超高層弧形板邊施工控制技術(shù)

顧海然 張禹 郭赟杰 蘭毛古 鄭康洋

【摘要】北京麗澤SOHO項目由兩個反對稱流線型塔樓分兩側(cè)如DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)盤旋而上，并在之間用三道跨度為9m～38m弧形鋼連橋連接，共同形成“筒體-單側(cè)弧形框架的兩個單塔與橢圓形腰桁架”的結(jié)構(gòu)體系。為達到造型要求，樓層板邊均由不同半徑的圓弧段和少量直線段組成，每層板邊線均不相同。本文對超高層異形板邊的施工控制作了詳細介紹，可供類似建筑工程施工參考。

【關(guān)鍵詞】超高層建筑；弧形；壓型鋼板；角鋼；測量

【中圖分類號】TV391

【文獻標識碼】A

【文章編號】1671-3362（2018）10-0056-03

1. 工程概況

北京麗澤SOHO項目鋼結(jié)構(gòu)造型復(fù)雜，外立面均為變曲率曲面，樓層板邊輪廓線由多段不同圓心、不同半徑的圓弧和少量直線段組成，且地上結(jié)構(gòu)45層，各層結(jié)構(gòu)均有不同程度的變化（外輪廓先往外擴張然后回收），與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)相比軸線關(guān)系復(fù)雜。復(fù)雜的板邊輪廓變化也給壓型鋼板的鋪設(shè)及測量放線帶來極大的挑戰(zhàn)和工作量。

2.技術(shù)難點

2.1建筑定位圖中圓弧段按照圓心和半徑標注，很多段圓弧半徑較大，圓心甚至在場地以外，不具備直接測量施工的條件。

2.2由于塔樓施工采用核心筒爬模施工工藝，水平結(jié)構(gòu)未隨墻體施工，給測量放線工作帶來較大困難。

2.3本工程為超高層施工，軸線控制網(wǎng)的豎向傳遞在超過100米后會出現(xiàn)誤差，如何減少和控制控制網(wǎng)偏差也是施工測量的關(guān)鍵。

2.4由于工程為鋼結(jié)構(gòu)壓型鋼板組合樓板，鋼結(jié)構(gòu)施工期間完全由全站儀進行定位測量，如何保證鋼結(jié)構(gòu)施工測量精度也是控制板邊線的一個重要方面。

2.5由于本工程板邊為不規(guī)則曲線，其施工精度直接影響裝修和幕墻施工，影響外觀線條要求。因此，板邊線的控制將作為項目測量和施工控制的重點工作。因此板邊控制定位需與幕墻深化設(shè)計結(jié)合，在保證幕墻施工效果的前提條件下實現(xiàn)板邊控制。

3.控制思路

3.1以多段折線代替板邊弧線，主要通過壓型鋼板及支撐角鋼的尺寸加以控制。

3.2根據(jù)板邊弧度合理設(shè)置支撐角鋼的間距，將間距控制在720mm～1500mm之間。

3.3支撐角鋼設(shè)置應(yīng)充分考慮對幕墻埋件及龍骨的影響，通過BIM技術(shù)進行深化設(shè)計并合理布置角鋼。

3.4根據(jù)建筑板邊線進行壓型鋼板的排板深化，工廠加工不同長度的壓型鋼板，分部位標注編號，打捆進場安裝。

3.5現(xiàn)場施工時，使用高精度全站儀以及測量機器人技術(shù)進行板邊的精度控制。

4.技術(shù)準備

4.1壓型鋼板排板深化

4.1.1將板邊線按照壓型鋼板寬度720mm劃分單元；

4.1.2將板邊控制線的定位點轉(zhuǎn)換為與鋼梁中心線的距離關(guān)系，繪制定位控制圖；

4.1.3根據(jù)定位圖繪制挑板壓型鋼板排版圖，明確起鋪點位置和鋪設(shè)方向。

4.1.4工廠加工不同長度的壓型鋼板，分部位標注編號，打包進場安裝。

4.2角鋼支撐圖紙深化

4.2.1根據(jù)板邊弧度的大小合理設(shè)置支撐角鋼，外伸角鋼外端點即為板邊輪廓點，也作為包邊板鋪板安裝的基準點，包邊板與外端點對齊設(shè)置；

4.2.2深化圖紙中已注明每根角鋼的長度以及到鋼梁邊緣的距離，現(xiàn)場施工時根據(jù)圖紙進行角鋼支撐的下料切割，并使用油漆筆標明編號。

4.3外側(cè)板邊角鋼深化

4.3.1外側(cè)板邊間隔1.2m或0.9m設(shè)置角鋼支撐，包邊處沿板邊線設(shè)置通長角鋼。

4.3.2外側(cè)板邊線由多段不同半徑、不同弧長的弧線組成，半徑在15～50m之間，通過變弧線為多段折線、以弦代弧的方式保證弧度。經(jīng)過計算，1.2m和0.9m弦長不同半徑下的板邊偏差統(tǒng)計如表1。

