广东筒中筒结构超高层塔楼主要科技创新点

施工总承包联合体主要科技创新点1、主塔楼结构构设计为国内内首创，充分分发挥了各种种结构型式优优势。主塔楼采用钢管管混凝土柱斜斜交网格外筒筒+钢筋混凝土土核心筒的筒筒中筒结构体体系，设计新新颖，结构合合理，充分发发挥了各种结结构型式受力力等优势。斜斜交网格筒体体抵抗水平力力、侧向刚度度和扭转刚度度优于框筒。钢钢管混凝土柱柱轴向刚度大大、承载力高高、延性好、抵抵抗风荷载和和地震产生的的水平力和倾倾覆力矩强，钢钢筋混凝土核核心筒刚度大大、受弯、受受压和受剪承承载力高。该筒中筒结构体体系充分发挥挥了高强钢管管混凝土柱优优势，十分高高效、经济，比比其他结构型型式节约钢材材用量达25%以上。巨型斜交网格钢钢管混凝土柱柱节点设计为为首创，该节节点具有受力力合理、便于于施工及节省省材料（节省省50%用钢量）优优点，并获实实用新型专利利。2、低位三支点点长行程整体体顶升钢平台台可变模架体体系综合施工工技术。主塔楼核心筒结结构十分复杂杂，而且变化化繁多。主要要体现在70层三面长墙墙变为钢柱（图1），73层钢柱变内向倾斜的弧墙，93层又变为向外倾斜的弧墙，99层倾斜弧墙变为钢管柱（图2）。73层结构转换后，内筒自身结构稳定性较差。图1：70层三三面长墙变为为钢柱图2：73～99层结构变化化图例针对上述结构设设计特点和施施工难点，总总承包联合体体项目部自主主创新，研制制了低位三支支点长行程整整体顶升钢平平台可变模架架体系，满足足了核心筒复复杂多变的施施工要求。三三部施工电梯梯通过三角钢钢架连接结构构，在国内首首次实现了施施工电梯27m自由高度，使使施工电梯直直接服务最高高施工面（图图3）。该系统统及成套施工工技术为国内内外首创，整整体达到国际际领先水平，为为同类工程提提供了成功范范例，已应用用于深圳京基基金融中心（京京基100）、广州周周大福中心（广广州东塔）。图3：三部施工工电梯通过三三角钢架连接接结构，直接服务最最高工作面该成套施工技术术获“2011年国家技术术发明奖二等等奖”1项；省部级级科学技术一一等奖、优秀秀专利奖银奖奖1项、优秀施施工方案二等等奖1项；获发明明专利2项、实用新新型专利11项；国家级级科学技术成成果鉴定为总总体上达到国国际领先水平平。3、高强超高性性能混凝土超超高泵送成套套施工技术。本工程高强超高高性能混凝土土主要使用在在两个部位：：一是主塔楼楼核心筒墙体体结构（采用用C50-CC80）；二是主主塔楼外框钢钢管混凝土柱柱（采用C60-CC90）。C60及以上高强强超高性能混混凝土约为8.2万m3，其中C80混凝土最高高泵送至410m，C90混凝土最高高泵送至167m。高强超高高性能混凝土土如此大批量量的现场应用用、如此高的的泵送高度，在在国内尚属首首例，在世界界上也属罕见见。对此，总总承包联合体体项目部确定定高强超高性性能混凝土（C100）超高泵送送（400m）施工技术术研究与应用用课题，进行行全面研发、实实验和技术攻攻关，成果显显著。研发了C80、C90、C100高强超高性性能混凝土及及C100自密实混凝凝土，并于333m、440.775m高度进行了C100混凝土一次次到顶泵送试试验（图4、5、6）及C100自密实混凝凝土411.77m高度一泵到到顶试验（图图7），创造了了高强超高混混凝土及超高高自密实混凝凝土超高泵送送新的世界高高度。图4：主塔楼3333m高度泵送试试验现场图5：主塔楼440.775m高度泵送试试验现场图6：主塔楼4440.755m高度泵送试试验成功图7：C100自密实混凝凝土411.77m高度一泵到顶试验现现场与中联重科联合合开发全球出出口压力最大大（40MPa）、泵送高高度达1000m的HBT900.40.5572RS混凝土输送送泵机（图8），并采用GPS技术跟踪泵泵机泵送参数数。图8：HBT90·图8：HBT90·40·572RS混凝土输送泵机4、巨型“X”钢节点的制制作、安装成成套技术主塔楼外框“XX”节点钢管柱柱共255根，单件最最大重量为64吨，单件最最长13m，最大管径1.8m，壁厚55mm(图9)，椭圆拉板板厚100m(图10)。