超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與措施

摘 要：科技的不斷進步以及社會的發(fā)展使得人們對建筑施工有著越來越高的要求。特別是為了保證超高層建筑的穩(wěn)定性與安全性，在鋼結(jié)構(gòu)體系的施工過程中，我們都要掌握好施工的技術(shù)要點，從而保證超高層建筑的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；技術(shù)；措施

中圖分類號：TU97 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）12-0025-02

前言

人口的急劇集中，建筑的日趨高層次化，傳統(tǒng)的鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)由于自重過大，已經(jīng)漸漸被自重較輕的鋼結(jié)構(gòu)所替代，在超高層次的建筑施工中全鋼建筑結(jié)構(gòu)具有獨特的優(yōu)勢，對我國的建筑行業(yè)來講，是一場深刻的建設(shè)變革。本文筆者結(jié)合自己的研究和實際工作經(jīng)驗，對超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與措施進行分析，希望對該領(lǐng)域的研究具有一定的作用。

1 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程

隨著科技水平的不斷發(fā)展，越來越多的超高層建筑層出不窮，這也是人們征服自然的表現(xiàn)，也是人們不斷進步的重要標(biāo)志，超高層建筑也是一個國家的綜合水平的體現(xiàn)。由于超高層建筑的特殊性，一般的超高層建筑主體都采用了鋼結(jié)構(gòu)。超高層建筑的起源是美國，至今已有100多年的歷史，超高層建筑不僅能帶來明顯的經(jīng)濟效益，同時也是一個國家科技發(fā)展的重要體現(xiàn)。因此，在這100多年的時間里，世界各國都在爭先恐后的修建超高層建筑，不僅在高度上越來越高，而且在建筑的造型上也逐漸的多樣化。

2 超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計施工的特點

鋼結(jié)構(gòu)的建筑體系在設(shè)計施工中有著很強的專業(yè)性和技術(shù)性要求，作為一種新型的建筑是設(shè)計體系，有著自己的嚴(yán)格的設(shè)計施工要求，從地質(zhì)地形的勘察測量，到對各種鋼材料的選擇運用，整體的框架的搭建，各部分大小構(gòu)件的設(shè)計剪裁，到實地的施工安裝，一直到后期的質(zhì)量管理，質(zhì)量的全面監(jiān)控及其對整體工程的保養(yǎng)維護，都是一個緊密結(jié)合的過程，對施工方的設(shè)計水平，技術(shù)能力，專業(yè)水平，管理能力等一系列綜合能力提出了挑戰(zhàn)。

一般而言，全鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計施工有著自己特性，加強對各種特點的研究，有助于正確的施工，減少失誤。

2.1 工序繁多

高層施工，立體施工，相互交叉施工，這是鋼結(jié)構(gòu)高層建筑施工的第一特點，也是施工的難點之一，必須做好全面細(xì)致的科學(xué)設(shè)計，統(tǒng)籌安排，從設(shè)計施工到施工人員的安全保護，都要有著極其高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

2.2 施工地點復(fù)雜

鋼結(jié)構(gòu)施工多半位于高空，空間狹小，但由于工序繁多，需要準(zhǔn)備的各種部件和施工器械品種繁多，操作人員的空間移動位置小，安全保障難度高，對眾多的零部件和施工的構(gòu)件無處安放，對升降傳輸速度安全性有著高端要求。

2.3 工程進度控制難度大

高空作業(yè)，超高的施工標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格的施工規(guī)范，高端的材料處理，科學(xué)的安裝，合理安全的拆遷等一系列鞏固都受到了各種因素的影響，比如材料的質(zhì)量，各種構(gòu)件的傳送，自然氣候因素，焊接技術(shù)等各個方面。

3 超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)和措施分析

3.1 超高層鋼結(jié)構(gòu)施工前期的準(zhǔn)備

為了保證超高層建筑的順利施工，在施工之前一定要對以下幾個放面進行積極有效的前期準(zhǔn)備。

在超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工之前，一定要對施工的現(xiàn)場進行勘察，同時對施工的材料（鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、連接部件、零部件）進行驗收，對施工的測量儀器進行校驗，對構(gòu)件的對方以及技術(shù)人員與工具等都要進行積極的準(zhǔn)備。

在超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工之前，還要對施工的大型設(shè)備進行檢驗，還要對升降機內(nèi)的鋼絲以及容量繩進行檢驗，確保施工的安全。在確定超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)之前，一定要對需要施工的結(jié)構(gòu)有一定的了解，還要根據(jù)實際的技術(shù)水平預(yù)計環(huán)境等因素來綜合考慮。這些前提條件都是超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工的重要前提，先進的施工技術(shù)也要符合自身的條件。

3.2 材料的選用

鋼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點，但其缺點是導(dǎo)熱系數(shù)大，耐火性差。隨著冶金技術(shù)的提高，耐火鋼的研究成功并投入生產(chǎn)，為鋼結(jié)構(gòu)的進一步發(fā)展創(chuàng)造了條件。

