高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工及建議

吳曉斌

（廈門(mén)市 新 市區(qū)工程監(jiān)理有限公司，廈門(mén) ??361012）

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(jìn)場(chǎng)、驗(yàn)收與堆放；吊裝；測(cè)量控制；焊接；工期及質(zhì)量控制；安全施工。

1 塔吊的選擇、布置及裝拆及吊裝

1.1 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(shè)備，其選擇與布置要根據(jù)建筑物的布置、現(xiàn)場(chǎng)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(yīng)優(yōu)先考慮內(nèi)爬式塔吊，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)建筑采用內(nèi)爬式塔吊不需要對(duì)樓層進(jìn)行加固，并且在起重機(jī)布設(shè)位置上有較大的自由度。另一方面，采用內(nèi)爬式塔吊進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)高層建筑吊裝施工，對(duì)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(jià)要遠(yuǎn)高于同類(lèi)型起重能力稍小的內(nèi)爬式塔吊，比如某工程設(shè)計(jì)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，吊鉤涓輪及小車(chē)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(jì)上考慮，為節(jié)約成本，優(yōu)先選用內(nèi)爬式塔吊進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑的施工。

1.2 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(duì)整個(gè)工程起著舉足輕重的作用。鋼結(jié)構(gòu)吊裝前應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)平面和立面形狀、結(jié)構(gòu)形式、塔吊的個(gè)數(shù)和位置、現(xiàn)場(chǎng)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(gè)作業(yè)區(qū)，由兩個(gè)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：

1.2.1 平面內(nèi)均從中心核心筒向四周擴(kuò)展，即從中間的一個(gè)單元開(kāi)始，先組裝成一個(gè)穩(wěn)定的剛度柱網(wǎng)單元，先吊柱后吊梁，一個(gè)柱網(wǎng)單元吊裝并臨時(shí)固定后，再在其左右或前后吊裝兩個(gè)單元，待3個(gè)單元構(gòu)件全部吊裝完成后，進(jìn)行全面的精確校正。

1.2.2 豎向吊裝順序 (以一柱三層為例)：先安4根鋼柱一下層框架梁一測(cè)量校正一螺栓初擰一中層框架粱一上層框架粱一測(cè)量校正一螺栓初擰一測(cè)量校正一終擰高強(qiáng)螺栓一焊接一焊縫檢測(cè)一散鋪上層壓型鋼板與栓釘焊接一下、中層壓型鋼板散鋪與栓釘焊接一下、中、上層鋼梯、平臺(tái)吊裝一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(guò)采取“區(qū)域吊裝”及“一機(jī)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(cè)量控制方法的選擇直接影響到工程的測(cè)量精度與進(jìn)度。在某工程測(cè)量施工中，我們采取“預(yù)先控制”與“跟蹤校正”相結(jié)合，即在吊裝前對(duì)樓層柱標(biāo)高及定位進(jìn)行初步測(cè)量，并對(duì)構(gòu)件進(jìn)行標(biāo)線控制，吊裝后在柱梁框架形成前將柱子初步校正并及時(shí)糾偏，形成單元體后進(jìn)行最后校正，這樣大大減輕了校正難度，并實(shí)現(xiàn)了區(qū)域施工各工序間良性循環(huán)的目標(biāo)。在結(jié)構(gòu)整體測(cè)量控制方面，根據(jù)結(jié)構(gòu)無(wú)一標(biāo)準(zhǔn)層及空問(wèn)雙曲面的特點(diǎn)，摸索出一整套采用激光鉛直儀與全站儀進(jìn)行“空間坐標(biāo)點(diǎn)定位”與“雙系統(tǒng)復(fù)核控制”的測(cè)量方法，很好地解決了雙曲面結(jié)構(gòu)定位難題，保證了項(xiàng)目質(zhì)量控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2 焊接

