淺談鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)和管理

熊建國

（浙江榮陽工程監(jiān)理有限公司，浙江 杭州 310007）

1 超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

高層鋼結(jié)構(gòu)的工藝流程與特點：構(gòu)件驗收→吊裝→高強螺栓→焊接及其檢測→壓型鋼板與栓釘。結(jié)合本流程和特點，現(xiàn)對超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進行簡要總結(jié)。

超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)主要包含如下幾方面內(nèi)容：吊的選擇、布置及裝拆；構(gòu)件進場、驗收與堆放；吊裝；測量控制；焊接；工期及質(zhì)量控制；安全施工。

2 塔吊的選擇、布置及裝拆

2.1 塔吊的選擇、布置及裝拆

塔吊是超高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工的核心設備，其選擇與布置要根據(jù)建筑物的布置、現(xiàn)場條件及鋼結(jié)構(gòu)的重量等因素綜合考慮，并保證裝拆的安全、方便、可靠。在塔吊的選擇上應優(yōu)先考慮內(nèi)爬式塔吊，因為鋼結(jié)構(gòu)建筑采用內(nèi)爬式塔吊不需要對樓層進行加固，并且在起重機布設位置上有較大的自由度。另一方面，采用內(nèi)爬式塔吊進行鋼結(jié)構(gòu)高層建筑吊裝施工，對塔吊起重能力和幅度要求不像采用附著式塔吊那樣苛刻。另外，采用附著塔吊的造價要遠高于同類型起重能力稍小的內(nèi)爬式塔吊，比如某工程設計高度為200m，采用附著式塔吊的塔身高度約230m(其中考慮鋼結(jié)構(gòu)3 層柱12m，吊索4m～6m，吊鉤滑輪及小車全高4m，安全操作距離2m 等)，加上地下部分高度共250m，而采用內(nèi)爬式塔吊的塔身約為40m～50m。附著塔吊的租賃成本要大于內(nèi)爬式塔吊。因此，從經(jīng)濟上考慮，為節(jié)約成本，優(yōu)先選用內(nèi)爬式塔吊進行鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑的施工。

2.2 吊裝

吊裝是鋼結(jié)構(gòu)施工的重要工序，吊裝的速度與質(zhì)量對整個工程起著舉足輕重的作用。鋼結(jié)構(gòu)吊裝前應根據(jù)結(jié)構(gòu)平面和立面形狀、結(jié)構(gòu)形式、塔吊的個數(shù)和位置、現(xiàn)場施工條件等因素確定吊裝分區(qū)與吊裝順序。某工程劃分為東、西兩個作業(yè)區(qū)，由兩個作業(yè)組分別完成各自范圍內(nèi)的構(gòu)件吊裝。

吊裝的總原則為：

(1)平面內(nèi)均從中心核心筒向四周擴展，即從中間的一個單元開始，先組裝成一個穩(wěn)定的剛度柱網(wǎng)單元，先吊柱后吊梁，一個柱網(wǎng)單元吊裝并臨時固定后，再在其左右或前后吊裝兩個單元，待3 個單元構(gòu)件全部吊裝完成后，進行全面的精確校正。

(2)豎向吊裝順序(以一柱三層為例):先安4 根鋼柱→下層框架梁→測量校正→螺栓初擰→中層框架粱→上層框架粱→測量校正→螺栓初擰→測量校正→終擰高強螺栓→焊接→焊縫檢測→散鋪上層壓型鋼板與栓釘焊接→下、中層壓型鋼板散鋪與栓釘焊接→下、中、上層鋼梯、平臺吊裝→樓蓋鋼筋混凝土樓板施工[1]。

在某工程主體鋼結(jié)構(gòu)施工中，通過采取“區(qū)域吊裝”及“一機多吊”技術(shù)這樣解決了工期緊與工程量大的矛盾，從鋼結(jié)構(gòu)施工流程明顯看出，各工序既相互聯(lián)系又相互制約，測量控制方法的選擇直接影響到工程的測量精度與進度。在某工程測量施工中，我們采取“預先控制”與“跟蹤校正”相結(jié)合，即在吊裝前對樓層柱標高及定位進行初步測量，并對構(gòu)件進行標線控制，吊裝后在柱梁框架形成前將柱子初步校正并及時糾偏，形成單元體后進行最后校正，這樣大大減輕了校正難度，并實現(xiàn)了區(qū)域施工各工序間良性循環(huán)的目標。在結(jié)構(gòu)整體測量控制方面，根據(jù)結(jié)構(gòu)無一標準層及空間雙曲面的特點，摸索出一整套采用激光鉛直儀與全站儀進行“空間坐標點定位”與“雙系統(tǒng)復核控制”的測量方法，很好地解決了雙曲面結(jié)構(gòu)定位難題，保證了項目質(zhì)量控制目標的實現(xiàn)。