目前，寶鋼投入生產(chǎn)的有B400RNQ和B490RNQ兩種型號的耐火鋼，其物理力學(xué)指標(biāo)、化學(xué)性能及抗沖擊韌性和可焊性，都能達(dá)到結(jié)構(gòu)鋼的要求。普通鋼材當(dāng)達(dá)到600℃的高溫時已完全喪失承載能力，寶鋼生產(chǎn)的這兩個品種鋼材當(dāng)達(dá)到600℃時其屈服強度還有150～220MPa。

3.3 超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的測量技術(shù)

在超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工時，一定要配備完好的儀器，并且精心的設(shè)置基準(zhǔn)測量點，并且要選擇正確適合的測量方法，同時這也是能夠保證施工安全的基本原則。而在建筑測量的過程中，由于建筑本身的高度限制，導(dǎo)致了測量的難度非常大，現(xiàn)階段，國際上先進的測量技術(shù)是建立雙重控制網(wǎng)，利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)來進行設(shè)定基線網(wǎng)，同時，以精準(zhǔn)度非常高的全站儀最為重要手段，從而來實現(xiàn)超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑坐標(biāo)的準(zhǔn)確定位。

3.4 勁性柱施工

準(zhǔn)備工作柱身彈線：鋼柱吊裝前，須對鋼柱的定位軸線、基礎(chǔ)軸線和標(biāo)高等進行檢查和驗收，并對鋼柱的編號、外形尺寸、連接板方位等進行全面復(fù)核，確認(rèn)符合設(shè)計要求后，劃出鋼柱上下兩端的安裝中心線和柱下端標(biāo)高線。輔助準(zhǔn)備：鋼柱起吊前，將吊索具、操作平臺、爬梯、溜繩以及防墜器等固定在鋼柱上。主次橫梁的安裝。在第一個空間受力單元的4根鋼柱安裝完后，便可安裝柱之間的主橫梁和次橫梁。在吊裝過程中對吊點進行計算和試驗。安裝過程中先用撬棍插入鋼梁兩端的螺孔內(nèi)，再將臨時螺栓擰入，待結(jié)構(gòu)安裝精度調(diào)整達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定后，將高強度螺栓自由穿入栓孔內(nèi)。高強度螺栓的安裝順序原則上是以接頭處剛度較大的部位向約束較小的方向進行，擰緊順序是由螺栓群中心向四周進行，高強度螺栓緊固分為初擰和終擰，初擰扭矩一般控制在終擰扭矩的50%左右。

鋼柱吊裝就位后，先把鋼柱中心線與基礎(chǔ)中心線對準(zhǔn)，然后將地腳螺栓的螺母微微擰緊，最后下鉤解繩。通過微調(diào)螺母來調(diào)整鋼柱垂直度，當(dāng)鋼柱垂直度偏差校正到零時，擰緊螺母，然后焊接螺母墊板。

4 工程實例分析

北京市某工程地處中關(guān)村科技園區(qū)的最核心位置，為北京西部最高建筑（總高度150m），國際甲級寫字樓，工程由塔樓、配樓、連廊3部分組成，總建筑面積111818m2。其中塔樓地下4層、地上35層，總建筑面積79012m2，總檐高150m，為全鋼結(jié)構(gòu)。

工程項目部組建了最強的管理團隊，通過精心組織、精心施工，攻克了一道道技術(shù)難關(guān)。用6個月的時間完成了約15000t鋼結(jié)構(gòu)安裝施工任務(wù)，月施工最快完成9層；采用CO氣體保護半自動焊完成了超厚鋼板焊接的施工（最厚達(dá)100mm），整個工程的焊縫100%超聲波探傷，100%合格，一次探傷合格率達(dá)98%；在鋼結(jié)構(gòu)吊裝方面，經(jīng)過項目技術(shù)人員不斷探索與總結(jié)，解決了超高層鋼結(jié)構(gòu)空間定位及折線形鋼結(jié)構(gòu)箱型柱吊裝技術(shù)問題，且整體垂直度最大偏差9mm。

本工程由于設(shè)計的特殊性，無法選用內(nèi)爬式塔吊，根據(jù)工程的地理位置、結(jié)構(gòu)形式及大量的特殊構(gòu)件選擇2臺大型附著式塔吊，一臺K80/115與一臺36B，分別布置在塔樓的西側(cè)與東側(cè)，不僅滿足了所有構(gòu)件的垂直運輸，而且為大量超重、超高及偏心構(gòu)件的吊裝創(chuàng)造了條件。K80/115附著式塔吊在國內(nèi)尚屬首次使用，可借鑒的成熟經(jīng)驗不多。施工中通過不斷的摸索，很好地解決了塔吊的組裝、頂升及施工工效等方面的難題，為工程的順利進行創(chuàng)造了條件，塔吊平面布置如圖1。

5 結(jié)語

綜上所述，在建筑工程中，超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是其重要組成部分，加強對超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)的分析研究，對于提高超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工質(zhì)量和安全性具有十分重要的作用，因此，需要不斷加強對這方面的研究。

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作者簡介：朱麗麗（1986-），女，2009年7月畢業(yè)于西安工業(yè)大學(xué)。現(xiàn)就職于內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系。