2.1 確定焊接順序

平面內(nèi)：應(yīng)從建筑平面中心向四周擴(kuò)展，采取結(jié)構(gòu)對(duì)稱、節(jié)點(diǎn)對(duì)稱和全方位對(duì)稱的順序焊接。豎向上：上層框架梁一壓型鋼板支托一下層框架梁一壓型鋼板支托一中層框架梁一壓型鋼板支托一焊接檢驗(yàn) (柱一柱焊接可在梁焊接前進(jìn)行，也可于之后進(jìn)行)。柱一柱焊接應(yīng)由兩名焊工相對(duì)，兩面等溫、等速對(duì)稱施焊。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(gè)端頭應(yīng)先焊一個(gè)端頭，待其冷卻至常溫后，再焊另一端。

2.2 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(shè)計(jì)中采用了大量的斜撐及斜柱，造成立焊、斜立焊較多，此類(lèi)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(hù)都比較困難。對(duì)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(hù)半自動(dòng)焊應(yīng)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(jìn)度的問(wèn)題，滿足了焊接施工的需要。

2.3 確定焊接參數(shù)

選定工藝后，焊接QC(QC是“Quality-Control”的縮寫(xiě)，意為質(zhì)量控制)小組在項(xiàng)目組的帶動(dòng)下通過(guò)工藝評(píng)定，編制出一整套切實(shí)可行的適用本工程特點(diǎn)的CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊接方法及參數(shù)。首先確定攻關(guān)目標(biāo)，用ABC法找出影響質(zhì)量的原因，并進(jìn)行系列分析，針對(duì)這些問(wèn)題找出相應(yīng)的對(duì)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(dǎo)書(shū)。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，確定了運(yùn)用于橫焊、平焊、立焊、斜立焊的工藝參數(shù)；通過(guò)對(duì)焊絲的伸出長(zhǎng)度、焊縫層間清理，焊槍施焊角度反復(fù)摸索，形成了一整套的操作要領(lǐng)；為使焊接環(huán)境處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，加強(qiáng)了施工防護(hù)措施和輔助措施。經(jīng)過(guò)項(xiàng)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(hù)焊應(yīng)用在超厚件立向、斜立向接頭上的焊接工藝問(wèn)題。

3 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(diǎn)是高空、懸空作業(yè)點(diǎn)多。在施工過(guò)程中，僅高強(qiáng)螺栓就有40萬(wàn)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(duì)超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)，采取事前與過(guò)程控制相結(jié)合的方法，即事先采取防護(hù)措施(如防墜板、防墜器、安全梯、纜風(fēng)繩等等)，并加強(qiáng)對(duì)施工人員的安全教育培訓(xùn)，堅(jiān)持日安全巡視制度。某工程在吊柱子時(shí)外墻設(shè)安全網(wǎng)，吊框架梁時(shí)架設(shè)臨時(shí)活動(dòng)式走道，并隨框架吊裝逐層升高；擰高強(qiáng)螺栓時(shí)在梁端掛設(shè)吊籃，焊接時(shí)搭設(shè)操作平臺(tái)，另外做到及時(shí)鋪設(shè)樓層壓型板以確保施工安全。

4 對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)施工的幾點(diǎn)建議

4.1 充分理解節(jié)點(diǎn)深化圖，合理制定施工工藝。

4.2 根據(jù)工程特點(diǎn)合理選用機(jī)械設(shè)備，特別是塔式起重機(jī)的選用，并要考慮其裝拆的可行性。

4.3 根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、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。

4.4 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工順序及進(jìn)場(chǎng)數(shù)量要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)堆放條件及吊裝設(shè)備的吊運(yùn)能力。

4.5 嚴(yán)格工廠制作工藝，減少現(xiàn)場(chǎng)處理數(shù)量。

4.6 測(cè)量控制要做到分區(qū)段、分層次、分階段進(jìn)行閉合、校正，防止累計(jì)誤差的產(chǎn)生。

4.7 安全防護(hù)要及時(shí)跟進(jìn)，措施要嚴(yán)密，檢查要到位。

5 結(jié)束語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)工程需要我們平時(shí)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(xué)習(xí)，對(duì)成功案例進(jìn)行分析和思考。

[1]盧林楓，顧強(qiáng)，蘇明周，申林，胡天兵.鋼結(jié)構(gòu)錯(cuò)列桁架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造與設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].工業(yè)建筑，2005.07.

[2]周秀月，蘇明周，胡天兵，中林.鋼結(jié)構(gòu)混合式交錯(cuò)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(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版)，2006.03.