超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

□文/王 顏

超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

□文/王 顏

通過(guò)對(duì)天津某超高層現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)施工的介紹，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝流程進(jìn)行了簡(jiǎn)要綜述，從鋼結(jié)構(gòu)材料、吊裝機(jī)械的布置及選擇、鋼結(jié)構(gòu)安裝總工藝流程及主體鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)等方面探討了超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工工藝。

鋼結(jié)構(gòu)；核心筒；超高層

1 工程概況

某建筑總建筑面積18.7萬(wàn)m2，總高度240m。塔樓主體結(jié)構(gòu)外框?yàn)閹毂坭旒艿幕旌峡蚣?鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)，地下室共3層，地面以上建筑分為塔樓（51層）、北裙房（4層）、南裙房（4層），北裙房和塔樓連為一體。

工程鋼結(jié)構(gòu)總質(zhì)量1.6萬(wàn)t左右，鋼管柱、箱型柱材質(zhì)為Q345C；鋼框架梁、次梁、核心筒剪力墻內(nèi)型鋼、南裙房鋼梁與次梁材質(zhì)為Q345B；伸臂桁架(包括位于核心筒內(nèi)的部分及其上下各一層)材質(zhì)為Q390GJ。

裙樓為鋼柱H型，鋼梁H型；塔樓外框?yàn)殇摴苤?、鋼梁H型，伸臂桁架H型；塔樓核心筒為鋼柱H型、十字型，H型鋼梁，H型鋼梁組成的桁架。

2 工程難點(diǎn)

1）施工場(chǎng)地狹小，施工平面總建筑面積18.7萬(wàn)m2，結(jié)構(gòu)投影面積就有10000m2，施工場(chǎng)地狹窄；構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)、二次倒運(yùn)、場(chǎng)地情況對(duì)施工進(jìn)度速度存在諸多影響。

2）鋼結(jié)構(gòu)安裝到了上部測(cè)量工作量大、操作區(qū)域狹窄，為此需要重點(diǎn)考慮吊裝機(jī)械設(shè)備的選擇和排布，同時(shí)，儀器架設(shè)反復(fù)性大；構(gòu)件精度要求高。

3）鋼柱最厚鋼板達(dá)到100mm，厚鋼板現(xiàn)場(chǎng)焊接焊縫要求高，都是一級(jí)焊縫要求100%探傷。

4）鋼結(jié)構(gòu)安裝工程難度較大，工藝要求較為復(fù)雜，需確保建筑質(zhì)量安全。

3 吊裝機(jī)械的布置

工程施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹窄，故選擇固定式塔吊為卸車及吊裝設(shè)備。地下室施工階段設(shè)置噸位較小塔吊；地上結(jié)構(gòu)施工時(shí)，設(shè)置噸位較大塔吊。具體位置見(jiàn)圖1。

圖1 塔吊平面布置

4 施工區(qū)域劃分及構(gòu)件吊裝順序

4.1 施工單元?jiǎng)澐?/h3>

在地下室施工階段，由于土建施工特性及現(xiàn)場(chǎng)基坑支撐支護(hù)影響，構(gòu)件在豎向方向上分層安裝外，在平面方向上不做施工區(qū)域劃分。

在±0.000以上施工階段，由于內(nèi)部的核心筒影響且鋼梁與埋入核心筒的預(yù)埋件連接，造成在平面上核心筒內(nèi)構(gòu)件與外部構(gòu)件不能同時(shí)安裝的現(xiàn)象；為合理組織施工并能在同一柱節(jié)內(nèi)形成流水施工，將核心筒外部的構(gòu)件分為南北2個(gè)施工區(qū)域。這樣，就形成了核心筒內(nèi)部區(qū)、核心筒外南區(qū)、北區(qū)3個(gè)施工區(qū)域，分別用兩部塔吊同時(shí)吊裝施工。

4.2 構(gòu)件吊裝順序

南北2個(gè)施工區(qū)域以中線開(kāi)始向外輻射安裝，所有誤差向兩端分解，有效減少累積誤差產(chǎn)生；在每一個(gè)單元構(gòu)件吊裝時(shí)，先吊裝鋼柱，再吊裝主梁，最后吊裝次梁；空間安排上，基本每一個(gè)吊裝節(jié)鋼梁安裝時(shí)，下層梁先就位、然后是中間層梁、最后是上層梁。

5 主體鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

5.1 鋼柱分節(jié)

鋼柱分節(jié)時(shí)要綜合考慮運(yùn)輸、卸車、吊機(jī)吊裝能力和經(jīng)濟(jì)性、工期要求，塔樓鋼管柱豎向分為30節(jié)。

5.2 首節(jié)鋼柱吊裝及校正

鋼管柱吊裝利用平衡梁進(jìn)行吊裝，自找平衡，起吊時(shí)鋼柱的根部要墊實(shí)，保證在根部不離地的情況下，通過(guò)吊鉤的起升與變幅及吊臂的回轉(zhuǎn)，逐步將鋼柱扶直，待鋼柱停止晃動(dòng)，穩(wěn)定后繼續(xù)提升。單根繩長(zhǎng)取柱長(zhǎng)的1.2倍，直徑取36mm。

