物物、、地地下下管管线线及及围围护护结结构构的的正正常常运运行行。。地下下连连续续墙墙楔楔形形锁锁口口接接头头，，外外侧侧劈劈裂裂注注浆浆加加强强止止水水，，大大大大提提高高地地下下墙墙间间整整体体刚刚度度、、传传力力性性能能及及止止水水性性能能。。该工程底板与与地下墙接头头处除采用常常规止水措施施外，还采用用预埋注浆管管加强两者之之间的止水。。若发现底板板与地下墙之之间有渗水，，仅需要在相相应的注浆管管接头处进行行压力注浆，，充分填实之之间的渗水毛毛细孔缝隙，，止水效果双双保险。大体积砼裂缝缝控制大体积混凝土土温度裂缝控控制关键技术术（1）原材料优选选（2）配配合合比比优优化化（3）约约束束条条件件的的优优化化（4）混混凝凝土土入入模模温温度度优优化化（5）混混凝凝土土浇浇筑筑方方案案优优化化（6）混混凝凝土土养养护护和和二二次次滚滚压压（7）构构造造钢钢筋筋的的设设置置（8）温温度度监监测测及及反反馈馈通过过仿仿真真技技术术分分析析研研究究，，提提出出了了超超厚厚底底板板混混凝凝土土裂裂缝缝控控制制技技术术，，实实现现了了基基础础底底板板超超长长（（100m）、超厚厚(最厚4.5m)、C40超大体积积混凝土土42小时一次次连续成成功浇筑筑28900m3，体现了了现代混混凝土施施工新水水平。该该技术获获国家级级工法。。(为当时国国内单次次浇筑方方量之冠冠)底板超长长（100m）、超厚厚(最厚4.5m)、C40超大体积积混凝土土42小时一次次连续成成功浇筑筑28900m3上海环球球金融中中心工程程CCTV新址CCTV新址地铁振动动对地下下永久结结构施工工期及运运营期影影响研究究深圳星河河发展中中心深基坑与与周边环环境地铁交通通荷载研研究地铁振动动在土体体介质中中的传播播规律研研究地铁振动动对地下下结构影影响问题题研究（（实测及及分析））地铁振动动舒适度度问题的的研究（（实测及及分析））振动对周周边环境境影响实实测三、主体体结构施施工（1）施工部部署及施施工顺序序是否合合理三、主体体结构施施工（2）主要施施工设备备选择中央电视视台及深深圳证券券工程M1280D塔塔吊、上上海环球球金融中中心工程程M900D及及M440D塔塔吊、广广州西塔塔工程M900D塔吊吊、京基基100大厦工工程M900D塔吊、、沈阳恒恒隆工程程ZSL2700塔吊吊、太原原湖滨工工程ZSL1000塔塔吊，形成了超超高层建建筑施工工中的大大吨位动动臂式塔塔吊的施施工技术术集成。塔式起重重机施工工技术塔式起重重机的选选型塔式起重重机的爬爬升塔式起重重机的撤撤除在风作用用下塔吊吊的安全全施工研研究混凝土泵泵送技术术混凝土输送泵泵混凝土泵管混凝土布料机机高性能混凝土土的“三高三三低三自”三高：高可泵泵性、高强度度、高耐久性性三低：低收缩缩、低成本、、低水化热三自：自密实实、自养护、、自流平通过反复试验验研究,研制出JGJC多组份复合高高性能混凝土土，有效解决决了混凝土大大流动性与抗抗离析稳定性性之间的矛盾盾。（1）上海环球金金融中心创造造了将C40结构混凝土一一次泵送至492m高度的国内纪纪录；（2）广州西塔工工程创造了将将C80高强混凝土一一次泵送到400m高度的国内更更高记录；（3）深深圳圳京京基基工工程程创创造造了了将将C120高强强混混凝凝土土一一次次泵泵送送到到417m高度度的的世世界界记记录录；；混凝土大流动性抗离析稳定性混凝土试验（3）砼砼核核心心筒筒的的爬爬模模核心心筒筒上上平平台台爬爬模模系系统统核心心筒筒下下平平台台爬爬模模系系统统（4）钢钢结结构构施施工工钢结结构构吊吊装装钢结结构构现现场场焊焊接接钢结结构构工工程程少少量量塔塔楼楼外外框框筒筒钢钢柱柱因因超超重重，，按按设设计计不不能能再再分分节节，，必必须须对对节节点点进进行行分分离离吊吊装装，，在在节节点点分分离离部部位位形形成成长长达达14.88m的超超长长斜斜立立向向焊焊缝缝，，见见左左图图。。