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二等奖(43)| 中国钢结构协会2024年度科学技术进步奖成果展示
来源: 作者: 发布时间:2025-05-23
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  一、基本情况

  获奖项目名称:高耸悬挂柱状钢结构建造技术 

  主要完成单位:上海市机械施工集团有限公司、江阴市长捷智能装备有限公司 

  主要完成人:周锋、俞嫒妍、吴轶、许勇、申科伟、蔡栋、郑祥杰、刘泉、王正佳、马良 

  二、项目背景 

  近年来,随着我国建造技术水平不断提高,悬挂结构体系因其具有良好的使用功能和独特的视觉效果,在工程中逐渐得到了应用,其中应用较多的是带悬挂层的高层钢结构。 

  上海长滩观光塔是这种典型的悬挂结构。该建筑为直径25.7m、高约 179.9m 的圆柱形高耸结构,主体结构为钢筋混凝土筒体+悬挑桁架(梁)。主体结构外圈通过悬挑桁架下挂幕墙支撑钢结构,即为由斜交网格和正交网格组成的悬挂式幕墙支撑柱面网壳钢结构,竖向通过4道变形缝将网壳自下而上分为5个区段。每个悬挂区域上端为固定铰节点,下端设置滑动支座,以释放竖向变形。

风塔钢结构示意

  三、创新成果

  1.创新研发了高耸悬挂柱状钢结构的组拼提升新工艺,制定了“地面逐环组拼累积提升,单元整体提升一次就位,自上而下分单元安装”的技术路线,实现了施工过程中结构的受力状态与建成后的结构受力状态相吻合,有效规避了高空作业的巨大安全和质量风险。

幕墙钢结构地面累积拼装提升和整体提升

  2.针对被提升钢网壳结构体量巨大、提升间隙狭小、过程控制要求严苛的特点,采取“高精度姿态控制为主、提升载荷控制为辅”的控制策略,研发了由多台测量机器人联网的“连续跟踪测量、实时反馈调整”的高精度测控技术,以及与底锚组合锚索测力计的提升荷载精确检测技术,实现了长距离安全提升。

测量机器人和提升锚索计

  3.基于提升载荷自动检测、结构姿态自动测量和计算机控制液压同步提升技术,研发了自动、实时、闭环的整体提升自动控制系统,采用监测系统和控制系统的数据交互,并通过结构状态与调整量的计算,实现了数字化、信息化控制。

整体提升自动控制系统

  4.针对柱面斜交网格结构的六杆汇交曲面网格节点,研发了十字插板节点构造及加工工艺,保证了竖向受力在节点的可靠传递

十字插板节点组装

  5.基于碟形弹簧开发了可限位单向变形的弹性连接装置,安装于悬挂钢结构底部,有效释放了悬挂钢结构因风荷载和结构温差引起的竖向位移。

单向变形弹性连接装置

  四、推广应用

  本项目依托工程地处上海市宝山区核心地带并紧邻长江,建成后成为宝山区乃至整个北上海地区的新地标,社会关注度非常高。该项目取得的研究成果,确保了长滩观光塔(上港十四区风塔)的整体建造技术路线可行,形成的新技术、工艺、施工成套设备可以为今后承建类似工程项目积累经验。同时,该项目成果打开了高耸悬挂柱状钢结构的建造新思路,为我国同类项目的建设提供了有力的技术支持和示范,具有广泛的应用前景。

 

 

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