經(jīng)過計算，不同半徑的弧線設(shè)計偏差為3.6mm～7.2mm，且均為負偏差。設(shè)計弦長允許總偏差為15mm，需確保施工誤差滿足上表要求。以9層為例，各種弦長的位置見圖7。

4.3.3在板邊角鋼深化過程中，會與幕墻、精裝模型進行碰撞試驗，避免角鋼與其他專業(yè)發(fā)生沖突。

4.4內(nèi)側(cè)板邊（中庭）角鋼深化

根據(jù)內(nèi)側(cè)板邊弧度的不同，內(nèi)側(cè)板邊分為兩個區(qū)域：區(qū)域一和區(qū)域二。

4.4.1區(qū)域一：板邊線為直線段，此部分角鋼設(shè)置如下圖，此部分角鋼設(shè)置原則為：滿足懸挑板荷載條件，且角鋼的設(shè)置避開內(nèi)幕墻龍骨和埋件，角鋼約1.2m設(shè)置一道。

4.4.2區(qū)域二：板邊線為弧線，且弧度較大，此部分內(nèi)幕墻精度要求非常高，在深化時避開幕墻龍骨和埋件，角鋼每720mm設(shè)置一道。

4.5壓型鋼板圖紙深化

本工程的板邊線按照建筑圖中的結(jié)構(gòu)板邊定位線進行控制。板邊定位圖中板邊線由8段直線段和弧線段。施工前將根據(jù)結(jié)構(gòu)板邊線定位圖和壓型鋼板分隔情況繪制壓型鋼板板邊控制線定位圖。

在壓型鋼板廠家深化排板時，將板邊控制要求放入，同時采用以鋼梁中心線為定位依據(jù)進行鋼板鋪設(shè)，此法可以將弧線的要求直接落實到壓型鋼板的加工中。按照壓型鋼板寬度進行排板，以壓型鋼板寬度為線段長度，將板邊弧線變?yōu)檎劬€。排板要求以板邊控制線為基準，不得超過板邊控制線。對于局部弧度較大的部位，可將壓型鋼板板邊做成折線，以保證控制線的要求。按照審批通過的排板圖進行壓型鋼板的加工，并按照編號和排板圖進行現(xiàn)場安裝。

壓型鋼板鋪設(shè)完成后，用鋼尺及全站儀對板邊控制點進行復(fù)核，控制點必須確保每一周跨至少復(fù)核一個點以上。

壓型鋼板鋪設(shè)完成后，采用AutoCAD建立電子數(shù)字圖形，依照施工設(shè)計圖紙按1：1的比例，將設(shè)計圖形展繪在繪圖軟件。測量放樣數(shù)據(jù)模型繪制完成后，利用AutoCAD的命令查詢出放樣部位的坐標數(shù)據(jù)，采用計算機自動查詢的方法來獲取需要的測量放樣數(shù)據(jù)，不但計算方便，而且精度高。對于復(fù)核偏差超出允許范圍的部分，需建立BIM模型與原設(shè)計模型進行分析對比。

5.結(jié)束語

鑒于本工程板邊布置的特殊性（呈弧形），板邊線距離鋼梁的距離均不一致，為減少現(xiàn)場施工的工作量，提高施工精度，提出上述技術(shù)措施。現(xiàn)場實踐證明，文章中所提到的弧形板邊線施工控制技術(shù)可操作性好、簡單、效率高，能夠保證板邊的安裝精度，可供同類工程施工參考。

參考文獻

[1]《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）.北京：中國計劃出版社，2008

[2]朱進勇，宋向山，孫宏偉，史壯志.弧形平立面超高層結(jié)構(gòu)板邊的測量控制技術(shù).建筑技術(shù)，2014，45（12）：1080-1082

（作者單位：中國建筑第八工程局有限公司鋼結(jié)構(gòu)工程公司）