在最最大大节节点点部部位位焊焊缝缝金金属属填填充充量量为为1100公斤斤（（两两条条对对称称焊焊缝缝）），，需需要要52名合合格格焊焊工工连连续续焊焊接接约约70小时时才才能能完完成成。。根根据据规规范范要要求求在在焊焊接接完完48小时时后后用用超超声声波波对对焊焊缝缝进进行行夹夹渣渣、、气气孔孔、、裂裂纹纹等等内内部部缺缺陷陷探探伤伤检检测测，，15天后后用用超超声声波波进进行行延延迟迟裂裂纹纹检检测测，，以以确确保保焊焊接接质质量量。。钢结结构构施施工工过过程程中中的的垂直直度度控控制制、、竖竖向向变变形形控控制制、、内内力力控控制制、、异异种种材材质质焊焊接接控控制制是超超高高层层复复杂杂巨巨型型钢钢结结构构安安装装的的技技术术难难题题。。我我们们从从分分析析材材料料的的时时变变特特性性出出发发展展开开研研究究。。垂直直度度控控制制竖向向变变形形控控制制内力力控控制制异种种材材质质焊焊接接控控制制钢结结构构安安装装四大大控控制制难难题题超高高层层钢钢结结构构安安装装关关键键技技术术环带带桁桁架架超高高层层钢钢结结构构安安装装关关键键技技术术依据据环环带带桁桁架架的的安安装装及及焊焊接接顺顺序序，，基基于于ABAQUS平台台进进行行焊焊缝缝收收缩缩的的理理论论预预测测，，首次次提提出出巨巨型型钢钢柱柱““反反向向预预调调””的的垂垂直直度度控控制制技技术术，即即事事先先将将巨巨型型钢钢柱柱反反向向预预调调到到计计算算值值，，焊焊接接收收缩缩后后回回归归到到设设计计位位置置。。超高层钢钢结构安安装关键键技术有效解决决了焊接接对巨型型钢柱垂垂直度影影响的技技术难题题。最终终大楼垂垂直度偏偏差仅为为32.8mm，经查新新，在国国内外均均无相关关报道。。最终大楼楼垂直度度偏差仅仅为32.8mm超高层钢钢结构安安装关键键技术巨柱反向向预调安安装实况况理论分析析计算模拟计算算超高层钢钢结构安安装关键键技术为了解决决竖向变变形导致致的结构构实际标标高与楼楼层设计计标高差差不一致致的技术术难题，，我们通通过数值值模拟、、计算分分析、现现场监测测研究，，首次提出出“超高高巨型钢钢柱竖向向变形的的主动补补偿控制制关键技技术”。。补偿竖向向变形导导致的长长度损失失，实现现475m高巨型钢钢柱设计计标高的的精确控控制。SRC柱竖向变变形示意意SRC柱安装及及标高测测量实况况超高层钢钢结构安安装关键键技术伸臂桁架架附加内内力形成成机理伸臂桁架架斜腹杆杆临时连连接(内力释放放点)超高层钢钢结构安安装关键键技术提出“伸臂桁架架被动适适应安装装技术”，有效解解决了内内筒外框框变形差差造成巨巨型钢结结构附加加内力难难以控制制的技术术难题。。斜腹采用用高强螺螺栓临时时固定变形趋于于稳定后后焊接连连接超高层钢钢结构安安装关键键技术未焊过渡渡段铸钢钢件已焊过渡渡段铸钢钢件超高层钢钢结构安安装关键键技术这一焊接接技术的的转变，，解决了了超高空空现场条条件下钢钢结构异异种材质质的焊接接技术难难题，保保证了本工程程170万延米米焊缝缝一次次探伤伤合格格率达达98.6%。超高层层钢结结构安安装关关键技技术1995年建成成的武武汉国国际贸贸易中中心大大厦是是一座座地下下2层、地地上55层的超超高层层建筑筑，高高211.8m，总建建筑面面积超超过13万m²。大厦厦为钢钢筋混混凝土土筒中中筒结结构，，内筒筒和四四角均均为剪剪力墙墙结构构，外外筒为为框架架，水水平结结构为为无粘粘结预预应力力密肋肋梁楼楼板，，梁宽宽200mm，梁高550～650mm，间距800～850mm，每层密肋肋梁数量为为144根。