它独特的伸臂桁架设计将核心筒和外框筒结构牢固地连接成一个整体

摘要：中国国际贸易中心三期工程主楼高330m，是目前北京最高的单体钢结构建筑，它独特的伸臂桁架设计将核心筒和外框筒结构牢固地连接成一个整体，结构的四个外立面均向核心简内倾斜。节点构造复杂，施工场地狭小，对构件吊装、测量定位、变形控制及施工管理的要求非常高，需要有先进的管理水平以及施工技术和施工措施。

关键词：超高层；钢结构；钢柱；桁架；安装

中国国际贸易中心三期A阶段工程主楼建筑高330m，地下4层，地上74层，总建筑面积为28万㎡，主楼建筑面积20万㎡，用钢量达5万t，钢构件数量约为2．7万件。在安装过程中使用高强螺栓47万套，压型钢板17万㎡．栓钉241万套。

主楼地面平面外轮廓尺寸在地面层约为55-3 mx55．3 m，至73层时收到约44 mx44 m，塔楼从底部到顶部向内倾斜11．3m。核心简与周边框架柱的间距为16～10m,外框柱间距56层以下办公区为4．2m，56层以上旅馆区为5．6m(表1)。

主楼由外框筒和核心简两部分组成。外框筒钢柱

由中间腰桁架分三次调整斜率向内侧倾斜。外框筒与和核心筒之间除一般的平面连接外，还有分别在28—29层、54—56层两道伸臂桁架连接，形成整体的钢结构体系(图1)。

国贸三期主楼钢结构主要构件为重型钢柱、超大异型钢柱、巨型斜柱、直柱、单层钢板墙、双层钢板墙、钢梁、斜撑和巨型伸臂桁架。单节钢柱最重达60t，有箱形、H形、异形等多种截面形式，核心筒钢柱截面最大截面为3 710mmx2550mm，由多个H形、箱形等组成的复杂异型截面。

工程主要采用Q345C、Q345GJC和Q345GJD等钢材，其中Q345GJ钢材采用正火或控轧状态交货，除腰桁架和伸臂桁架外，所有钢材均满足0℃时的冲击功不小于34j，腰桁架和伸臂桁架的钢材需满足-20％时的冲击功不小于34j。40 mm以上钢板均有Z向性能要求。现场焊接70％为高强厚板焊接，焊接母材强度高，焊接量大，焊缝长，焊接收缩变形大，焊接质量要求高。如何控制变形和应力消除，将直接影响结构安装成型，特别是双向倾斜重型钢柱的空间位置及双钢板墙的安装焊接。

1工程重点和难点

1．1计算结构安装误差预调正分析

国贸三期属于超高层建筑，其构件有着大型化、异型化的特点，导致其施工技术和施工精度要求都非常高，所以本工程的结构施工计算分析和施工误差调整分析尤为重要，这是本工程施工最关键的技术措施之一。因此首先要保证结构施工计算的正确性，其次确保施工误差调整的可控性。

本工程各项施工方案在实施前都运用结构分析软件进行了大量的结构施工虚拟计算分析，为防止安装过程中产生较大误差而制定了行之有效的措施。

1．2倾斜钢柱安装稳定性控制

在吊装过程中，倾斜钢柱构件本身带有双向倾斜角度，属于非稳定体系，安装精度和安装技术要求高。

为保证钢柱开始安装时的稳定性，采用多台塔吊同时进行协作吊装。为了多塔近距离协作的安全施工，不仅聘用技术过硬经验丰富的信号工进行指挥，而且所有构件的安装角度位置、连接形式等都通过计算机进行预先计算，并通过专家论证。

1．3大吨位异型柱吊装就位

本安装工程中最重的钢柱达60 t，而且钢柱截面复杂、不对称，这些都对构件吊点重心的选择、起吊、就位等造成困难，极易造成构件起吊后，构件的安装面不在同一水平面，增加了施工过程中的安装难度。

通过对核心筒非对称特重构件分析计算，找出构件中心，合理布置吊耳，并采用多绳多吊点滑轮组吊装．保证钢柱准确就位。根据现场布置塔吊的起重性能，部分重型钢柱吊装需要使用两台吊车进行吊装：一台主吊，另一台辅助吊装。

1．4钢板剪力墙的吊装与安装

本工程在15层顶以下核心筒内剪力墙放置钢板剪力墙，但由于钢板剪力墙长细比较大，刚度较小，在构件单体起吊时产生变形。同时，由于钢板剪力墙与核心筒钢柱连接形式有两种：即超长焊缝的焊接和高强螺栓连接。超长焊缝易产生焊接变形，高强螺栓的一次穿孔率很难保证。

为避免吊装时构件产生吊装变形，在吊装时采用双机抬吊递送法。为保证螺栓的一次穿孔率，采用加工厂和现场各钻一半的孔。

1．5伸臂桁架高空拼装精度的保证

本工程伸臂桁架整体重量大，现场塔吊无法进行整体吊装，同时伸臂桁架又直接受内外简不均匀沉降影响，这要求现场安装精度高。

为保证伸臂桁架的安装精度，现场构件起吊前，在地面上由专人对构件进行详细的构件检查，与图纸进行仔细核对。同时为将日后伸臂桁架受内外简不均匀沉降的影响降至最低，不仅由专家论证制定了行之有效的专项方案，而且在安装过程中全程测量检测，并在日后分阶段复测起变化值。

1．6腰桁架高空拼装精度的保证

本工程中四道腰桁架均跨越多层，桁架支撑多。截面大。为保证腰桁架的安装精度，除了加工厂对桁架全部进行预拼装以外，现场构件起吊前，将构件与图纸仔细核对。同时制定行之有效的专项方案，并通过专家论证。腰桁架安装以中心轴线对称向两边安装，安装过程全程进行测量跟踪。为保证结构整体几何尺寸的准确，在最后一根钢柱就位后，再次进行复测，按现场实际尺寸对最后一根钢梁进行现场测量加工的方法安装，保证桁架的安装精度。1．7施工平面布置

由于本工程施工现场场地狭窄，而钢结构安装作业面广，构件的现场运输和起吊区设置受场地限制。

根据国贸三期现场场地的大小、主楼钢结构的构件重量分析以及吊装设备回转所需的空间，在主楼的顶部选择了一台澳大利亚生产的内爬式M760D动臂塔吊和一台M440D动臂塔吊，分别负责整个吊装区域的吊装，各塔吊随主体钢结构的安装上升而爬升。

为解决构件运输和临时堆放，满足现场最大塔吊的起重性能，在主楼的南侧设置了一台外附着中升ZSL750动臂塔吊，在主楼西侧料场设置一合K50／50塔吊．

2．2总体安装顺序

2．2．1竖向施工顺序

钢结构总体竖向施工顺序为核心筒施工先行．紧跟着的是外框筒施工，内外筒始终保持相差3.6层高度；然后是焊接施工、压型钢板铺设、混凝土浇筑等工序，形成流水施工，保持6—10层的施工节奏。

2．2．2平面施工分区

(1)标准层平面分区

标准层平面共分8个施工区，其中西北侧为M440D塔吊施工区，东南侧为M760D塔吊施工区，现场两台塔吊同时吊装，施工顺序为第一施工区_第二施工区一第三施工区_+第四施工区(图3)。

(2)核心筒平面分区．

核心筒部分钢结构施工分为A、B、C、D四个区域进行吊装，其中A、B两个施工区为M440D 塔吊施工区．C、D两个施工区为M760D塔吊施工区。

(3)腰桁架平面施工顺序及分区