610m高的廣州新電視塔是世界的電視塔，也是一個(gè)典型的超高層建筑，具有高、扭、偏等復(fù)雜結(jié)構(gòu)特征。本文對(duì)其關(guān)鍵施工技術(shù)和措施進(jìn)行了分析和論述。

　　一、 廣州新電視塔簡(jiǎn)介

　　廣州新電視塔是為2010年廣州亞運(yùn)會(huì)建設(shè)的廣播電視塔。位于珠江岸邊，是廣州新城市中軸線上的主要建筑物。總用地面積約 18萬(wàn)m2，總建筑面積 10 萬(wàn)m2，結(jié)構(gòu)總高 610 m ，鋼結(jié)構(gòu)總量 5.5 萬(wàn)噸，7.2m平臺(tái)層 3萬(wàn)m2.形體扭轉(zhuǎn)向上，形成纖纖細(xì)腰，體態(tài)優(yōu)美。

　　廣州新電視塔有一座454m的塔身和156m的鋼結(jié)構(gòu)桅桿組成，總高610m.塔身由鋼結(jié)構(gòu)外框筒和鋼筋混凝土核芯筒構(gòu)成。內(nèi)外框筒通過(guò)樓層結(jié)構(gòu)相連，但樓層缺失一半。功能層分段分布，外框筒由24根鋼柱和46個(gè)鋼橢圓環(huán)及鋼斜撐組成，由下到上，截面由大變小，再由小變大，扭轉(zhuǎn)而成，鋼柱截面由2000mm漸變到1200mm.核芯筒結(jié)構(gòu)高達(dá)448m，截面呈橢圓形，外壁壁厚由1200mm隨高度減小到400mm，混凝土標(biāo)號(hào)由C80變化到C40，內(nèi)置14根工字型截面的勁性柱。24根外框筒柱呈空間三維傾斜，且環(huán)間距離高達(dá)10余米，且采用低收縮的C60混凝土。

　　二、 廣州新電視塔的特點(diǎn)和難點(diǎn)

　　廣州新電視塔這樣一個(gè)標(biāo)志性建筑，由于建筑師創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，使得結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)和難點(diǎn)：

　　（1）高：塔樓高454m，天線桅桿頂高610m，超高度帶來(lái)施工高風(fēng)險(xiǎn)。

　　（2）扭：鋼外筒自下而上扭轉(zhuǎn)45度，使結(jié)構(gòu)呈三維傾斜，萬(wàn)余構(gòu)件無(wú)一相同。施工變形控制難度大。

　　（3）偏：鋼結(jié)構(gòu)底座與核心筒偏心9.3m，而頂部鋼結(jié)構(gòu)又與底座偏位9m，使結(jié)構(gòu)在自重作用下發(fā)生側(cè)移。

　�。�4）柔：結(jié)構(gòu)細(xì)長(zhǎng)，內(nèi)外框筒連接較弱，核芯筒截面只有14X17m，高度卻達(dá)450余米。

　　（5）外：外框筒位于功能層外側(cè)，因此施工時(shí)不能依靠樓層作操作面，大大增加了施工難度。

　　三、 廣州新電視塔的關(guān)鍵施工技術(shù)和措施

　　由于面臨上述結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)和難點(diǎn)，廣州新電視塔施工過(guò)程必然面臨很多的技術(shù)難點(diǎn)和困難。技術(shù)攻關(guān)的難點(diǎn)主要是鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)和超高混凝土施工技術(shù)。

　　1、 鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)廣州新電視塔工程的特色和難點(diǎn)是鋼結(jié)構(gòu)的施工工藝，由于結(jié)構(gòu)的高度和形體上的特殊性，鋼結(jié)構(gòu)施工的吊裝、測(cè)量、焊接、變形控制等方面都存在很多的難題，在技術(shù)上采用了十大技術(shù)措施來(lái)解決這些難題。

