2022年4月25日,中建一局建设的深圳联想后海中心项目竣工,作为联想集团新的海外业务总部,是后海金融总部基地的地标性建筑,共同构建世界级滨海城市的天际线。
联想后海中心项目位于深圳市南山后海中心区,总建筑面积约30万平方米,由高度分别为204米和140米两座塔楼组成。从外观上看,每座塔楼像是两个错位叠放的“超级礼盒”。基于这样设计要求,两座办公楼分别在146米和100米避难层形成结构90度扭转,结构形式也发生巨大变化。桁架向外悬挑长度达14米,悬挑以上共14层主体结构,具有悬挑长度长、悬挑位置高、悬挑上部荷载大等特点。
建设过程中,项目凭借多项专项的深化改进,不仅攻克技术难关工期还确保了工程建设的精准度,先后获得天津市建设系统BIM技术应用I类成果奖、广东省建设工程优质结构奖等荣誉。
BIM助力 大跨度悬挑钢桁架平稳就位
2017年底,在项目投标阶段时,就面临“在146米高空吊装跨度达14米的悬挑钢桁架”并由此产生的悬挑钢桁架截面板厚度极大、分段及重量控制难度大等困难,在百米高空吊装组合钢结构,面临钢结构吊重大、吊运难、拼装空间十分有限、变形控制精度要求高等困难。项目施工一旦遇到寒流天气、大风、阴雨等极端天气,都将面临停工的风险。
如何保障大跨度悬挑钢桁架平稳就位?项目总工程师戚金有带领团队经过半个多月的论证、深化及验算,从工期影响、场地占用、施工难度、安全性、安装精度等方面反复比较“斜撑法” “斜拉法”和“滑移法”三种安装方法后,在坚持安全第一的原则后,最终选定“斜拉法”进行悬挑桁架施工,利用先行的部分外框钢结构实现高位拉辅助悬挑桁架的安装。
为在临市政主干道路的百米上空吊装最重达40多吨的单榀桁架,满足桁架复杂节点顺利施工,戚金有指导技术团队预先应用BIM技术进行三维模拟安装的工况,确保施工精准流畅,在讨论方案的时候,戚金有说:“高空安装非常的复杂,要考虑很多的因素,通过BIM三维模拟,给全员可视化的交底,指导现场施工,提高施工进度,我们要给项目制定可行性强的施工方案。”为保障桁架施工万无一失,技术团队同时采用MIDAS数值模拟仿真软件对整个施工过程进行受力分析验算,确保施工过程安全及桁架变形可控。
提前“演习” 毫米精度保证工程品质
重达14层的主体悬挑结构的竖向荷载全部施加在悬挑桁架上,如何将变形控制在小于30毫米的挑战摆在了项目面前,压力巨大。“我们一定要控制好精度,1毫米可能都会影响悬挑的安装。”项目经理贺茂军立刻召开了专题会,成立专题小组,为了抵消桁架端部下挠变形,小组通过模拟计算得出悬挑桁架端部的预起拱值,在悬挑桁架加工阶段即提前预起拱,最终安装后实现桁架下挠值与预起拱值相抵消,将变形控制在20毫米,满足了设计要求。
为了实现在百米高空桁架的精准安装,在加工场提前进行实体桁架预拼装,就像是一场现场安装的“演习”。“预拼装就是在保证质量的前提下与时间赛跑。”项目经理贺茂军带领钢结构工程师在加工厂驻点进行桁架的预拼装,检测实时桁架拼装的质量及进度情况,及时进行纠偏,提前控制了桁架构件的加工精度和匹配程度,确保了现场的施工精度。
在安装过程中,桁架截面板最大板厚达60毫米远远超过普通截面板厚,对焊工的要求极高,项目提前组织焊工对现场典型厚板接头进行焊接工艺评定和焊工考试,并改进节点设计、同时对称轮换焊接、增加焊接拘束、控制焊接变形等方法有效控制了桁架的焊接应力变形。
90度“扭转”“变形金刚”146米高空成功变形
正常的写字楼才采用自上而下单调的直筒矩形盒子结构,施工部署从下至上不需改变,但由于项目转换层上下结构形式发生巨大变化,随之产生了塔吊附着布置、外架爬升规划、混凝土泵送规划等一系列复杂施工组织调整。
由于转换层结构发生90度“扭转”,导致B座办公楼塔吊在桁架层无处附着,为保障塔吊正常运行,贺茂军组织项目团队单独设计临时钢结构柱及斜撑的方案,用于塔吊附着连接。
桁架层以下平层施工,外框采用附着式升降脚手架作为防护架,转换层以上,采用核心筒先行、外框紧随的施工组织,核心筒需重新投入一套新爬架。因此,办公楼需进行两次爬架安装和拆除,对施工部署影响较大。项目部经过周密部署和前期策划,利用转换层以下爬架拆除后改造用于转换层以上核心筒,实现爬架无缝衔接应用,贺茂军回忆当时的情景说:“每次困难,都激发了我们的战斗力,真像是习主席说的,道阻且长,行则将至。”
悬挑钢桁架的成功安装,为我国超高层悬挑转换精准安装及控制变形技术提供较大参考意义,对于提高我国超高层悬挑桁架的自主创新水平,强化超高层悬挑桁架技术的基础性研究、前沿性研究等具有重要意义。(贾艳双 夏琼/供稿)
