中国世博中国馆国家馆上部结构施工技术Word格式.docx

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国家馆为地下一层（局部二层），地上六层（核心筒二十四层）；

地下建筑面积为2553平方米，地上建筑面积为43904平方米，国家馆建筑高度为69.9米。

上部结构体系为劲性钢筋混凝土框筒组合结构体系，以四个混凝土核心筒作为主要的抗侧力及竖向承载体系。

混凝土强度等级为：

墙板、柱C50，楼板，结构梁C35。

钢筋采用Ⅰ～Ⅲ级钢筋。

每个核心筒截面为18.6m×

18.6m，相邻核心筒外边距约70m，内边距约33m；

屋顶边长为138米×

138米。

每个核心筒的四个角部设置截面为箱形（800×

800，壁厚自25mm～50mm不等）的劲性钢拄，劲性钢拄从底板起始（-7.9m）至+60.3m，与屋顶桁架顶标高同高。

从+33.75m标高起，采用20根巨型钢斜撑支撑起整个大悬挑的钢屋盖。

巨型钢斜撑底部与核心筒内的劲性柱连接，中间通过层层楼层钢梁与核心筒连接，顶部通过钢桁架与核心筒连接，锚固于劲性钢柱上。

中国馆建筑效果图

二、工程特点和难点

（1）国家馆结构造型特殊新颖，外形呈冠状，上大下小，结构从33m楼层开始层层外挑，外挑最大达到34.75m，施工过程中的结构稳定、安全防护和测量控制难度大。

（2）核心筒结构墙体、梁内配筋多，钢筋绑扎密集。

每个核心筒转角（阳角）处均设置了钢结构劲性柱，柱截面尺寸800×

800㎜，柱内灌注混凝土，柱子外侧设置100㎜钢筋混凝土面层。

核心筒结构混凝土标号有两种。

混凝土振动，浇捣困难。

（3）国家馆上部结构施工过程中，国家馆核心筒砼结构与钢结构同步交叉施工，土建材料的堆场、垂直运输与钢结构构件的堆场、吊装地点，土建（核心筒结构、中心楼层平台）与钢结构搭接（包括施工进度、工艺工序、钢筋混凝土结构强度）频繁，施工协调组织难度大。

（4）33.22m、41.32m、49.42m楼层平台为钢筋混凝土楼板，而且33.22m楼层与±

0.000m之间无楼层板（8.8m平台由于钢结构吊装暂缓施工），净空高度8m、33m，因此给施工带来较大困难。

（5）33.22m楼层结构梁为劲性钢梁（300*2000工字钢，外配φ25、φ32的钢筋），而且33.22m楼层与±

0.000m之间无楼层板（8.8m平台由于钢结构吊装暂缓施工），净空高度33m，因此给施工带来较大困难。

三、针对性技术措施

（1）国家馆层叠，安全隐患大

为了确保施工过程安全，作到安全可行，响应“安全世博、平安世博”，在施工过程中同一垂直面上尽量避免相互交叉施工，制定好作业时间，从管理上杜绝安全事故的发生。

（2）合理调整核心筒钢筋混凝土结构施工技术工艺

国家馆核心筒结构砼施工技术路线：

①采用合理的浇捣流程：

先浇筒体墙板、后浇楼板及框架梁；

②调整混凝土配合比（原材料石子级配），添加缓凝剂控制好砼初凝时间；

③调整振动棒的口径。

④做好对分包单位的技术质量交底工作，保证核心筒结构施工质量。

（3）工期紧、多台塔吊布置

为了确保施工总工期，经过多方案比较，国家馆选择四1200t·

m~1400t·

m的重型塔吊作为施工的主要机械，内附于四个核心筒内，既作为土建施工垂直运输设备，又作为钢结构吊装设备，减少了钢构件分段，覆盖范围广，从而提高工效。

同时，能兼顾其他专业的需求。

（4）施工场地紧张、不利于施工进度

为满足进度要求，解决国家馆土建材料、钢结构构件堆场和吊装地点问题，将国家馆中厅区域结构后做，待结构封顶后再行补缺安装。

同时通过结构计算和加固,利用地区馆已经浇注好的首层楼层面作为构件的堆场和拼装场地,铺开了施工作业面,较好的解决了国家馆施工过程场地问题。

（5）合理的设计方案调整

为了保证33.22m、41.32m、49.42m楼层平台顺利施工完成，经过与设计的沟通协调，将设计方案相应调整，即为劲性钢梁修改成箱型钢梁（梁内填充混凝土），楼层平台采用钢筋桁架模板。