2.3 焊接

2.3.1 確定焊接順序

①平面內(nèi):應從建筑平面中心向四周擴展，采取結(jié)構(gòu)對稱、節(jié)點對稱和全方位對稱的順序焊接。②豎向上:上層框架梁→壓型鋼板支托→下層框架梁→壓型鋼板支托→中層框架梁→壓型鋼板支托→焊接檢驗 (柱一柱焊接可在梁焊接前進行，也可于之后進行)。③柱一柱焊接應由兩名焊工相對，兩面等溫、等速對稱施焊。④柱一梁節(jié)頭的焊接，一般先焊H 型鋼的下翼緣板，再焊上翼緣板。一根梁的兩個端頭應先焊一個端頭，待其冷卻至常溫后，再焊另一端。

2.3.2 確定焊接工藝

某工程鋼結(jié)構(gòu)焊接施工難度較大，不僅鋼板厚，而且由于結(jié)構(gòu)為雙曲面，設計中采用了大量的斜撐及斜柱，造成立焊、斜立焊較多，此類結(jié)構(gòu)不僅處于結(jié)構(gòu)的重要部位，而且大多處于外向、斜向，安全操作與施工防護都比較困難。對于緊迫的工期與較大的焊接工程量之間的矛盾，我建議采用CO2氣體保護半自動焊應用于立焊、斜立焊和俯角焊的工藝，從根本上解決手工電弧焊速度慢影響進度的問題，滿足了焊接施工的需要。

2.3.3 確定焊接參數(shù)

選定工藝后，焊接QC（QC 是“Quality－Control”的縮寫,意為質(zhì)量控制）小組在項目組的帶動下通過工藝評定，編制出一整套切實可行的適用本工程特點的CO2氣體保護半自動焊接方法及參數(shù)。首先確定攻關目標，用ABC 法找出影響質(zhì)量的原因，并進行系列分析，針對這些問題找出相應的對策措施；建立了有效的質(zhì)量保證體系，制定完善的工藝指導書。經(jīng)過反復試驗，確定了運用于橫焊、平焊、立焊、斜立焊的工藝參數(shù)；通過對焊絲的伸出長度、焊縫層間清理，焊槍施焊角度反復摸索，形成了一整套的操作要領；為使焊接環(huán)境處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，加強了施工防護措施和輔助措施。經(jīng)過項目組和焊接QC 小組全體人員的不懈努力，很好地解決了CO2氣體保護焊應用在超厚件立向、斜立向接頭上的焊接工藝問題。

2.4 安全施工

安全施工是鋼結(jié)構(gòu)施工中的十分重要環(huán)節(jié)，超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的特點是高空、懸空作業(yè)點多。在施工過程中，僅高強螺栓就有40萬顆，這些零件雖小，但如果從100m 以上的高空掉下去，后果可想而知。針對超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的特點，采取事前與過程控制相結(jié)合的方法，即事先采取防護措施(如防墜板、防墜器、安全梯、纜風繩等等)，并加強對施工人員的安全教育培訓，堅持日安全巡視制度。某工程在吊柱子時外墻設安全網(wǎng)，吊框架梁時架設臨時活動式走道，并隨框架吊裝逐層升高；擰高強螺栓時在梁端掛設吊籃，焊接時搭設操作平臺，另外做到及時鋪設樓層壓型板以確保施工安全。

3 對高層鋼結(jié)構(gòu)施工的幾點建議[2]

3.1 充分理解節(jié)點深化圖，合理制定施工工藝。

3.2 根據(jù)工程特點合理選用機械設備，特別是塔式起重機的選用，并要考慮其裝拆的可行性。

3.3 根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)特點、焊接形式及氣候條件選用合理的焊接工藝及參數(shù)，不能一概而論，盲目照搬。

3.4 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工順序及進場數(shù)量要充分考慮現(xiàn)場堆放條件及吊裝設備的吊運能力。

3.5 嚴格工廠制作工藝，減少現(xiàn)場處理數(shù)量。

3.6 測量控制要做到分區(qū)段、分層次、分階段進行閉合、校正，防止累計誤差的產(chǎn)生。

3.7 安全防護要及時跟進，措施要嚴密，檢查要到位。

4 結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)工程需要我們平時在工作做多總結(jié)和思考，需要我們向同行業(yè)成功人士學習，對成功案例進行分析和思考。

[1]盧林楓,顧強,蘇明周,申林,胡天兵.鋼結(jié)構(gòu)錯列桁架節(jié)點構(gòu)造與設計要點[J].工業(yè)建筑;2005年07 期.

[2]周秀月，蘇明周，胡天兵，申林.鋼結(jié)構(gòu)混合式交錯桁架體系的橫向合理結(jié)構(gòu)布置探討[J].西安建筑科技大學學報(自然科學版);2006年03 期.