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你知道中国第一高塔吗广州塔顶部天线桅杆施

来源:千斤顶 时间:2025/4/30
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1工程概况广州新电视塔位于广州新城市中轴线和珠江景观轴的交汇处,与广州新城市中心海心沙岛隔江相望塔由一座高达m的主塔体和一个高m的天线桅杆构成,总高m天线桅杆如图1所示图1天线桅杆示意天线钢桅杆分为格构段和实腹段两部分格构段标高.83~.50m,长96.67m其由8根钢管柱水平环杆和斜杆组成,呈八边形,对边距由12m逐渐过渡至3.5m钢材主要采用QGJC高强度低合金结构钢,部分H型钢环杆和斜杆采用QGJC节点连接以等强焊接连接为主,部分H型钢连接采用高强螺栓实腹段自标高.50~.00m,长60.5m,其截面形式为正四边形和正八边形,对边距~mm,呈阶梯状变化钢板厚度最大达70mm钢材采用BRAC高强耐候钢,焊接等强连接天线桅杆系统还包括部分次结构,有层间电梯井道内外爬梯外部平台阻尼装置铝合金封板馈线架消防水箱等2天线桅杆超高空安装难点建筑结构顶部桅杆因所处高度原因,常给施工带来额外的困难广州新电视塔工程主塔高约m,天线钢桅杆高约m钢天线桅杆坐落于主塔钢筋混凝土核心筒顶部,据结构形式可将其分为两部分:下部的变截面格构结构,标高为.83~.50m,总高96.67m;上部的阶梯实腹箱形结构,标高为.50~.00m,总高60.5m,钢桅杆总重约t如此规模的钢结构安装于地面也是一个不小的工程,要安装在m的高空,顶部标高达到m,在施工总体技术路线制定时,必须具备万无一失一举成功的可靠度主要存在如下几个难点1)天线桅杆总高m,并且处于m的高空安装,需根据结构环境工期要求等具体情况,因地制宜地选择主要起重设备和采用特殊的施工工艺2)多台次大型起重设备布置于塔顶结构上,其布置涉及各种因素,如桅杆分段垂直运输和安装的工艺要求塔式起重机自身的安装转换和拆除,以及塔基和附墙对原结构的影响3)如何充分利用起重设备超高空垂直运输能力,结合制作运输要求,合理划分构件单元,以提高桅杆安装效率4)在综合安装或采用提升工艺时,如何确保结构在各施工阶段的稳定,并对可能遭遇的超高空风荷载有有效的应对措施5)根据钢桅杆的施工工艺,部分桅杆结构需在设计单位的支持和配合下,进行调整,采取必要的构造措施,并涉及结构的整体验算和天线发射功能的协调6)在安装桅杆过程中,解决测量焊接登高操作和特殊气象条件下的施工安全,亦是工艺设计的重要组成部分3总体施工技术路线3.1总体施工技术的制定基于本工程实际情况和难点,根据天线桅杆坐落的塔顶施工环境条件钢桅杆的结构组成起重机械的作业能力超高空作业的特殊要求,并结合以往的施工经验和企业自有的技术装备和技术专长,进行总体施工技术路线分析研究表明,本工程可采用的施工技术有综合分件安装分段套装及内段整体提升或顶升,对比如下1)综合分件安装施工技术优点:工艺成熟,技术风险小缺点:①需将塔身高度超过m的重型塔式起重机长期布置于近m超高空,风险极大;②散装工艺施工结构只能按序分件安装,工效低周期长,可能经历台风期2)分段套装及内段整体提升或顶升施工技术优点:①塔式起重机高度可控制在60m以内;②分段套装可将天线一分为二,同时安装,工效增倍;③内段整体提升工艺将拼装作业面标高降低一倍,从根本上降低施工风险,极大提高了工效并有利于保证上部天线的质量缺点:该施工技术复杂,对施工单位能力要求高可见采用分段套装及内段整体提升或顶升施工技术路线为合理选择其中因提升和顶升技术原理不同,分别适用于不同类型工程,针对本工程进行提升和顶升方案对比:①提升承重系统为钢绞线承重,简单易行,安全可靠,可长距离提升;②顶升承重系统为总高约65m的顶升节,机构复杂,需考虑系统稳定,不利于长距离顶升经详尽对比分析,本工程采用“分段套装内段整体提升”的总体施工技术3.2总体施工技术路线确定如下总体施工技术路线:电视塔主体结构顶部布置1台外附自升式重型塔式起重机进行构件的垂直运输结构安装和组装;采用全站仪和天顶仪进行结构的测量和垂直度控制;.7m以下格构结构分件综合安装(综合安装段);.7m以上(提升安装段)格构结构及实腹箱形结构在桅杆内.83m的平台上分段组装成整体;利用现有结构设置抗倾覆导轮导轨系统;采用计算机控制液压提升设备把上部桅杆结构提升至设计位置;应用液压装置对位校正后进行栓焊连接;最后进行次结构的安装和涂装施工该技术路线优点明显,具体如下1)在保证安全的前提下重型塔式起重机布置于主体结构上,降低了塔身高度,方便了施工2)鉴于塔式起重机垂直运输时,单绳最大起重能力仅为25t,制作和运输分段依此重量为控