现采用钢筋桁架模板构造示意

四、国家馆上部结构总体施工技术路线

经过结构分析和施工工期的综合比较，最终确定如下总体技术路线：

四个钢筋混凝土核心筒逐层自下而上流水施工安装。

钢结构紧随土建施工流程，分区对称吊装。

33.22m、41.32m、49.42m各楼层平台随钢结构逐层自下而上，分块施工，中厅区域楼板后做，待钢结构完毕后再行补缺安装。

20根方钢管斜撑内浇灌C60自密实混凝土，根据吊装工况与结构受力情况在49.0m、60.2m标高处先后两次浇灌。

五、国家馆上部结构施工总平面布置

5.1.施工设备的选择和布置原则

根据本工程总体施工技术路线，国家馆选择四台外附自爬塔吊，四台限载2t的双笼施工人货梯进行结构施工。

5.2.施工总平面布置

根据施工现场工况，在四个核心筒内各布置一台大型外附自爬塔吊和一台施工人货梯，国家馆材料进场主要通过西侧上南路进场，施工高峰阶段的材料加工、堆放于国家馆的西侧场地和国家馆首层楼面上四个核心筒间的空档部位（称之为中厅区域），同时在每个核心筒内设置一根固定混凝土泵管负责混凝土垂直运输、浇捣。

整体施工平面布置情况如下:

国家馆上部结构施工总平面布置图

六、国家馆上部结构安装工艺

6.1劲性钢柱施工

800，壁厚自25mm～50mm不等）的劲性钢拄，劲性钢拄从基础底板起始（-7.9m）至+60.4m，与屋顶桁架顶标高同高，分8段由下向上随土建进程吊装。

劲性柱与基础底板采用埋设预埋件焊接连接，吊装就位后固定采取拉设缆风和工字钢，同一平面的劲性柱之间用工字钢连接固定相对位置。

劲性柱外钢筋混凝土保护层100mm，且外包Φ25钢筋和Φ16箍筋，制模难度较高。

在绑扎钢筋阶段严格控制钢筋绑扎质量，由于钢筋竖向长度长，容易偏移位置，故在竖向钢筋最上端采取临时固定措施后绑扎箍筋。

在混凝土浇捣时，为了保证混凝土浇捣质量，我们与设计协商，将原设计在劲性柱上Φ100@1000（仅二面）开设的出浆孔改为劲性柱四面开设Φ100@1000出浆孔，模板采取高质量的度塑木模。

浇捣混凝土整个过程派专人在板墙模板外侧敲击，确保混凝土密实不产生离析现象。

劲性钢柱构造示意图

劲性钢柱安装劲性柱固定

6.2楼层平台施工

6.2.1箱型钢梁施工

箱型钢梁主要分布在33.22m、41.32m、49.42m、60.4m楼层面。

根据设计情况，楼层钢梁单根最重不超过30t，采用单根整体吊装，由较近吊机直接安装到位。

注意为了安全起见，下部楼层钢梁安装完毕后要立即将压型钢板铺设完毕，然后安装上部楼层钢梁。

各楼层钢梁吊装到位后应待临时固定后方可松钩。

箱型钢梁需浇筑混凝土，级配C35（详见钢梁分布图）。

因现场施工条件所限，箱型钢梁的混凝土在桁架模板安装完成后一起浇捣。

为保证劲性钢梁内混凝土浇捣质量，我们与设计协商后在箱型钢梁上开设浇筑孔和透气孔，浇筑孔ф150@1000，透气孔ф30@500，ф50@1000。

6.2.2钢筋桁架模板施工

本工程上部结构共分5层，分别为33.3米、41.32米、49.42米、60.4米、65.1米标高层。

由于层高均大于8m，最高为33.3m，无法按照以往方式进行施工作业，故选择桁架模板进行平台板的施工。

为了保证施工质量我方采取在地面进行样板施工，对相关施工人员进行现场培训，并且由桁架模板施工的专业单位出深化图，保证了桁架模板的施工质量。

具体施工要点如下：

1）在整浇楼层与核心筒结合处第一块及最后一块钢筋桁架模板的铺设应确保楼层板的预留筋位置准确，不得随意割断，在局部缺失的部位应根据设计要求采取种植钢筋的办法补齐预留钢筋。