　　3.1.1 機(jī)械設(shè)備選擇廣州新電視塔外框筒鋼結(jié)構(gòu)柱子直徑2m～1.2m，壁厚50mm～30mm，根據(jù)外框筒構(gòu)成的情況及重量分布，宜將結(jié)構(gòu)柱按環(huán)分節(jié)分段（約8～12m/段），環(huán)梁按照柱間長(zhǎng)度分段，斜撐按間斷點(diǎn)分段，柱子單件吊重約為20～40t.依據(jù)這樣的情況和核芯筒的特點(diǎn)，選用兩臺(tái)1200t.m級(jí)的M900D塔吊作為主力起重設(shè)備，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的吊裝和就位。兩臺(tái)M900D分別安裝于塔吊南北兩側(cè)，M900D塔吊的安裝、爬升和拆除的技術(shù)要求非常高，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了附墻體系，確保了塔吊的安全施工。另外，考慮到工期和結(jié)構(gòu)重量的分布以及M900D安裝的時(shí)間，100m以下吊裝時(shí)，輔助以?xún)膳_(tái)300t的履帶吊，構(gòu)成四條作業(yè)線，同步吊裝，大大提高了速度。而且，通過(guò)對(duì)恰當(dāng)?shù)闹�撐手段和措施，在不改變永久結(jié)構(gòu)的前提下，實(shí)現(xiàn)了300t履帶吊上結(jié)構(gòu)平臺(tái)作業(yè)的技術(shù)路線。

　　2、測(cè)量技術(shù)廣州新電視塔由于體形特殊，結(jié)構(gòu)高，同時(shí)條件差，所以結(jié)構(gòu)測(cè)量的難度很大。針對(duì)這種情況，我們以GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量基線網(wǎng)的測(cè)設(shè)，以高精度全站儀為重要手段，進(jìn)行構(gòu)件空中三維坐標(biāo)定位。

　　為滿足鋼結(jié)構(gòu)安裝定位需要，利用周邊通視條件好、穩(wěn)固的高層建筑物，構(gòu)建了空間測(cè)量基準(zhǔn)網(wǎng)�？臻g測(cè)量基準(zhǔn)網(wǎng)由五個(gè)空間點(diǎn)和一個(gè)地面點(diǎn)組成。

　　由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件的限制，平面測(cè)量基準(zhǔn)網(wǎng)分階段進(jìn)行布設(shè)。鑒于電視塔結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)高于周邊其他建筑物，為了滿足結(jié)構(gòu)施工的測(cè)量定位要求，位于地面的平面測(cè)量控制網(wǎng)沿核心筒壁進(jìn)行垂直傳遞。在C區(qū)底板的核心筒外周設(shè)置投影基準(zhǔn)點(diǎn)，每隔4至6層向上設(shè)置相應(yīng)的高空施工控制點(diǎn)。設(shè)置投影基準(zhǔn)點(diǎn)以及高空施工控制點(diǎn)時(shí)，考慮到在每節(jié)立柱測(cè)量時(shí)需與兩個(gè)控制點(diǎn)保持通視，以便必要時(shí)進(jìn)行校核。此外，施工時(shí)，核心筒外的6個(gè)施工控制點(diǎn)同場(chǎng)外空間測(cè)量基準(zhǔn)網(wǎng)能夠通視，以方便傳遞后的校核及觀測(cè)時(shí)將作為后視。

　　鋼結(jié)構(gòu)外筒均采用鋼管構(gòu)件，高空節(jié)點(diǎn)均為等強(qiáng)焊接連接。焊接量大，質(zhì)量要求高，但高空作業(yè)條件差，氣候影響明顯。

　　從保證焊接質(zhì)量、提高焊接功效、減少焊接變形等因素考慮，并結(jié)合以往的焊接經(jīng)驗(yàn)，采用了二氧化碳?xì)怏w保護(hù)半自動(dòng)焊為主，手工焊為輔，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)高空全位置焊接的焊接工藝。焊接時(shí)對(duì)節(jié)點(diǎn)采用對(duì)稱(chēng)分布焊接的施焊順序，焊接單元內(nèi)按立柱－斜撐－環(huán)梁的順序控制，同環(huán)內(nèi)節(jié)點(diǎn)采用對(duì)稱(chēng)分布、交錯(cuò)焊接，限度控制焊接變形的不利影響。

