高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)

藏勤峰

(山西建筑(工程)集團(tuán)總公司第九工程分公司，山西太原 030002)

0 引言

鋼結(jié)構(gòu)所具備的高強(qiáng)度、質(zhì)量輕的顯著特點(diǎn)使其在高層建筑中得以廣泛應(yīng)用，尤其是在超重型的高層建筑工程中。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝施工過程主要是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙以及施工方案，對加工好的鋼構(gòu)件按順序安裝到位，并且對其予以加固、連接等，以此形成一定的鋼結(jié)構(gòu)空間，達(dá)到高層建筑項(xiàng)目抗壓、防震等效果。鋼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量，直接影響到整個(gè)建筑工程的施工質(zhì)量，因此，在高層建筑施工過程中，必須采取積極可行的措施，以便于充分保證鋼結(jié)構(gòu)安裝施工的質(zhì)量。

1 高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1.1 易受自然條件影響

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝施工易受到自然條件的影響，但凡在施工過程中發(fā)生自然條件劇烈變化的情況，諸如6級以上大風(fēng)、大雨或者下雪等等，則非常容易導(dǎo)致施工過程中出現(xiàn)安全事故，由此影響鋼結(jié)構(gòu)安裝工程的質(zhì)量，尤其會對鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)生較大影響，甚至還可能會導(dǎo)致焊接根部收縮、夾渣、裂紋等不良情況的發(fā)生，使鋼構(gòu)件之間高強(qiáng)度螺栓連接出現(xiàn)質(zhì)量問題，嚴(yán)重影響焊接施工質(zhì)量，從而影響整個(gè)高層建筑工程的質(zhì)量。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)施工常常立體交叉作業(yè)

鋼結(jié)構(gòu)安裝工程的工序相對比較復(fù)雜，鋼構(gòu)件也比較多，這便使得鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中，難以避免的出現(xiàn)交叉立體作業(yè)的情況，并且會發(fā)生互相干擾的現(xiàn)象，有時(shí)甚至需要在不同工序之間留出間歇時(shí)間。這樣不僅會延誤高層建筑工程進(jìn)度，還可能降低施工質(zhì)量。例如，鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)界面在同一時(shí)間進(jìn)行時(shí)，則會對施工的流水節(jié)拍產(chǎn)生負(fù)面作用。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)施工要求較高

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有很大區(qū)別，對鋼結(jié)構(gòu)施工的要求比較高，并且在施工過程中可借鑒的經(jīng)驗(yàn)少之甚少，大多基本上均是根據(jù)實(shí)際建筑工程的情況予以細(xì)部設(shè)計(jì)，特別是裝飾裝修與主體結(jié)構(gòu)的結(jié)合中，需首先對建筑工程的要求進(jìn)行詳細(xì)的鋼結(jié)構(gòu)空間設(shè)計(jì)以及對鋼結(jié)構(gòu)安裝步驟的設(shè)計(jì)。另外，鋼結(jié)構(gòu)對鋼構(gòu)件的加工精度要求較高，由于鋼結(jié)構(gòu)安裝中的焊接工作量很大，對焊接質(zhì)量要求較嚴(yán)，必須嚴(yán)格加強(qiáng)鋼構(gòu)件的加工工序質(zhì)量控制以及鋼結(jié)構(gòu)按一定順序的合理安裝，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝施工屬于高空作業(yè)，其危險(xiǎn)系數(shù)以及防護(hù)難度較大。所以，在施工過程中安全管理要求較高，需強(qiáng)化施工人員的安全意識以及嚴(yán)格監(jiān)督規(guī)范其作業(yè)操作。

2 高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)安裝主要施工技術(shù)