制在塔顶(.83m)楼层设构件组装平台,将部分制作分段组拼成吊装分段,质量控制在50t左右,塔式起重机改由双绳起吊将超高空焊接改为结构楼层上焊接,降低了危险,提高了效率,并有利地保证了焊接质量3)综合安装段与提升安装段两部分分节交互组装,维持适度的高差,以便互为依靠,方便结构定位,并尽快形成单元刚度,提高施工阶段的结构稳定和抵抗风荷载的能力4)以.7~.5m对边距为3.5m的等截面格构段的钢管立柱为导轨,在综合安装段的适当标高设置多组可微调导轮,构成提升过程中的导向和抗倾覆系统,保证高重心状态下桅杆结构提升的稳定和抵御风荷载的可靠性5)在.7m处加设6m高的辅助构架,增设一临时施工平台和一组抗倾覆导轮改善桅杆提升到位时结构抗倾覆性能,增加散装的外部平台等构件的堆放空间6)综合安装段顶部(.7m)处设置提升平台,布置8组(20个)穿心式液压千斤顶及4台液压泵站(另有1台备用),以高强度低松弛钢绞线为承力部件,计算机多参数自动控制,实现提升段天线桅杆的超高空连续提升,快速就位安装7)缓装的井字梁和层间电梯井道内爬梯消防水箱等次结构,均在桅杆主体结构完成后补装,塔式起重机无法直接吊装的部位采用卷扬机土法安装,由上至下循序安装阻尼装置在桅杆组装时一并装入,同时提升外部平台在综合安装段的与结构同步施工,在提升段的则随桅杆提升到一定位置后适时安装4天线桅杆安装4.1施工环境和设备布置新电视塔建筑体型特殊,上窄下宽,布置塔式起重机的m楼层平面尺寸远小于底部结构,对起重能力和作业半径都有限的塔式起重机所布置位置有较苛刻的要求,且已完工的7.2m标高结构混凝土大平台不能承受构件运输车辆鉴于前期施工时留存的设备条件,在平台上布置行走式MD塔式起重机,将构件驳运至塔式起重机起吊区,在主体结构m楼层上布置1台外附自升式MD塔式起重机,进行天线桅杆构件的垂直运输及安装4.2构件拼装进行天线桅杆综合安装段和临时辅助钢结构的安装,在综合安装段内适当部位分段组装提升段(见图2)图2天线桅杆拼装4.3整体提升工艺天线桅杆提升段高约92m,重约t,采用“钢绞线承重,液压千斤顶集群作业,计算机同步控制”的提升安装工艺即在综合安装段顶部.00m标高处设置提升平台,布置20只50t级穿心式液压千斤顶作为提升设备液压千斤顶安装在提升支架上,承重钢绞线通过液压千斤顶夹具固定下垂,然后通过钢绞线底锚与提升段底环锚固提升时液压千斤顶,上下锚交替作业,向上提起承重钢绞线,以钢绞线传递动力,天线提升段上升,在计算机的控制下向上作连续垂直运动,直至安装至设计位置计算机可根据桅杆垂直度千斤顶油压等多项参数实现多目标实时控制和自动连续作业,每小时提升速度2~4m,提升总高度约65m4.4抗倾覆导轮导轨系统经计算,提升段天线重心位置高于提升段提升底座底面约30m,为保证高重心状态下桅杆提升的稳定和抵御风荷载的可靠性,以提升段.7~.5m范围内,对边距为3.5m的等截面格构段钢管立柱为导轨,在综合安装段的适当标高设置多组可微调导轮,构成提升过程中导向和抗倾覆的导轮导轨(见图3)图3导轮导轨示意4.5计算机提升控制系统采用计算机三维动画仿真技术实时监控记录整个提升过程即在提升过程中应用计算机系统严密监测和控制提升主要要素,如:千斤顶集群动作提升力均衡和提点高差桅杆姿态检测(标高倾斜度)抗干扰和安全控制等,并以实时三维动画仿真模拟和记录4.6特殊钢焊接实腹段箱形截面材质采用国内首次使用的BRAC耐候钢,此钢强度级别高,并为提高抗大气腐蚀性多加入了P,Cu两种元素,也因此使焊缝热裂纹倾向增加,淬硬性和冷裂倾向相对增大工艺评定试验表明,焊接时母材温度如果低于80℃,裂纹急剧增多,因此为保证现场焊接质量,主要采取严密的防风防雨电加热预热后热和保温的措施保证质量4.7施工阶段分析根据不同的荷载条件及施工工况,选用两种以上结构计算软件,对天线桅杆施工过程进行分析,指导安装施工过程,通过施工控制及信息化手段,确保结构施工受控主要计算内容为:①计算超高空施工风荷载;②大型塔式起重机布置于楼层上,分析主体结构和塔式起重机安全性;③提升过程中抗倾覆计算设计;④天线桅杆行施工过程计算;⑤其他专项计算设计5实施与成果根据施工总体技术的要求,大量的施工实施细则被编制用于现场指导作业该钢结构工程从年1月开吊至年4月底拼装完成,然后经过连续3d的整体提升顺利到位并连接完成,证明施工总体技术路线安全合理可靠该工程施工技术上取得以下几个成果:①电视塔天线桅杆组装高度(.83m)和安装高度(.00m)为世界之最;②采用连续提升法整体安装重t高92m高的天线桅杆为国内仅见;③采用计算机三维动画仿真技术实时监控记录整个提升过程,为国内首创

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