　　4、 施工仿真分析技術(shù)在施工（焊接、施工荷載等）和自重作用影響下，以及在環(huán)境條件（風(fēng)、溫度、日照等）的影響下，結(jié)構(gòu)會(huì)不斷發(fā)生變形，如果不加以控制，會(huì)造成安裝的困難和精度的不可控制，甚至留有安全隱含。因此需要事先對(duì)各種因素引起的結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)掌握結(jié)構(gòu)在各個(gè)施工階段和各種環(huán)境條件下的變形規(guī)律，指導(dǎo)結(jié)構(gòu)施工。

　　因此，以計(jì)算機(jī)模擬施工階段結(jié)構(gòu)驗(yàn)算為先導(dǎo)，進(jìn)行施工工藝設(shè)計(jì)和施工控制是一項(xiàng)重要的施工技術(shù)措施。通過(guò)采用先進(jìn)的軟件平臺(tái)MIDAS和ANSYS對(duì)施工全過(guò)程的工況進(jìn)行了仿真分析，了解了結(jié)構(gòu)在重力作用下的變形規(guī)律，同時(shí)對(duì)溫度以及風(fēng)荷載對(duì)施工各階段的影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分析，確定了關(guān)鍵的工藝過(guò)程和方案。如確定了核芯筒外框筒50～70m等的技術(shù)方案，并確保最后施工完畢時(shí)，達(dá)到變形不超差，內(nèi)力不超限的要求。

　　5、 預(yù)變形技術(shù)由于廣州新電視塔具有偏，扭的結(jié)構(gòu)特征，因此結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中，不僅會(huì)產(chǎn)生壓縮變形，不均勻沉降，也會(huì)發(fā)生較大的水平變形，因此必須進(jìn)行預(yù)變形控制，否則，即使初始安裝位置精確，但在后續(xù)荷載的作用下，會(huì)發(fā)生較大的累積變形，使得節(jié)點(diǎn)偏離原設(shè)計(jì)位置。

　　通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鲇?jì)算，制定了以階段調(diào)整、逐環(huán)復(fù)位為特征的預(yù)變形方案，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)在恒載作業(yè)下的變形補(bǔ)償。由于風(fēng)荷載和溫度荷載為可變和隨機(jī)荷載，影響可恢復(fù)，因此僅對(duì)其影響范圍進(jìn)行了分析，確保安全，而不對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。

　　6、 實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)由于廣州新電視塔結(jié)構(gòu)細(xì)長(zhǎng)，施工時(shí)間跨度大，因此結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中受溫度影響比較大，同日溫差，陰陽(yáng)面溫差，季節(jié)溫差這些變化始終貫穿于結(jié)構(gòu)施工的全過(guò)程。因此必須其對(duì)結(jié)構(gòu)變形的影響規(guī)律，對(duì)主體結(jié)構(gòu)溫度分布情況進(jìn)行檢測(cè)，并輔助計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算，提前對(duì)結(jié)構(gòu)溫度變形情況進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，以減小溫度變形對(duì)結(jié)構(gòu)施工的影響。

　　根據(jù)上述情況，制定了以無(wú)線傳輸，實(shí)時(shí)檢測(cè)的結(jié)構(gòu)溫度的檢測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)在環(huán)境溫差條件下的溫度監(jiān)測(cè)的方案。具體實(shí)施方案是在均勻分布的8根立柱、3道環(huán)梁上和核芯筒的6根測(cè)軸上，布置溫度傳感器，其中同根柱子內(nèi)外都布置溫度傳感器，采用無(wú)線傳輸技術(shù)進(jìn)行采集，然后對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，指導(dǎo)施工。

　　同時(shí)也布置了少量應(yīng)力傳感器對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化情況進(jìn)行監(jiān)控，確保施工目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。