内筒及及角部板厚厚100mm，密肋板70mm，内筒剪力力墙厚650mm～300mm，框架梁、、柱宽1350mm～550mm。混凝土强强度等级：：11层以下为C55，12～23层为C50，24～35层为C45，36层以上为C40。采用墙、、柱、梁整整体液压滑滑模施工技技术。（5）整体滑模模施工技术术——武汉国际贸贸易中心大大厦武汉国际贸贸易中心1）工程概况况武汉国际贸贸易中心大大厦的滑模模面积属于于当时全国国第一，一一次滑模面面积2300㎡㎡，采用6吨位千斤顶顶、F48×3.5钢管支承杆杆在结构体体内外混合合布置等滑滑模措施均均为国内首首创，且体体外采用工工具式钢管管支承杆，，滑模施工工技术达到到了国际先先进水平。。整体液压压滑模从±0.000开始起滑，，采用“滑滑二浇一””的方法进进行，即先先滑N层墙墙、、柱柱、、梁梁，，后后滑滑N－1层楼楼板板，，然然后后N层剩剩余余部部分分与与N十1层连连续续滑滑模模，，施施工工缝缝设设在在每每层层密密肋肋梁梁下下200mm。武汉汉国国际际贸贸易易中中心心2）滑滑模模施施工工工工艺艺①剪剪力力墙墙和和框框架架柱柱以以上上、、密密肋肋梁梁下下200mm高度度范范围围内内（（标标准准层层为为楼楼面面以以上上2.75m处））按按一一般般滑滑模模方方法法进进行行，，以以145～170mm/h的滑滑升升速速度度将将混混凝凝土土浇浇至至密密肋肋梁梁下下200mm处；；②框框架架柱柱与与剪剪力力墙墙同同步步滑滑升升，，当当混混凝凝土土浇浇至至框框架架梁梁底底标标高高处处，，解解除除框框架架柱柱、、梁梁插插板板与与滑滑升升模模板板的的连连接接；；滑模平台密肋梁滑模平平台布置③当模板上口口滑至框架梁梁底下800mm处时（标准层层为楼面以上上1.2m处），开始支支框架梁底模模板，随着滑滑模上升，绑绑扎框架梁的的底部钢筋、、箍筋、腰筋筋，直至完成成；④当模板上口口滑至框架梁梁底标高以上上300mm时，浇筑框架架梁混凝土，，浇至密肋梁梁下200mm止；⑤采用空滑措措施，在4h内将模板滑升升200mm，使模板脱开开混凝土，模模板上口提升升至密肋梁底底标高处；竖向结构滑模模施工混混凝土浇筑楼层结构滑模模施工混混凝土浇筑⑥在N层墙、柱滑模模的同时，进进行N一1层的支模、扎扎筋、浇筑混混凝土并养护护等工作；⑦当墙及框架架梁的混凝土土浇至施工缝缝标高时，在在提升架横梁梁下提前绑扎扎密肋梁钢筋筋，在N一1层的密肋梁上上支撑N层密肋梁底模模，梁的钢筋筋放入底模上上，并将全部部模板滑升到到梁底标高以以上200mm；⑧开始第二次次浇筑混凝上上，先浇墙、、柱及框架梁梁400mm高度的混凝土土，再浇一部部分密肋梁的的混凝土（200mm），当模板上上口滑升至楼楼板底标高时时，进行密肋肋梁第二层混混凝土（约280mm）及墙和框架架梁剩余部分分的浇筑；⑨从第二层浇浇筑后4h起，密肋梁（（包括梁高范范围内的墙及及框架梁）浇浇筑时间控制制在24h内，滑升速度度平均55mm/h。⑩在梁滑模的的同时，绑扎扎上一层模板板高度范围内内的墙、柱钢钢筋，当梁的的混凝土浇筑筑完成后，接接着继续上一一层的浇筑和和滑模。1）理论发展与与关键技术利用GPS技术在在建筑筑物外外设立立了临临时观观测基基准点点（GPS外控点点），，以GPS外控点点作为为施工工定位位基准准点，，形成成施工工定位位外控控网，，从而而以外外控网网对轴轴线的的控制制取代代了传传统的的以内内控点点进行行施工工定位位的作作业模模式。。GPS外控基准网网的作业模模式具有精精度高、对对施工干扰扰小、使用用方便、可可操作性强强等优点。。利用GPS外控基准网网可以一次次测定到位位，防止误误差的传递递和积累，，对任意施施工层面均均可控制，，其平面定定位精度为为±5mm，高程精度度为±5mm。