一、基本情况
获奖项目名称:120m砼内筒+外异形变径钢悬挑莲花塔结构施工关键技术
主要完成单位:中国建筑第二工程局有限公司、中建二局第一建筑工程有限公司、中南大学、中建二局安装工程有限公司、湖北省工业建筑集团安装工程有限公司
主要完成人:李守文、孙维振、张晓亮、颜廷韵、黄天立、白健、周中、张轩、张宏伟、肖俊
二、项目背景
在我国城镇化进程加速与环保政策推动下,垃圾焚烧发电成为固废处理主流方式,配套烟囱工程向高耸化、复合化发展。传统烟囱施工面临异形钢结构空间定位难、高空悬挑作业风险高、多系统协同效率低等瓶颈。本项目针对120m级混凝土核心筒与异形变径钢悬挑结构协同施工难题,基于雄安垃圾综合处理设施等国家示范工程,突破超高、悬挑、变径复合结构建造技术壁垒,形成具有自主知识产权的成套施工技术体系。
雄安垃圾综合处理设施一期工程烟囱总高120m,外筒为116.5m高钢筋混凝土结构,中心线直径12.8m,含三个扇形耳室(筒壁中心线直径18.8m)。内部设三个120m高钢内筒(自重110t/个)和三个玻璃钢内筒(直径均为2.4m),均采用自立式结构。莲花塔钢结构底部标高为9.49m,顶部标高为115m,采用混凝土核心筒多层框架柱梁结构:60m以下为垂直框架,60m以上逐渐向外悬挑,最大悬挑约9m。外框共36根圆管柱(Φ299×16),9.500m标高9根,16.700m标高27根,柱间横梁为H型钢,斜撑为圆管。主体材质为Q355B,钢结构总工程量约1400吨。
三、创新成果
1.三维精准建造技术
创立BIM全周期动态控制体系,通过提取圆管对接口坐标(精度±1mm),实现胎架预拼装与现场安装的闭环纠偏,攻克空间异形结构定位难题。研发毫米级埋件预埋工艺,采用十字定位板双重控制技术,埋件合格率100%,首节柱安装轴线偏差≤2mm。
2.高空作业安全革命
首创自适应双模式吊篮系统:117m顶部吊篮采用内外双吊耳设计覆盖75m悬挑区,75m吊篮结合2m硬防护兜网,构建"室内为主、室外为辅"作业模式,高空坠落风险降低95%。构建立体防坠体系,沿钢柱内角布设安全爬梯,每5m设置防坠器+安全绳,实现85%焊接涂装地面完成。

现场垂直段安装施工

现场悬挑端安装施工
3.智能高效安装技术
开发塔吊智能分段决策模型,按10m分段双柱整体吊装,减少高空节点70%;悬挑弯段采用导链临时固定+核心筒分步调校。全球首创116.5m+110m双平台分级液压提升系统,配合分层接力施工工艺,提升效率提高40%。研发分段式环形吊装梁与载荷分载机制,解决140T筒节吊装变形难题,稳定性提升35%。

钢结构整体安装完工
四、推广应用情况
本技术在国家重点环保工程成功应用,雄安垃圾处理设施(国内埋深最深固废产业园)实现116m混凝土筒体与最大9.8m悬挑莲花塔精准协同建造;推广至武汉千子山、十堰垃圾焚烧发电等6个省部级示范项目,累计完成异形烟囱建造12座;授权发明专利14项、标准2项,软著2项。

完工效果