2.1 鋼構(gòu)件的驗(yàn)收、矯正、進(jìn)場

鋼構(gòu)件在運(yùn)入施工現(xiàn)場時(shí)，必須由專業(yè)質(zhì)量檢測人員對構(gòu)件質(zhì)量詳細(xì)的檢驗(yàn)，主要涉及到構(gòu)件數(shù)量、外觀、構(gòu)件幾何尺寸、螺栓直徑以及位置、焊縫坡口、節(jié)點(diǎn)的摩擦面、附件的數(shù)量等等，要進(jìn)行檢查驗(yàn)收，并對每一根構(gòu)件做好統(tǒng)計(jì)記錄，若出現(xiàn)鋼構(gòu)件發(fā)生變形缺陷等情況，則應(yīng)及時(shí)予以矯正和處理，在確保檢驗(yàn)合格之后，構(gòu)件方可進(jìn)入施工現(xiàn)場。

2.2 測量工藝

在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工過程中，工程項(xiàng)目測量工作是十分重要的環(huán)節(jié)，為了準(zhǔn)確測量，保證施工過程的順利進(jìn)行，應(yīng)合理地選用一系列如水平儀、經(jīng)緯儀、全站儀等的施工測量儀器和設(shè)備。在測量之前要注意合理選擇基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線，尤其對于多層建筑而言，應(yīng)根據(jù)周邊高層建筑物的屋面基準(zhǔn)點(diǎn)，采取合理先進(jìn)的測量方式對待測目標(biāo)進(jìn)行有效的測量，對高層建筑水平標(biāo)高不宜過高，否則會增加測量的難度以及不便。

2.3 地腳螺栓的安裝

在鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中地腳螺栓的安裝技術(shù)需要注意以下兩點(diǎn):1)對于地腳螺栓的標(biāo)高控制;2)對于地腳螺栓所在平面的兩個(gè)方向的中心線或者邊線的定位控制。

2.4 鋼結(jié)構(gòu)柱梁的安裝

鋼結(jié)構(gòu)柱梁的安裝主要分為兩個(gè)方面:1)鋼柱吊裝;2)鋼梁吊裝。鋼柱的吊裝需要采用專用的吊索按照設(shè)計(jì)的安裝順序?qū)︿撝鸺M(jìn)行安裝，吊點(diǎn)的位置應(yīng)設(shè)在柱連接耳板螺栓孔處。在安裝過程中，要注意控制每節(jié)鋼柱之間連接的垂直度，主要從建筑豎向的水平標(biāo)高與建筑結(jié)構(gòu)平面位置與軸線之間的偏差進(jìn)行有效控制，從而保證鋼結(jié)構(gòu)的安裝。同時(shí)，在柱柱臨時(shí)接頭處要采用高強(qiáng)度螺栓并在調(diào)整標(biāo)高和垂直度之后加以緊固。鋼梁的吊裝首先要將核心筒周邊的外架提升到待施工樓層，通過相應(yīng)的測量，按照各層鋼梁的吊裝順序進(jìn)行吊裝，在吊裝完成后，一般通過初擰和終擰對高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行多次矯正，以此對鋼梁與梁柱連接點(diǎn)的軸線位置與垂直度實(shí)現(xiàn)有效控制。

2.5 高強(qiáng)度螺栓安裝

高強(qiáng)度螺栓的安裝，首先要做好準(zhǔn)備工作。對于高強(qiáng)度螺栓摩擦面要采用噴砂法進(jìn)行處理，同時(shí)對抗滑移系數(shù)試件加以加工處理，在安裝前需復(fù)檢抗滑移系數(shù)。其次在高強(qiáng)度螺栓的安裝的終擰過程中，要按照一定的順序進(jìn)行施工，先擰上層梁，再擰下層梁，最后擰中層梁，對于節(jié)點(diǎn)處的高強(qiáng)度螺栓，要按照由中央向四周的順序進(jìn)行終擰。在終擰時(shí)，必須用專用扳手，并使螺母處于轉(zhuǎn)動的狀態(tài)，從而達(dá)到控制終擰扭矩的效果，若在初擰扭矩時(shí)就超過或者達(dá)到扭斷扭矩，則會使螺母在終擰時(shí)不再轉(zhuǎn)動，進(jìn)而造成不必要的安全隱患。

2.6 鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場焊接技術(shù)

