上海环球金融中心施工讲课教案

上海环球金融中心施

工

上海环球金融中心施工

上海环球金融中心施工上海环球金融中心位于上海市浦东新区陆家嘴金融贸易区, 是一幢以办公为主，集商贸、宾馆、观光、展览及其它公共设施于一体的大型超高层建筑，主楼地上101 层,裙房地上 5 层,地下 3 层,总建筑面积381 600m2 ,建筑高度492m,是目前国内最高的超高层建筑。

该工程钢结构总重量617 万t ,主要钢材材质为ASTM2A572M2345 级别,最大板厚100mm,在部分复杂节点部位采用铸钢件。主楼采用钢筋混凝土劲性结构,外围结构由巨型柱、巨型斜撑和带状桁架组成,核心筒由内埋钢骨及桁架和钢筋混凝土组成。从第6 层开始,每12 层设置1 道1 层高的带状桁架,在28～31 层、52～55 层、88～91 层设置 3 道伸臂桁架连接核心筒和外围结构。

1、施工进程

2005年1 月30日，上海环球金融中心基础底板砼浇注完成，“世界第一高楼”基础得到夯实，刷新了国内房建领域砼浇注体量、难度和速度的新记录。该工程基础底板浇注分三次进行：第一次浇注的是基坑深坑部分，厚度为4.7m，浇注4 430m3；第二次浇注部分基坑，厚度为2.6m，浇注4 600 m3；第三次浇注的是整个基坑，厚度为 4.5m，浇注约30 000 m3。三次浇注量共39 030 m3，这一体量为国内房建领域第一，其中第三次砼单次浇注量在国外也不多见。

上海环球金融中心基础底板砼施工难度世界罕见，其难度主要体现在：地质条件复杂，施工工艺要求高，施工技术含量高。三次浇注时间分别是2004年12月26日、2005年1 月8 日、2005 年1 月28 日。三次浇注时间跨度在一个月左右，在一月内浇完39 030m3 砼，其速度刷新了国内房建领域新记录。第三次浇注动用了7个搅拌站，408台砼运输车，19台泵车和拖泵，浇注速度为750 m3/h，这一速度世界罕见、国内第一。所用砼为超高配比砼，其设备要求、施工强度和砼坍落度均创下了历史新纪录。

上海环球金融中心28F-29F 为空中门厅，按照施工方案要求，核心筒伸臂桁架层钢平台必须在此实现转换,利用常规脚手架施工结构至31F ＋ 300 后，整体提升内外钢平台使之通过劲性桁架层，然后重新组装内外钢平台成整体，再

进入标准层施工。钢平台在100 多m高空中分体，安全是关键，而且安全控制难度极大。

上海环球金融中心项目核心筒伸臂桁架层钢平台在施工过程中共需转换三次，本次是第一次。第一次转换自3 月18 日开始，共用时13 天，3月31日，上海环球金融中心塔楼核心筒伸臂桁架层钢平台成功实现第一次转换。2006 年6 月底，上海环球金融中心工程施工至核心筒劲性桁架层（51F-61F），进行第二次转换施工，由于涉及到钢平台拆除、整改、提升和增加等问题，另外由于核心筒转换层技术含量高、工序复杂、施工难度大，结构施工速度将有所降低。 51F-61F 劲性桁架层施工大概于今年10 月上旬完成，历时预计在100 个工作日，转换的成功将为下道工序奠定坚实基础。

2006 年5 月上旬，SWFC （SWFC=Shanghai World Finacial Centre 即上海环球金融中心）开始安装玻璃幕墙，SWFC 塔楼外墙装饰采用单元式玻璃幕墙，玻璃形式为夹胶中空或中空Low-E 玻璃，玻璃外表面配有水平铝合金分格条。裙房外墙装饰采用单元式玻璃幕墙，不锈钢板幕墙、干挂花岗岩幕墙相嵌组合，达到建筑装饰的表现效果。预计9600块外墙平板玻璃将于2007年12月底前全部安装完毕。

2、安装设备

对于上海环球金融中心施工来说，另一挑战则来自于高度。钢结构吊装的速度与质量对整个工程起举足轻重的作用。用于施工的塔机共计三台，制造商为澳大利亚法福克公司。在核心筒内布置了2 台M900D 和1 台M440D动臂内爬塔吊,另有7台施工电梯。M440D塔机于2005年3月26日安装完毕，两台M900D 塔机于8月下旬安装完成。

M900D 塔机在国内是首次使用,起重臂长55m，最大起重量64t，起重力矩1228tm，设备总重量约225.446t。M900D塔机随着工程施工进展逐步爬升，每4层爬升1次。塔机吊臂升展的最高高度将超过500m。钢结构构件根据塔吊的起重能力和运输条件的限制进行分段分节,采用分段高空散装的工艺进行安装。在核心筒东北和西南面墙体上布置 2 台(FA VCO)M900D 及 1 台(FA VCO)M440D 内爬塔机作为主要吊装设备。3 台塔机均支撑于主楼核心筒墙体上。 M440D 塔机于2005年3月26日安装完毕，两台M900D塔机于8 月下旬安装完成。M440D 塔机为600tm 动臂变幅式内爬塔机，塔身高度40m。