观测基准准点相互不不通视，变变换观测基基准点均不不影响观测测精度；选选择楼层施施工控制网网基点的约约束较少，，各点之间间可以不通通视，点数数和点位也也可以根据据实际要求求变化，均均不影响定定位精度。。（6）高层建筑筑GPS测控技术--重庆大学主主教学楼工工程重庆大学主主教学楼是是集办公、、教学、科科研于一体体的现代化化综合性大大楼，建筑筑造型优美美，结构复复杂，智能能化程度高高。位于重重庆大学校校园A区中部，地地理位置较较为显要，，它的建设设成功将为为重庆大学学的科研、、教学及为为西部建设设培养高级级专门人才才发挥重要要作用。本本工程总建建筑面积约约为70032m2，占地面积积12000m2；主楼地下下3层、地上27层，高+121.30m；裙楼分为为两个部分分，地下两两层，地上上分别五层层、六层，，高分别为为+20.30m、+23.50m。重庆大学主主教学楼2）高层建筑筑GPS测控技术实实施过程重庆大学主主教学楼GPS检测内控控点图GPS监测轴线线控制坐坐标系的的建立GPS外控网的的确立重庆大学学主教学学楼GPS外控点分分布略图图2）高层建建筑GPS测控技术术实施过过程施测仪器器2）高层建建筑GPS测控技术术实施过过程现场施测测现场施测测总体偏差（mm）施工标高（m）垂直度一期2.8039.601/14000二期9.2872.501/7800三期3.4099.051/29000建筑物垂垂直度控控制结果果GPS动态监测测点位分分布示意意图环境激励励下动态态特性GPS监测的测测试监测点（（GPS1）相对于于基准点点（GPS3）的三维维时程曲曲线环境激励励下动态态特性GPS监测的测测试实施效果果基于GPS技术建立立的GPS外控基准准网，其其GPS外控点相相互独立立，可一一次测定定到位，，防止了了误差的的传递和和积累，，测定精精度高。。对任意意施工层层面均可可控制，，其平面面定位精精度为±11mm，高程精精度为±8mm。基于GPS定位控制制技术，，其数据据测定和和分析均均使用计计算机处处理，测测定速度度快，避避免了人人为误差差的产生生。基于GPS定位控制制技术，，获得的的高层建建筑物振振动频率率（周期期）能准准确反映映建筑物物的环境境激励动动态特性性，为高高层及超超高层建建筑施工工提供了了准确的的定位数数据（如如施工纠纠偏、纠纠扭等）），从而而提高了了建筑施施工质量量。通过本项项目的研研究表明明，GPS控制技术术能准确确监测建建筑物的的环境激激励动态态特性，，对提高高建筑工工程施工工质量及及保障结结构安全全具有重重要的现现实意义义。建筑虚拟拟施工技技术是将将以虚拟拟现实为为基础的的仿真技技术应用用于建筑筑施工领领域，利利用虚拟拟现实技技术建立立建筑物物的几何何模型和和施工过过程模型型，对施施工方案案进行实实时、交交互、逼逼真地模模拟，验验证对比比和优化化，进而而采用数数字化手手段制定定和修改改施工方方案，并并逐步代代替传统统的施工工方案编编制方法法。1）理论发展展与关键技术术（7）虚拟现实技技术—上海正大商业业广场对建筑施工进行系统化组织利用仿真技术评估施工活动优化与调整维护应用对施工对象和施工活动进行全面建模虚拟施工的程程序上海正大商业业广场上海正大商业业广场位于上上海浦东陆家家嘴，工程总总占地面积达达3.1万m2，建筑物东西西长约260m，宽约100m，地下三层、、地上九层，，总建筑高度度50m，总建筑面积积24.3万m2；结构主要包包括屋面钢框框架、钢结构构天窗、观光光走廊、钢结结构大楼梯和和钢结构天桥桥五大部分。。