在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中，很多鋼構(gòu)件都需要用強(qiáng)焊接的技術(shù)進(jìn)行連接，比如柱與柱、梁與柱、梁與梁之間的焊接，焊接的質(zhì)量很大程度上決定了鋼結(jié)構(gòu)安裝工程的質(zhì)量，因此，鋼結(jié)構(gòu)對現(xiàn)場焊接技術(shù)的要求很高，主要體現(xiàn)在以下幾方面:

1)對焊接環(huán)境以及溫度的選擇，焊接環(huán)境溫度不得低于0℃，若低于0℃，則必須進(jìn)行焊前預(yù)熱以及焊后熱處理。另外，若在雨天或風(fēng)力大于5 m/s時(shí)進(jìn)行焊接施工，則必須設(shè)置防雨防風(fēng)設(shè)施。2)對鋼構(gòu)件的焊接必須按照一定的順序進(jìn)行。例如，焊接上層的順序?yàn)?主梁到壓型鋼板支托，然后是壓型鋼板點(diǎn)焊。另外，在編制鋼結(jié)構(gòu)焊接順序時(shí)同時(shí)要編制焊縫預(yù)留焊接收縮量，以減少焊縫焊完后產(chǎn)生的應(yīng)力以及焊接收縮變形。3)焊接過程工藝技術(shù)嚴(yán)格控制，比如，在柱與柱的接頭焊縫時(shí)要由兩個(gè)焊工同時(shí)在對面進(jìn)行焊接，需要設(shè)立專人隨時(shí)調(diào)整電流以保證不同位置的焊縫和不同直徑的焊條焊接順利完成。4)焊縫完成24 h后，需對焊接工程進(jìn)行檢驗(yàn)，利用超聲波對焊縫進(jìn)行探傷檢驗(yàn)，若檢驗(yàn)不合格，則需及時(shí)制定返修工藝直到返修合格為止。

2.7 預(yù)變性技術(shù)

在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中常常會出現(xiàn)因?yàn)閮?nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形的情況，這是由于在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，偶爾會設(shè)計(jì)不規(guī)則平面的鋼結(jié)構(gòu)。所以，為保證鋼結(jié)構(gòu)安裝的質(zhì)量以及整體效果，避免鋼結(jié)構(gòu)的安全與功能受到損壞，鋼結(jié)構(gòu)安裝施工單位在安裝過程中必須加強(qiáng)質(zhì)量控制，全面思考安裝工程過程，對可能出現(xiàn)的影響因素進(jìn)行預(yù)測并提出相應(yīng)的預(yù)防措施，做到防患于未然。例如，采取鋼梁起拱、預(yù)留樓板混凝土后澆帶等措施來保證鋼結(jié)構(gòu)順利的安裝，最終完成安裝。在安裝過程中，對于一些鋼構(gòu)件的長短要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以滿足安裝需求。

2.8 施工過程的安全管理

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝是一項(xiàng)高危險(xiǎn)性的高空作業(yè)，若沒有做好安全管理工作，則會導(dǎo)致在施工過程中存在很多安全隱患，直接威脅到施工人員的人身安全。因此，一方面要保障作業(yè)人員的人身安全利益，另一方面要保證安裝工程的質(zhì)量以及工程如期完成。必須加強(qiáng)施工過程的安全管理，實(shí)施有效的安全管理制度，對可能發(fā)生的安全事故進(jìn)行有效的防范，加強(qiáng)施工人員的安全意識，在鋼結(jié)構(gòu)安裝工程項(xiàng)目中，設(shè)立一定的安全管理機(jī)構(gòu)以及專職的安全管理人員，制定相應(yīng)的安全管理制度并嚴(yán)格執(zhí)行，對施工現(xiàn)場的安全管理進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督指導(dǎo)，最大限度的確保施工過程的安全管理到位。

3 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)相比于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)，不管從經(jīng)濟(jì)上還是從工程質(zhì)量上，均具有顯著的優(yōu)勢，特別是對于一些大型的高層建筑項(xiàng)目，所以，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用及安裝從而實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的蓬勃有序發(fā)展。

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