“X”节点钢管柱柱属复杂双向向倾斜空间构构件，受力复复杂，构件对对接部位多，每每端口对接中中心控制点均均不在一个平平面内，其夹夹角面多而复复杂，是钢结结构制作、安安装最大难点点，具有超长长、超重、双双向倾斜三大大特点。图9：“X”节节点钢管柱图图10：“X”节点钢管柱柱单件最大椭圆拉板厚1000mm针对巨型“X”钢节点制作作、安装难点点，创新和应应用了巨型“X”钢节点制作作、安装成套套技术，总体体上达到国际际领先水平。采用三维空间坐坐标法，设计计专用胎架，以以制作坐标放放地样和三维维测量、检测测进行组装（见见图11）。图11：“X”节点钢管柱柱组装图例对钢管进行VSSR时效振动（见见图12）和局部加加热（见图13）相结合进进行消减残余余应力峰位，达达到优良效果果。图12：对钢管管进行VSR时效振动方方法图13：对钢管进进行局部控制制加热方法消减残余应力峰峰值消减残余余应力峰值采用“无缆风”安装施工技技术，缩短了了工期，节约约了成本，减减少了施工作作业影响范围围（图14）。采用高精度全站站仪现场测量量与构件标准准模型电脑拟拟合技术，安安装偏差控制制在3mm以内（图15）。图14：“无缆缆风”安装施工技技术图15：采用高精精度全站仪对对所有钢柱进行安装偏偏差控制5、创新研发联联合体总承包包管理模式下下的项目管理理信息系统。根据广州西塔施施工总承包联联合体管理模模式和超高层层建筑工程施施工特点、难难点，创新研研发和应用了了信息化管理理系统。该系系统包括：门门户网站、办办公平台及项项目管理信息息系统（图16），项目管管理信息系统统主要功能是是：4D施工管理（图图17）、成本管管理、合同管管理、进度控控制、质量管管理、安全管管理、材料和和设备管理、工工程技术资料料管理、视频频监控等。图16：项目管管理信息系统统图17：4D施工管理信信息系统该系统主要创新新和特色是：：不仅实现了了各功能模块块的深度集成成，还将劳务务队伍和农民民工的考核与与管理纳入了了项目管理信信息系统，实实现了工程业业务处理功能能和PDCA业务流程动动态控制；应应用4D技术，实现现了超高层工工程施工可视视化管理。项目信息化管理理系统成功应应用，对工程程质量、安全全、工期及成成本控制等提提供了有效的的管理技术支支持，大大提提高了项目管管理水平，降降低了成本支支出。同时还还对同类型工工程项目管理理有重要的参参考和推广价价值，取得了了良好的经济济效益和社会会效益。该成成果经过鉴定定，总体上达达到国内领先先水平。6、主塔楼以一一种独特的曲曲线形状及透透明的光滑建建筑立面为主主要设计理念念，而且显露露建筑物本身身独具一格的的建筑结构。主主塔楼8.5万m2单元式玻璃璃幕墙采用夹夹胶中空双层层Low-E玻璃（图18），既满足足了《公共建建筑节能设计计标准》，同同时有效地解解决了高可见见光透过率与与低太阳能透透过率不兼顾顾的矛盾，实实现了“透明建筑”设计效果。这这种中空双层层Low-E玻璃节能效效果显著，降降低了进入室室内辐射热，最最大限度节省省空调能耗，比比普通玻璃节节能约为60%。图18：单元式式玻璃幕墙采采用夹胶中空空双层Low-E玻璃7、创新超高层层建筑系统性性结构施工监监控及健康监监测技术广州西塔主塔楼楼结构高度为为440.775m，是一种典典型的高柔结结构，根据结结构特点和设设计、施工要要求，本项目目创新地进行行了系统性结结构施工监控控（图19）及健康监监测（图20），是世界界上第一座自自施工阶段开开始就进行系系统性结构施施工监控及健健康监测的超超高层建筑。图19主楼楼板板结构施工质质量检查图20：混凝土楼楼板回弹检测测施工监控主要内内容有：基础础底板和主楼楼首层沉降，楼楼层监测点位位移，首层组组合楼板的钢钢梁挠度，钢钢构件的应力力应变。本工工程结构变化化较大，传力力体系复杂。施施工过程对建建筑物沉降和和平动监测，可可及时获取各各施工阶段的的结构受力及及变形情况。