工程中使用用的钢构件共共约3000余件，总吨位位约5600吨，主要集中中在八层以上上，钢结构施施工的特点及及难点在于：：超长超重构构件多（最大大跨度38m，最大重量48t），截面类型型复杂多样，，且多分布在在建筑物腹地地和顶部，安安装就位标高高也极不统一一，运输通道道及吊装空间间狭窄，工期期紧。在硬件方面，，采用了SGL（Onyx2）高档图形工工作站，操作作系统为IRIX平台。在软件件方面，使用用了Deneb公司的虚拟现现实软件Envision作为设计、分分析和制定施施工方案的交交互虚拟环境境的平台，它它提供了一个个高级的、基基于物理的3D环境，能导入入几乎所有格格式的CAD数据，精确地地代表了与真真实系统相关关的几何数据据和运动特征征，从而实现现实时的运动动学仿真和动动力学仿真。。3D建模软件主要要有MechanicalDesktop、Pro-Engineer、Solidedge等。编程环境境采用VB、VisualC++、GSL编程环境。2）虚拟施工工技术实施过过程系统开发软、、硬件平台钢筋混凝土框框架结构模型型华东建筑设计计研究院提供供了与本课题题相关图纸3000余份，全部为为AutoCAD绘制，其中绝绝大部分为钢钢筋混凝土框框架结构图纸纸。土建部分分建模工作量量十分庞大，，如果不充分分利用现有的的二维AutoCAD图形文件，必必须花大量时时间去重新生生成二维图。。为充分利用用好二维AutoCAD图形文件资源源，选择MechanicalDesktop3.0为建模软件，，它与AutoC2）虚拟施工工技术实施过过程建模及静态组组装钢结构构件、、塔吊和桅杆杆起重机的建建模形状比较复杂杂的钢结构主主要采用造型型功能十分完完备的三维造造型软件Pro-engineer完成，以.slp的格式输入PRO文件中，塔吊吊和桅杆起重重机的零件则则利用参数化化功能强大的的Solidedge，以.wrl的格式输入VRML，最后在Device模块中将零件件组装成机构构模型。Envision本身自带的简简易造型CAD模块，也可以以进行简单的的三维建模和和修改，这样样，灵活运用用Envision与各三维造型型软件的不同同接口，充分分发挥各造型型软件的优点点和长处，取取得了很好的的效果。同时时，在建模时时注意到：各各模型的几何何特征要力求求简单，以减减少系统计算算的工作量，，提高运算速速度。2）虚拟施工工技术实施过过程建模及静态组组装将楼面、大楼楼梯、天桥、、钢结构件、、塔吊和桅杆杆等模型输入入Envision模块，根据功功能特征，组组成多个Device（机构）。在在Envision模块中，Device为可独立运动动的最小单元元。通过对Device的定位，组装装好了整个建建筑模型。。2）虚拟施工工技术实施过过程建筑模型组装装虚拟模型建模及静态组组装正大广场钢结结构吊装工程程虚拟施工是是建立在模型型量大、仿真真运动构件多多、动画渲染染效果要求严严的基础上,从1）模型的处理理2）摄像机和灯灯光的使用3）材质的使用用4）漫游过程路路径的设置四个方面进行行工作，模型型浏览与漫游游的结果是令令人满意的。。2）虚拟施工工技术实施过过程模型浏览与漫漫游2）虚拟施工工技术实施过过程运动模拟起吊中间弧形形天窗的屋架架过程中的动动态模型特地设立了一一个模拟吊装装指挥的构件件，它本身没没有动作，主主要工作是协协调、指挥，，接受单个吊吊装动作完成成的信号，并并且发出下一一个动作开始始的信号，这这样使整个程程序模块化，，易于调整修修改。2）虚拟施工工技术实施过过程实时干涉检测测桅杆起重机A与托架梁发生生干涉时的图图像在吊装试验过过程中，单依依靠视觉判断断是否存在构构件干涉是不不够的。因为为三维模型显显示在二维屏屏幕上存在视视觉误差。因因此加入了构构件的实时干干涉检测功能能。当构件之之间出现碰撞撞干涉时，相相应的构件将将呈警戒色。。