[12-11 16:59:52] 来源：http://www.tmgc8.com 建筑设计 阅读：3835次
一工程概况
万科中心项目位于深圳市大梅沙旅游区，总建筑面积11.9万平方米。采用预应力斜拉索+钢结构+混凝土框架结构体系，其中首层架空17.5米。钢结构主要由核心筒内劲性钢柱和二层框架钢梁组成，其中钢柱、钢梁与预应力拉索的节点采用铸钢节点。钢结构工程量约6200吨，其中铸钢件1400吨。
二施工特点、难点分析
1结构形式独特
万科中心采用的混凝土核心筒框架结构+预应力斜拉索和钢结构组成的结构体系，首层为钢结构架空层，架空高度最大约17.5m，跨度最大约60m。类似于斜拉索桥式结构。独特的结构形式，混凝土结构、钢结构和预应力索结构互相联系影响，为结构施工、变形控制带来挑战。
2大量临时支撑
本工程上部结构采用逆做法施工，即施工完核心筒和二层钢结构、三层混凝土结构后，施工4～6层的混凝土柱和顶层楼板，张拉预应力索后，再行施工4、5、6层混凝土楼板。最后完成整个结构施工。
预应力拉索未张拉前，二层、三层和顶层楼板和部分混凝土柱的荷载全部传递到二层钢结构楼层，近60m跨度的架空楼层无法承担上部结构的荷载，需要在钢梁下方设置临时支撑。
3复杂的结构变形分析
工程采用预应力拉索，将整个结构形成了一个互相联系的整体，每个点的施工变化，都会影响其他部位的受力改变，从而发生结构变形。结构的变形包括混凝土变形、钢结构变形、预应力拉索变形，过程中施工荷载多变，变形控制非常复杂。
三钢结构施工关键技术
1支撑架的设计
该工程除核心筒和落地墙、柱结构外，地下室结构与上部结构没有支撑和联系，在预应力索能达到承载力前，二层钢梁必须通过搭设支撑来满足结构要求。每个支撑点计算得出最大荷载为300t，架空层净高最大为17.35m，地下室高度为4.8m，支撑柱除了满足承载要求，还必须满足稳定性要求。
1.1支撑方案的选定
我们经过综合分析，采用不影响地下室施工的方案：地下室照常施工到顶板，在地下室结构柱顶预埋铁件，通过转换桁架将上部结构节点处的荷载，传递到地下室结构柱，再传递到基础。
此支撑系统，不影响地下室施工，通过钢结构桁架将荷载转换给钢柱，通过钢柱传递给地下室结构柱在到基础，结构受力明确，钢桁架连成整体保证了支撑体系的稳定性，钢结构施工速度快，不影响工程整体施工进度，钢材可回收利用，减少费用的投入。
1.2支撑点的设置
铸钢节点分为拉索张拉端和锚固端，分别作为拉索锚头的锚固。拉索从铸钢节点中心点穿过，并且在底部开有洞口，作为以后穿索的施工空间，此洞口约占节点底部宽度的一半，并且在拉索张拉方向预留张拉设备空间和人员施工空间，所以支撑架的支撑点在节点中和前后都不能设置，根据结构特点，我们将支撑点设置在节点左右，避开洞口和施工操作预留空间，设置两个小立柱，支撑在节点下方，增加一块30mm厚托板托住节点和钢梁底部，形成共同受力结构。小短柱与支撑桁架连接。
结构支撑架的选定分析，钢结构支撑在各项方案对比中，体现出了截面小、强度高，可灵活布置，操作简单可焊接可栓接，施工快捷，可回收利用等优势，在支撑系统中将得到更多的利用。
根据设计提供的荷载，上部结构传递到每个钢梁节点的荷载总和为3000KN，桁架设计高度16m，300t压力通过支撑传递到地下室的混凝土柱上，由于地下室的混凝土柱的位置相对于支撑点位置均不相同，因此支撑胎架设计时考虑先将节点荷载通过平面桁架传递到钢柱，再通过钢柱传递到混凝土柱。
2铸钢节点的测量控制
2.1安装精度控制
为满足拉索张拉的要求，规定拉索两端的铸钢节点精度要求达到：中心点长度误差不大于5mm，单个节点转角不大于2°，相当于节点位移小于2mm。
针对工程的苛刻要求，我们制定了铸钢节点测量专项方案，用于指导现场测量施工。铸钢件节点安装前，在节点关键点用油漆笔做出标记，作为坐标观测控制点。通过计算机分析技术，多铸钢节点模型进行关键点位坐标的转换，转换后的数据作为测量的设计坐标值。www.tmgc8.com
铸钢件安装临时固定后，测量人员利用全站仪对铸钢件上的控制点进行三维空间测量，综合分析数据，与设计坐标值对比，得出节点整体偏差，校正人员根据数据进行铸钢件的校正，直至偏差控制在±2°内。
为防止构件在吊装过程中因自重产生的压缩变形、因温差造成的缩胀变形、因焊接产生收缩变形等造成的误差累积，致使水平圆环在首尾段连接时的圆度过分失真，在构件就位时，结合具体情况，采取空间反三维变形。即在安装后续段构件时，结合上段安装构件的变形情况，预估本段构件的变形量，在节点就位时将控制轴线反向预偏预估量，从而减小误差累积。
钢构件在安装过程中，因日照温差、焊接会使细长杆件在长度方向有显著伸缩变形。从而影响结构的安装精度。因此，在上一安装单元安装结束后，通过观测其变形规律，结合实际变形条件，总结其变形量和变形方向，在下一构件定位测控时，对其定位轴线实施反向预偏，即节点定位实施反三维空间变形，以消除安装误差的累积。另一种方法是在每天早上之前或者阴天进行观测，以减少天气对测量误差的影响。
2.2测量成果分析
根据测量专项方案要求进行钢结构铸钢节点的测量校正工作，工程中205个铸钢节点已安装完成，经过设计、监理和拉索施工单位的现场联合验收，精度满足施工要求，拉索张拉工作顺利完成，所测索的预应力和变形都满足设计要求。
3结构施工过程模拟分析
3.1计算分析
通过建立模型，模拟施工工况进行计算分析，二层钢结构与三四层混凝土共同受力，结构变形在可控范围内，预应力值能满足设计提出的要求，可满足结构施工要求。索张拉完成后在四层上继续施工到顶，通过后续增加荷载，相当于对预应力索施行二次张拉，使预应力拉索达到设计张拉值。
3.3变形监测
施工过程中的关键在于结构形状控制，控制结构变形，即可保证混凝土结构梁、柱在施工过程中主要承受自重，由整体变形产生的弯矩效应较小，避免开裂。根据施工模拟计算结果，确定索的拉力，按照拉索中的力进行控制。在整个施工过程中，尤其是拉索张拉过程中，需要监测拉索中的应力应变、二层钢结构起拱及下挠变形，根据监测结果可以对拉索张力等进行调整。
四创新点与推广应用前景
万科中心钢结构采用逆做法施工，解决了预应力拉索张拉的关键问题；大型型钢支撑胎架，保障了施工安全，独特的单柱双桁架支撑胎架结构形式，有效的解决了工程中的支撑点与结构承力点的不对应问题；通过科学严谨的测量方法，解决了铸钢节点的高精度校正问题，根据结构监测报告数据显示，铸钢节点的安装精度满足预应力施工要求，监测数据符合设计要求。
万科中心钢结构施工成套技术，为今后相似工程的施工提供了一个很好的参考案例。其中大型支撑胎架设计、高精度节点的测量控制、逆作法施工方法等技术，具有很高的参考应用价值。