对对监测数量与与理论计算数数量进行分析析比较，可及及时调整施工工安装的变形形误差。对受受力较大、应应力集中的部部位进行应力力测试，跟踪踪构件的应力力变化情况，及及时掌握构件件的受力数据据。通过监测测数据与理论论计算数据进进行分析比较较，可对结构构的安全性进进行科学的评评价，保证施施工的正常进进行和建筑外外形尺寸的准准确。环境监测的主要要内容有：施施工现场的温温度、湿度、风风力。掌握施施工现场的气气象情况，可可为测量和监监测时间的选选择提供科学学依据，保证证测量精度。及及时掌握施工工现场气象情情况，保证施施工生产顺利利进行。长期健康监测主主要内容有：：主楼的沉降降和整体垂直直度监测，楼楼层监测点位位移监测，钢钢构件的应力力应变监测。工工程竣工交付付使用后进行行长期（1年）健康监监测，可宏观观把握建筑物物在正常使用用状态下的工工作状况，对对监测数据分分析比较，可可预测建筑物物未来工作状状况。8、通风与空调调工程采用大大量先进技术术和低能耗设设备，达到人人性化、节能能环保要求。（1）采用变风风量末端系统统主塔楼办公区域域采用VAV变风量末端端（图21）及变频调调节的组合式式空气处理机机，末端VAV变风量调节节装置可根据据不同功能空空间的温度设设定，自动调调节风量，同同时根据末端端变风量装置置反馈的信号号变频调节组组合式空气处处理机的风量量、水量，节节约风机及制制冷机的耗电电。（2）冷凝水回回收及冷却塔塔补水系统将裙楼及主塔楼楼的冷凝水回回收集中，并并由冷凝补水水系统向冷却却塔补水，利利用了冷凝水水温较低的特特点，既提高高冷却塔的供供热效率又减减少冷却塔耗耗水补水的费费用（图22）。图21：VAV变风量末端图22：冷凝水回收及冷却水补水系统图21：VAV变风量末端图22：冷凝水回收及冷却水补水系统（3）主塔楼酒酒店区域空调调系统采用带带热回收的离离心式冷水机机组（图23），回收冷冷却水系统的的冷凝热量向向酒店客房生生活热水供热热，提高能源源综合利用效效率。（4）二级泵分分区、变流量量技术空调冷水系统采采用按功能及及环路阻力和和不同要求分分区设置二级级泵变流量运运行（图24），可根据据末端的用冷冷需求，自动动调节水流，减减少水泵的耗耗电。（5）采用光触触媒、密封性性能好的机制制风管和泡沫沫玻璃做竖井井内水管保温温等新材料，节节约运行能耗耗。图24：冷冻水二级泵图23：主塔楼酒店区热回收系统图24：冷冻水二级泵图23：主塔楼酒店区热回收系统9、给水排水工工程创新设计计方式，大量量采用先进技技术，达到绿绿色设计要求求。高度超超过250m的超高层建建筑灭火系统统设计，现行行规范没有具具体规定，如如何合理设计计和确保灭火火系统可靠、有有效，对设计计是一种新的的挑战。根据据广州西塔特特点和现行规规范要求，从从性能化、可可靠性及整体体安全考虑系系统设计，创创新地提出稳稳高压和常高高压结合，主主灭火系统与与辅助灭火系系统相结合的的灭火组合与与设置方式，满满足了广州西西塔灭火要求求，同时为完完善、细化高高度超过250m超高层建筑筑灭火设计规规范提出相关关依据、参数数及工程实例例。给水排水工程设设计坚持以人人为本、绿色色建筑要求、可可持续发展理理念，各系统统综合采用国国内外建筑给给水排水最新新技术、设计计院原创技术术共20项，达到四四节一环保及及技术创新设设计目的。给给水排水工程程专业设计效效果明显，共共节约建筑面面积约3500mm2、年节约用用水量约7.6万m3,年节约用电电量约481万千瓦小时时。10、大量采用用高强度、高高耐久性新型型建筑材料，达达到节材、节节地、节约成成本等绿色施施工要求。钢材的高强度化化、高耐久性性，已成为国国内外建筑钢钢材技术的主主要发展目标标。高强度、高高耐久性钢材材的使用不但但有利于节省省钢材，提高高材料利用率率和结构安全全程度，而且且可节约建设设成本。本工工程采用HRB4000钢筋约3万吨（图25），占总量量的83%；钢结构工工程采用高建建钢Q345B、Q345