杭州世纪中心位于杭州市萧山区钱江世纪城,素有“杭州之门”之称。是浙江省重点工程、杭州奥体赛段重点工程、2022年亚运会配套工程。该项目由美国SOM建筑事务所设计,上海建工七局总承包施工。涵盖摩天双塔、星级酒店、行政住宅、总部办公基地、时尚文化、商业等,是目前杭州在建最高建筑,也是杭州湾地区最高的双塔建筑。
杭州门效果图
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项目概况及设计理念
杭州门是一座双塔超高层建筑,其设计灵感源自杭州的英文首字母“H”。从建筑意图上来说,它象征着城市腾飞的过程。这也是杭州门“形”的巧妙之处。杭州门双塔展翅的造型与周围的奥体中心、游泳馆、国际博览中心以及钱江对岸的市民中心、国际会议中心、大剧院相结合,形成“七星闪耀”的城市景观。杭州门仿佛是漂浮在七颗星星之间的一朵云钢结构安装定位测量技术,充满设计感和视觉震撼。
悬挑屋顶建筑效果图
杭州门主体由对称的63层东西双塔组成,建筑高度302.6m,总建筑面积约53.25万平方米。东西双塔由地上1至6层钢拱桥连接。南北两端钢拱桥最大跨度85m,中间最小跨度55m,南北宽60m,拱高19m。拱脚独立支撑于塔楼地下室。在钢混凝土柱上。整座钢拱桥由马鞍形悬吊钢结构格壳屋盖和南北两侧悬吊侧壁(简称“悬吊屋盖”)完全包裹。
悬挂式屋顶系统组件
悬挂式屋顶系统组件
悬挑屋面从主双塔22层边梁悬臂钢桁架末端向下悬垂(标高103.45m),悬吊至塔楼7层相应高度,最大悬挑高度悬挂高度65m。悬吊顶主要由东西方向47根不同长度和高度的抛物线“悬链线”和南北方向39根抛物线侧向接触梁组成空间钢网壳。悬链线和侧接触梁均采用H型钢。壳体节点处设计圆柱形钢筒节点。悬挑的屋顶和侧墙分别由东、西塔楼第11、14、18层的3根水平拉杆支撑,起到侧向约束作用。悬挑的屋顶实现了两侧塔楼弧形立面与钢拱桥屋顶的完美过渡,充分展现了空间的曲面之美。
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工程特点及施工难点
杭州门悬吊顶为超高空悬吊钢结构网壳,面积较大,造型独特。它是整个工程中施工难度最大、最复杂的部分。其具有以下典型的结构特点:
(1)悬垂应力系统。整个悬挑屋顶的自重荷载完全由东、西塔楼22层边梁伸出的钢桁架承担。三个横向水平拉杆支撑仅起约束作用,不承受竖向荷载。 。
(2)马鞍形空间面东西向单根悬链线最大高差近65m,南北向单根系梁最大高差近10m。空间曲率非常大。
(3)半刚性空间网壳,单悬链线由多段空间扭曲H型钢装配而成,并通过钢筒节点刚性连接。悬挑屋顶既具有悬链结构的柔性,又保持一定的刚度。
悬吊顶与临时支撑架组合
悬吊式屋顶的施工难点主要有:
(1)高空作业时,悬挑屋面与钢拱桥面的距离至少为10m,最大为70m以上。
(2)节点极其复杂。与钢桶节点相交的四个钢段不在同一轴线上,存在空间扭转。节点的加工和安装都非常困难。
(3)临时支撑设计、安装困难。在小于30m的水平范围内,临时支撑的高差达到60m。临时支撑点选择、上升通道和安全防护设施设置困难。
(4)整体卸货风险高。悬顶施工过程中,临时支撑架上设置了1800个支撑点。如何卸货是个大问题。
(5)测量定位要求高。悬挑屋顶为异形格壳,面积大,曲率空间大。安装精度高,必须严格控制测量误差。
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关键施工技术
针对超大超高马鞍形悬吊顶施工难度,项目部制定了采用组合式高空临时支撑框架、地面拼装网格单元、高空安装的整体施工技术路线。通过精心策划和反复论证的高度。
1 高空临时支撑架设计与安装
创新设计了落地式和悬臂式组合式高空临时支撑架。 1800个支撑点的标高与悬顶的构型一致。支撑点的高度可以微调。离地高度较低的7至18层采用落地式竖向支撑框架系统,支撑在钢拱桥楼板上;离地高度超过60m的18层至22层采用横向悬臂支撑框架,由塔楼地板支撑。表面安装有悬臂支撑架。
落地悬臂组合式高空临时支撑系统
2 复杂空间节点高精度地面装配
设计创新性地采用圆柱形钢鼓节点作为四个纵横相交的扭曲弯曲的H型钢构件的连接过渡。但H型钢与钢筒节点的连接加工难度很大。
圆柱形钢鼓节点
为了保证每个钢桶节点的空间位置和角度的准确性,创新性地采用独立可调支架在地面上组装场形单元。调整完成后,吊装至高空安装。通过准确放样和标定各个钢筒的空间位置,并利用可调支架调整钢筒的倾斜角度,大大提高了悬吊屋面节点的加工和安装精度。
通过可调节支架精确定位钢桶
3 马鞍形钢结构网壳高空安装
悬吊顶被分成若干个小型场状单元,预先组装在地面轮胎架上,然后吊装到高空支撑架上进行临时固定。它们安装在水平和垂直跳跃位置,以实现精确定位。悬吊式屋顶网架结构先从上到下对称倒置安装到15层,再从下到上对称安装到14层。最后,将14层至15层范围作为封闭断面进行对称安装,以减少安装过程中的累积变形。和错误。
将田形屋顶单元固定在支撑框架上
4 大跨度悬挑屋面分段卸载
卸载前,采用累积变形作为控制变量。通过反复模拟分析和比较不同卸荷方案,最终确定了垂直方向上下对称分层、水平方向对称分割、跳跃卸荷的方案,实现了悬吊顶。从临时支撑到自由下垂应力系统的平滑过渡有效地控制了卸载阶段的累积变形。
钢桶接头临时支撑采用切割卸荷
5基于数字化施工的全过程施工控制
从临时支撑的设计安装、田形网格单元的加工制作、网壳的高空安装,到吊顶整体卸荷,通过BIM整体建模、计算机三维虚拟仿真分析,结合信息化的应力、变形监测等手段,保证了悬吊顶整个施工过程的安全和可控。卸载过程中所有监测点变形均不超过20mm。悬挑屋面卸荷后,利用三维激光扫描成像技术获取各空间节点的三维坐标,为卸荷阶段验收评估及后续幕墙施工提供重要参考。
使用扫描仪对整个悬挑屋顶进行三维成像
杭州门项目的马鞍形悬挑屋顶是一种独特的介于空间格壳和索结构之间的半刚性结构。这种高度创新的结构形式目前尚无特殊的施工规范可遵循。项目组积极与设计、监理、业主协商讨论,组织多次专家咨询和论证会,顺利完成悬挑屋面钢结构施工及验收。目前,悬挑屋顶正在进行后续幕墙施工。
上海建工七局将继续发挥技术优势钢结构安装定位测量技术,与杭州门项目各方密切合作,打造杭州新地标,推动杭州城市发展从“西湖时代”迈向“西湖时代”。钱塘江时代”。