3）关键技术及及创新点①虚拟现实平平台选择与二二次开发上海正大钢结结构吊装虚拟拟施工以SGI（Onyx2）图形工作站站和相关虚拟拟外设为硬件件平台，以虚虚拟现实软件件Envision为方案设计、、分析的交互互操作环境，，在此基础上上补充开发相相关应用模块块。②由二维设计计图纸快速建建模生成精确确的三维模型型对于大量相同同内容造型、、尺寸无需更更改的土建结结构，采用非非参数化建模模方式。从原原二维图形文文件中提取轮轮廓，通过实实体拉伸、布布尔运算、坐坐标变换、空空间阵列等方方法的组合和和VB编程，开发的的软件工具能能迅速生成单单层或多层建建筑模型，较较好解决了大大量二维设计计图纸快速精精确的三维模模型重构问题题。对结构较复杂杂、有变异造造型、约束较较多的构件，，如大楼梯、、天桥等，采采用参数化建建模方式。从从二维图形文文件提取可供供参考的外形形轮廓特征，，通过添加约约束、材料特特征等手段，，迅速生成构构件模型，建建立可直接调调用的参数化化构件库。③模型型简化化由于模模型规规模大大，为为解决决其快快速显显示问问题，，采取取了将将几何何实体体模型型转换换为带带有物物理属属性的的面片片方式式进行行简化化。经经过多多次简简化以以面单单元构构建运运动仿仿真所所需的的三维维模型型，并并且采采用层层次细细节技技术，，提高高了仿仿真的的显示示速度度。④吊吊装装仿仿真真与与方方案案优优化化根据据初初步步设设计计的的构构件件吊吊装装方方法法和和吊吊装装顺顺序序，，对对每每个个吊吊装装过过程程采采用用GSL编程程实实现现单单个个构构件件的的吊吊装装仿仿真真，，实实现现了了对对施施工工全全过过程程的的计计算算机机仿仿真真。。经经过过对对各各种种施施工工方方法法的的仿仿真真结结果果的的分分析析，，获获得得最最佳佳的的施施工工方方案案。。系统统中中加加入入了了构构件件的的实实时时碰碰撞撞检检测测功功能能，，在在吊吊装装仿仿真真过过程程中中，，当当构构件件或或设设备备之之间间出出现现干干涉涉时时，，相相关关构构件件或或设设备备的的颜颜色色将将发发生生变变化化。。同同时时，，系系统统实实现现了了记记录录和和回回放放运运动动过过程程的的功功能能，，可可以以对对仿仿真真的的各各种种施施工工方方案案多多次次回回放放、、比比较较研研究究。。⑤建立了部分分虚拟建筑设设备库建立了部分虚虚拟建筑设备备库，如塔吊吊库、桅杆起起重机库，包包括三维模型型、系列几何何参数、承重重参数、物理理属性等，能能为不同规格格的设备实现现集成模型。。创新点：①实现了较较大规模模模型的快速速显示上海正大的的模型规模模大，通过过将几何实实体模型转转换为带有有物理属性性的面片，，经过多次次简化以115,800个面单元构构建了运动动仿真所需需的三维模模型。并且且采用层次次细节技术术，提高了了仿真的显显示速度，，解决了课课题涉及的的较大规模模模型的快快速显示问问题。②实现了反反运动学（（逆作）模模拟在双机抬吊吊的构件运运动，如果果采用正运运动学模拟拟，运动位位置确定困困难，构件件驱动不准准确，通过过编程实现现协调运动动比较困难难。探索采采用运动物物体移动的的位置变化化反向驱动动，从就位位点反算构构件运动轨轨迹和设备备运动变化化，以较小小的计算量量实现构件件的吊装协协调、准确确运动。③解决了碰碰撞干涉检检查显性实实时显示问问题引进动态显显示中的信信息通道概概念，对多多运动件中中各种干涉涉和干涉警警告信息进进行提取，，运算结果果可视化，，将可视化化图像与颜颜色变化覆覆盖相关构构件，实时时直观变化化，解决了了多点同时时吊装运动动中的实时时干涉检测测显性显示示问题。