首節(jié)鋼柱在吊裝就位后，先調(diào)整鋼柱標(biāo)高，再調(diào)整鋼柱扭轉(zhuǎn)，最后調(diào)整鋼柱垂直度的順序進(jìn)行校正測(cè)量。

5.3 首節(jié)鋼柱安裝固定

當(dāng)?shù)叵率沂坠?jié)柱安裝完畢后，對(duì)柱的軸線和標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)、校正，到達(dá)設(shè)計(jì)規(guī)范要求后，用臨時(shí)支撐相互連接固定牢，使之形成一框架結(jié)構(gòu)，確保鋼柱安裝及鋼柱預(yù)埋后不會(huì)造成安裝精度超過(guò)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

5.4 鋼柱的安裝工藝

起吊時(shí)鋼柱的根部要墊實(shí)，保證在根部不離地的情況下，通過(guò)吊鉤的起升與變幅及吊臂的回轉(zhuǎn)，逐步將鋼柱扶直，待鋼柱停止晃動(dòng)后再繼續(xù)提升，與首節(jié)鋼柱起吊方式相同。為使吊裝平穩(wěn)，應(yīng)在鋼柱上端拴2根白棕繩牽引，單根繩長(zhǎng)取柱長(zhǎng)的1.2倍，直徑取16mm。起吊示意見(jiàn)圖2。

圖2 鋼柱吊裝

5.5 鋼梁的安裝

1）鋼梁吊裝。主要構(gòu)件全部用塔吊進(jìn)行吊裝且鋼梁構(gòu)件較輕，為加快施工進(jìn)度，提高工效，鋼梁采用串吊的方法實(shí)現(xiàn)一鉤多吊，見(jiàn)圖3。為確保安全，防止鋼梁銳邊割斷鋼絲繩，要對(duì)鋼絲繩在翼板處綁扎處進(jìn)行防護(hù)，見(jiàn)圖4。

2）鋼梁安裝。鋼梁的安裝順序遵循“主梁安裝→次梁安裝→懸挑梁安裝”的原則。鋼梁在工廠加工時(shí)預(yù)留吊裝孔或設(shè)置吊耳作為吊點(diǎn)。

圖3 鋼梁一鉤多吊

圖4 鋼梁吊裝綁扎

鋼梁就位時(shí)，先用過(guò)鏜沖將梁孔和連接板連接定位，然后穿入安裝螺栓。安裝螺栓數(shù)量不少于該節(jié)點(diǎn)螺栓總數(shù)的30%并不得少于2顆。

3）懸挑梁安裝見(jiàn)圖5。

圖5 懸挑梁安裝

6 鋼結(jié)構(gòu)特殊位置安裝方案

6.1 核心筒底部加強(qiáng)區(qū)鋼骨桁架安裝工藝

核心筒底部從 -3層（-15.600m）到 6層（31.2m）為加強(qiáng)層，加強(qiáng)采取鋼骨桁架，見(jiàn)圖6。

圖6 核心筒底部加強(qiáng)層桁架

6.2 伸臂桁架安裝

為保證伸臂桁架安裝質(zhì)量，伸臂桁架在出廠前進(jìn)行預(yù)拼裝。桁架安裝前，對(duì)鋼柱使用全站儀進(jìn)行復(fù)測(cè)校核，檢查牛腿標(biāo)高和角度，如有偏差及時(shí)矯正。桁架的安裝順序：下弦桿→腹桿→上弦桿。為便于校正和調(diào)整安裝偏差，在桁架安裝就位后，先臨時(shí)固定，后整體校正并固定。桁架安裝過(guò)程中，在初校、復(fù)校的基礎(chǔ)上，每完成一道工序后，都再次進(jìn)行復(fù)測(cè)。

6.3 鋼板剪力墻安裝

1）鋼板墻吊裝前對(duì)其本身分析計(jì)算，設(shè)置合理的吊具來(lái)吊裝，保證吊裝過(guò)程平穩(wěn)，準(zhǔn)確落位。

2）鋼板墻的焊接：先焊接縱向焊縫，后焊接橫向焊縫。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上技術(shù)方案，順利完成了該超高層鋼結(jié)構(gòu)的安裝工作，在保證了安全的前提下，降低工程成本10%，保證了工程質(zhì)量。超高層鋼結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程是一項(xiàng)錯(cuò)綜復(fù)雜的系統(tǒng)工程，我國(guó)正在大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)高層和超高層建筑，應(yīng)及時(shí)組織考察并總結(jié)已建成的鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)，滿足其適用性能、環(huán)境性能、經(jīng)濟(jì)性能、安全性能、耐久性能方面的綜合要求，形成完善的建筑體系。

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TU974

C

1008-3197（2013）06-26-03

10.3969/j.issn.1008-3197.2013.06.012

2013-08-16

王 顏/女，1983年出生,工程師,碩士，天津建華工程咨詢管理公司，從事工程技術(shù)管理工作。