获奖项目名称:超高层斜向旋转密柱外框架体系安装关键技术及应用

　　主要完成单位:中建钢构股份有限公司、中建宏达建筑有限公司、中建钢构天津有限公司、中建科工（北京）控股有限公司、中建科工集团（天津）有限公司

　　主要完成人:于亦龙、邓秀岩、刘灿卿、王家通、李朋、张红、刘建斌、姜玉龙、赵欣、刘凯歌

　　二、项目背景 

　　该成果依托天津中海城市广场项目3号楼完成。工程建筑高度为339.9米，其主体采用“SRC斜向密柱外框架+钢筋混凝土核心筒+空间环带桁架”混合结构体系。外框架柱以“1.75度-1.84度倾角”螺旋上升，引发出了三大技术难题：一是斜向密柱体系的焊接约束应力和焊接残余变形控制相比传统结构面临全新挑战；二是外框架空间位形控制要求严苛，需解决倾斜构件三维定位测量、逐层空间坐标传递、施工累积误差控制等技术障碍；三是结构体系形成过程中存在时变力学特性，需攻克斜柱与核心筒差异变形协调、环带桁架预调值设定等难题。

图1 SRC斜向密柱外框架+钢筋混凝土核心筒+空间环带桁架

　　针对上述技术难题，项目组攻坚克难并总结了“超高层斜向旋转密柱外框架体系安装关键技术”，形成三大创新成果。

　　三、创新成果 

　　（1）项目基于热弹塑性法提出了等效间接作用拟合公式，通过对H型钢梁焊接收缩变形量的精细分析，建立了环境温度与等效温度荷载的量化关系，实现了从局部焊接变形到整体结构温度荷载的精准转换。该方法将计算精度较传统方法提升3.4%，为钢结构施工控制提供了新的技术路径。

图2 单层单跨钢框架采用热弹塑性法计算的横向残余变形结果

图3 单层单跨钢框架采用等效间接作用法计算的横向残余变形结果

　　（2）项目提出了“竖向逆做、水平反焊”的立体组合焊接顺序，实现焊接应力降低30%与残余变形减少25%；应用“角部先行、体系约束”的角装法安装策略，以结构角部高刚度区域为基准点优先安装，形成空间约束框架，使整体结构刚性提升40%，安装误差优化至H/3000以内，显著优于规范的H/1000要求。

图4 竖向逆做、水平反焊

　　（3）项目提出多源融合监测方案，通过构建“数据采集-模型比对-实时纠偏”的一体化监测体系与双维监测网络，实现了施工全过程的毫米级识别与亚毫米级沉降捕捉，数据采集效率较人工提升85%，复杂节点安装精度提升40%。

图5 三维扫描

图6 三维扫描