M440D 塔机基础预埋在大底板内，采用150t履带起重机安装，自立状态施工至第5层后M440D 和M900D 塔机的起重性能和基本参数进行第一次爬升。该塔机每隔3层爬升一次，支承基本间距为12.6m，因筒体截面的变化，M440D 塔机在60 层以下布置于核心筒内，60 层以上转换至核心筒外（塔机位置保持不变）。M900D 塔机为1200tm 动臂变幅式内爬塔机，塔身高度60m。这2台M900D塔机布置于核心筒内，当核心筒施工至第4 层时，由M440D 塔机进行安装，以后约每隔4 层爬升一次，上下两道支承基本间距为16.8m。

3、钢结构施工难点

1) 施工过程中因结构受力体系尚未形成,需采取施工措施维持结构的稳定,以达到最终的设计意图。外围结构中的巨型斜撑、带状桁架安装难度较大。

2) 在多个构件接头交汇处,因各个构件的安装误差不一致,需预先安排合理的安装顺序,才能保证每个钢结构施工段的闭合,并减少二次校正的工作量。

3) 测量精度要求高,还需考虑沉降、压缩变形等的影响。

4) 钢结构安装领先土建作业面施工,作业风险较大,需采取有效的安全防护措施。

4、安装流程

1）平面施工区段划分因混凝土核心筒结构先施工,外筒钢结构在平面上分为2 个区段:先安装巨型柱与混凝土核心筒相连的区段,然后安装巨型柱与巨型柱之间的区段。混凝土核心筒刚度大,与之相连的巨型柱通过楼层主梁与次梁固定,在校正完成后形成三角形的局部稳定体,并且同时解决了工作面拥挤、机具屯放无序、校正约束力过大等弊端,方便组织流水作业。

2）立面施工区段划分本工程钢结构立面施工分为4 个区段,从上到下依次为:核心筒内埋结构及预埋件安装区段;外筒钢结构安装校正区段;外筒钢结构焊接、压型钢板铺设及栓钉焊接区段;内筒钢结构安装区段。各安装区段随核心筒的施工同步向上转移。

5、巨型柱安装

巨型柱位于塔楼角部,截面为焊接箱形,分成2 层一节或3 层一节进行安装。巨型柱吊装就位后利用对接部位的连接板临时固定,在安装好与核心筒相连的楼层主梁之后,通过倒链、千斤顶或楔铁等进行垂直度及轴线位置的校正。在钢柱对接部位,为方便施工人员操作,设置专门的作业平台,在完成巨型柱焊接后向上

通过倒链转移,避免高空搭设脚手架易产生的小件物体坠落事故的发生,克服施工人员的恐惧心理,提高了施工效率。

6、巨型斜撑安装

巨型斜撑在塔楼四面的巨型柱之间设置,截面为焊接箱形,内部填充混凝土,分为1 层一节或2 层一节。巨型斜撑相对相邻的构件单件重量大,而且是倾斜状态,安装时容易产生向下的弯曲变形,在施工过程中主要采取了下设临时支撑,并在相反方向用钢丝绳拉紧,防止巨型斜撑的偏心重量影响其余的小构件。

单泵将混凝土垂直泵送至492米

三一重工的HBT90CH超高压拖泵，将混凝土一次泵送至上海环球金融中心492米的施工高度。素有“泵王”之称的三一泵刷新了自己5年前在香港国际金融中心创下的单泵垂直泵送406米的世界纪录。

环球金融中心混凝土工程总方量为234500立方米，地面(±0.00)以上混凝土方量为99800立方米，最大泵送高度达到492米。

施工过程中，工程施工方根据不同结构采用了强度等级为C30-C60的混凝土，其中屋顶周边桁架内部均灌高流态混凝土。三一超高压拖泵以40个小时不间断浇筑主楼底板30000余立方混凝土的泵送能力，保证了施工的高效率，并且在主楼封顶时，单泵将混凝土垂直泵送至492米。除超高压拖泵外，另有8台三一设备参与了该工程的基础浇注，顺利完成三天两夜连续浇注一万五千多方混凝土的任务。

“泵王”再破世界记录

从打破国外企业对超高压拖泵的技术垄断，到1998年深圳赛格广场的单泵垂直泵送300.8米，再到2002年香港国际金融中心创造406米的单泵垂直泵送世界纪录，三一重工再一次向世界展示着“泵王”风采。

据三一重工第一副总裁易小刚介绍，三一HBT90CH系列超高压拖泵先后在俄罗斯联邦大厦、上海百联世贸大厦、九龙站二期工程和苏通大桥等国内外标志性建筑工程中大显身手。如今，三一泵以适应高强度、高耐久、高流态、高泵送的混凝土施工技术，浇筑出492米上海新地标，再次打破自己保持的世

界记录。

安装在90层的风阻尼器是两个重达150吨、长宽各有9米的“大家伙”。外部是3层蓝色的钢质框架，中间桔红色的是用钢索悬吊的重100多吨的配重物。据了解，配重物是与环球金融中心本身自振频率相一致的振动体，而在配重物的下面安装了驱动装置。

通电后，一旦建筑物因强风产生的摇晃可以通过传感器传至风阻尼器，此时风阻尼器的驱动装置会控制配重物的动作进而降低建筑物的摇晃程度。

“如果强风从北面刮来，配重物就好比一个巨大的‘钟摆’摆向北面，使风阻尼器会产生一种与风向相反的‘力量’，从而‘消化’建筑物的摇晃程度，并抵消强风对建筑物的影响。”环球金融中心总承包项目联合体的有关技术人员说。