2）根据钢筋桁架模板布置图安装第一块板，依次安装第二块板及其他板，板与板之间拉钩连接紧密，保证浇筑混凝土时不漏浆，同时注意排板方向要一致。

钢筋桁架模板伸入梁边的长度,必须满足设计要求。

3）钢筋桁架楼承板就位后，应立即将其端部竖向钢筋与钢梁点焊牢固；

沿板宽度方向,将底模与钢梁点焊,焊接采用手工电弧焊,间距不大于300mm。

待铺设一定面积后,必须及时绑扎板底筋,以防钢筋桁架侧向失稳;

同时必须及时按设计要求设临时支撑,并确保支撑稳定、可靠。

4）板中敷设管线,正穿时可采用刚性管线,斜穿时由于钢筋桁架的影响,宜采用柔韧性较好的材料。

由于钢筋桁架间距有限,应尽量采用直径较小的管线,分散穿孔预埋,避免多根管线集束预埋。

电气接线盒的预留预埋,可事先将其在底模上固定。

5）钢筋桁架模板底模与母材的间隙应控制在1.0mm以内才能保证良好的栓钉焊接质量，可用手持杠杆式卡具队钢筋桁架模板临近施焊处局部加压，使之与母材贴合。

6）安装边模时,将边模板紧贴钢梁面,边模板底部与钢梁表面每隔300mm间距点焊25mm长、2mm高焊缝。

边模板安装之后应拉线校直，调节适当后利用钢筋一端与栓钉点一端与边模板点焊，将边模固定。

7）避免在钢筋桁架楼承板上有过大集中荷载。

混凝土浇注过程中，应及时将混凝土铲平分散，严禁将混凝土堆积过高，高度不宜超过0.3m，混凝土振捣宜采用平板震动机。

9）下沉设备井施工。

在楼层板上有一些集水井、消防井等下沉设备井，采用2次浇筑的方式施工，在第一次浇筑大面积平台时，在下沉井四周用快速收口模板封闭，待楼层板强度达到C20时，再将桁架模板切断，进行吊模施工下沉井。

钢筋桁架模板断面图钢筋桁架模板剖面图

钢筋桁架模板铺设安装照片

6.3钢管斜撑施工

钢管斜撑从33.15m标高楼层生根起始，起始点位于核心筒内箱型劲性柱上，顶部与屋顶大型桁架连接，顶标高60.4m。

斜撑截面形式为800mm×

1500mm×

35mm×

35mm，总计20根，单根最长48m，单根重量达90吨。

根据现场工况，分三段由下向上进行吊装。

钢管斜撑平面布置示意图

斜撑内浇灌C60自密实混凝土，根据吊装工况与结构受力情况在49.0m、60.2m标高处先后两次浇灌。

由于钢结构完成吊装后钢管斜撑受力很大，现场氧气开孔风险很大，斜撑的混凝土浇灌孔在工厂制作时进行开设，开设部位在49.0m标高处，尺寸为200×

200。

劲性柱吊装自密实混凝土浇捣

6.4脚手架施工

钢结构吊装、焊接施工均采用挂脚手的形式，均先在钢梁未吊装前将脚手架安装完毕，固定牢固。

核心筒施工采用悬挑脚手架，工具式外挑脚手架采用8#槽钢三角形挑架和转角槽钢三角形挑架悬挑脚手架从结构标高+3.6米平面处开始安装搭设至结构标高+69.9米，每一挑的工具式悬挑脚手架搭设高度为16.2米（共4挑，覆盖3层、脚手架搭设9步），脚手架最上的围护高度为1.5米。

挑架标高为+3.6m，+19.5m，+36.2m，+44.3m，+54.6m，+64.5m。

悬挑脚手架搭设照片

七、实施效果

（1）目前上海世博会中国馆工程国家馆结构均已经全面封顶，并一次性通过结构验收。

于2009年1月下旬通过上海市“金钢奖”验收，2009年4月中旬通过上海市优质结构验收。

国家馆施工完毕施工照片

（2）国家馆工程采用钢筋桁架模板替代原木模钢管排架的施工方法，节约了材料降低了施工成本，减少了对下部结构施工的影响，并缩短了施工工期，通过其成功实施与总结将给类似工程的施工带来借鉴之用。

（3）钢结构深化设计预先控制，将深化设计与现场施工，特别是土建结构有机结合，充分考虑施工过程中的结构稳定，搭接方便为现场施工提供便利。