④实实现现了了记记录录和和回回放放机机制制记录录机机制制不不是是图图像像的的录录制制，，而而是是根根据据实实时时交交互互操操作作生生成成程程序序，，为为确确定定虚虚拟拟施施工工方方案案提提供供初初步步程程序序方方案案，，通通过过建建立立记记录录和和回回放放机机制制，，便便于于施施工工仿仿真真过过程程中中发发现现问问题题、、保保留留问问题题、、解解决决问问题题。。2.超高层建筑施工技术基本经验1.已建和在建典型超高层建筑简介3.超高层建筑建造面临的新课题3.超高层建筑建造面临的新课题超高高层层建建筑筑建建设设发发展展应应考考虑虑的的主主要要方方面面：：超高高层层建建筑筑建设设安全全功能能绿色色环环保保施工工方方案案优优化化11.超高高层层建建筑筑施施工工对对环环境境影影响响分分析析及及控控制制10.虚拟现实施工工技术的新发发展及应用8.温度等间接作作用对超高层层建筑施工的的影响及控制制7.超高层建筑施施工期风致响响应及控制技技术9.基于测量机器器人的4D空间信息定位位控制技术6.超高层建筑钢钢、混凝土竖竖向变形控制制研究2.超高层建筑施施工期结构抗抗火安全技术术5.超高层建筑施施工期性能实实测及工况转转换1.超深地下工程程施工对环境境安全影响研研究12.400米以上超高泵泵送混凝土集集成技术研究究3.钢板混混凝土组合剪剪力墙混凝土土裂缝问题4.超高层建筑施施工期抗震关关键技术1.超深地下工程程施工对环境境安全影响研研究1.1地铁振动对地地下永久结构构施工期及运运营期影响研研究深圳星河发展展中心1.超深地下工程程施工对环境境安全影响研研究地铁交通荷载载研究地铁振动在土土体介质中的的传播规律研研究地铁振动对地地下结构影响响问题研究（（实测及分析析）地铁振动舒适适度问题的研研究（实测及及分析）振动对周边环环境影响实测测1.超深地下工程程施工对环境境安全影响研研究1.2当地地质条件件下超深基坑坑破坏模式研研究基于当地地质质条件，研究究超深基坑开开挖过程及相相关施工全过过程：土（石）的变变形规律及破破坏机理↓分析原因，制制订合理方案案1.超深地下工程程施工对环境境安全影响研研究1.3超深基坑土、、支护墙（桩桩）体相互作作用规律研究究控制基坑变形形，优化方案案设计的要点点随着我国建设设规模的扩大大和城镇化进进程的加速，，建设工程现现场火灾数量量呈增多趋势势，火灾危害害呈增大趋势势。超高层建建筑施工期结结构抗火安全全研究十分重重要。上海环球金融融中心施工期期火灾央视新址配楼楼施工期火灾灾2.超高层建筑施施工期结构抗抗火安全技术术应减少火灾危危害，改善结结构抗火性能能，保护人身身和财产安全全。9.11事件中的美国国世贸双塔莫斯科科电视视塔高高层起起火（（2000年）裂缝呈方格网状裂缝密集数量多裂缝宽而深裂缝特点3.钢钢板混混凝土土组合合剪力力墙混混凝土土裂缝缝问题题裂缝产产生的的主要要原因因（1））剪力力墙钢钢板面面大，，而且且对混混凝土土约束束强；；（2））混凝凝土强强度高高（C80、C60）；；（3））早期期失水水收缩缩大；；（4））配合合比优优化不不够；；建议措措施（1））对钢钢板及及混凝凝土进进行实实体测测试，，探明明钢板板及混混凝土土收缩缩与约约束情情况；；（2））优化化结构构设计计：增增加细细而密密的钢钢筋网网片构构造措措施；；（3））优化化配合合比，，减少少水泥泥用量量，使使用优优质膨膨胀剂剂等；；（4））加强强施工工养护护：自自养护护、喷喷水养养护等等；（5））优化化模板板构造造，模模板内内侧加加海绵绵内衬衬；（6））优化化钢板板剪力力墙混混凝土土浇筑筑方案案：如如探讨讨跳仓仓法施施工、、合理理设置置诱导导缝等等。结构行行为与与控制制抗震设设防标标准？？结构抗抗震性性能合理损伤伤破坏机机制？大震下破破坏准则则：变形形控制？？巨震倒塌塌合理机机制？合理设计计地震动动地震动的的长周期特性地震动的的空间相关性地