超高層建筑鋼結構施工的關鍵技術和措施

陳武華

（江西嘉億建設工程有限公司）

超高層建筑鋼結構施工的關鍵技術和措施

陳武華

（江西嘉億建設工程有限公司）

隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，鋼結構施工技術也得到了廣泛的應用。為了提升鋼結構的施工質量，我國加大了對鋼結構施工技術的研究力度，在鋼結構施工過程中，嚴格按照鋼結構吊裝順序進行操作，做好鋼結構的焊接工作，完善并創(chuàng)新相關技術方法，提升鋼結構連接質量，確保超高層建筑鋼結構工程順利完成。

超高層建筑；鋼結構；關鍵技術

1 導言

隨著我國建筑業(yè)的迅速發(fā)展，超高層建筑工程的發(fā)展為工程施工技術提出了新的要求。鋼結構施工技術在超高層建筑工程中的應用，極大的提升了建筑性能，因此，加強鋼結構施工技術的研究對超高層建筑工程的快速具有非常重要的意義。通過對鋼結構施工技術在超高層建筑工程中的應用進行分析，筆者認為，我國在大力發(fā)展鋼結構施工技術外，還應加強鋼結構工程施工監(jiān)督管理工作，這在很大程度上，將有利于提高我國超高層建筑施工水平。

2 鋼結構的施工優(yōu)勢

2.1 鋼結構的自重輕，有效空間大

自重輕、施工速度快是鋼結構工程最突出的特點，對已超高層鋼結構建筑，其具有非常好的抗震效果。此外，鋼結構的具有較大的有效使用空間，相比于一般建筑材料，鋼材具有很強的抗高壓的強度，因此在同等使用條件下，鋼結構能夠有效的縮小構件截面，進而提高了有效空間利用效率。

2.2 鋼結構綠色、節(jié)能、環(huán)保

鋼結構建筑產(chǎn)生的廢料少，并且鋼結構材料施工過程中可以多次循環(huán)使用。隨著我國經(jīng)濟、技術的不斷進步，我國大力倡導了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，進而對日常的生活、工作環(huán)境水平提出了更高的要求。鋼結構屬于綠色建筑，而綠色建筑是我國未來建筑行業(yè)的總體發(fā)展趨勢，因此鋼結構的綠色、節(jié)能、環(huán)保特點不僅能滿足環(huán)保的理念，而且更能滿足人們對于建筑外型美觀的要求。

3 超高層鋼結構施工的技術和措施分析

3.1 工程概況

某超高層建筑項目總用地面積約2.5萬m2，總建筑面積138632m2，兩層地下室，地上38層，建筑高度188m。本工程設計采用的是超高層鋼-混凝土結構，塔樓采用混合框架-鋼筋混凝土核心筒結構。核心筒采用暗埋鋼柱、鋼梁的鋼筋混凝土結構，地上核心筒剪力墻結構內(nèi)暗埋鋼柱和鋼梁。

3.2 材料的選用

對于鋼結構來說，導熱系數(shù)大，耐火性差是其最大的缺點。隨著我國冶金技術不斷提高，耐火鋼的使用為鋼結構的發(fā)展提供了有力條件。當前，寶鋼已經(jīng)生產(chǎn)的耐火鋼有B400RNQ和B490RNQ兩種型號，其物理力學指標、化學性能、可焊性和抗沖擊韌性，都能達到超高層建筑對結構鋼的要求。當溫度達到600℃的高溫時，普通鋼材已完全喪失承載能力，對于B400RNQ 和B490RNQ兩種型號的耐火鋼，當溫度達到600℃時，其屈服強度還能維持在150～220MPa。因此，本工程中鋼結構中用鋼采用的是耐火H和十字型鋼。

3.3 施工部署對于本工程超高層建筑主體工程的施工，鋼結構的吊裝和混凝土核心筒施工屬于兩條垂直施工主線，這就導致在施工中存在多工序、多工種的交替作業(yè)或穿插配合等情況，為保證各工種、各工序之間能夠有效的銜接配合、有序施工。本工程合理統(tǒng)籌主體鋼結構施工和混凝土核心筒結構的施工，這也是保證本工程施工質量、工期的關鍵所在。1～28層核心筒內(nèi)暗設勁性鋼柱，除角部采用焊接異型十字截面外，其他部位均采用焊接H型截面。鋼柱采用H型鋼梁連接，其界面尺寸為1100mm×200mm× 18mm×25mm。

3.4 超高級建筑鋼結構施工關鍵技術

3.4.1 型鋼柱施工技術

型鋼柱身的彈線：型鋼柱在吊裝前，仔細檢查型鋼柱的基礎軸線、定位軸線和標高，并再次復核型鋼柱的編號、外形尺寸、連接板方位等，確保各項檢查指標都符合設計要求后，劃出型鋼柱柱下端標高線和上下兩端的安裝中心線。型鋼柱的安裝找正平需要采用鋼墊板，對鋼墊板頂面的標高進行測量，確認標高符合規(guī)范要求，否則應更換鋼墊板，如圖1所示。采用水準儀對所有型鋼柱進行測量，確保1m標高線位于同一水平線上，偏差控制在±5mm之內(nèi)；型鋼柱柱身的中心線應和基礎平面中心線重合，偏差不得超過5mm。型鋼柱的垂直度采用經(jīng)緯儀進行測量，確保柱身豎直方向中心線的鉛垂度單節(jié)偏差不超過10mm，全高偏差不超過35mm；對各型鋼柱中心線間的距離進行測量，定位中心線的偏差不得超過5mm；型鋼柱在進行空中對接搭時需要設置穩(wěn)固的操作平臺，上下節(jié)時應確保型鋼柱緣板和翼板無錯位，以每層的平臺標高為準，采用水準儀對各平臺進行測量，確保各平臺標高線在同一平面上，垂直度則采用經(jīng)緯儀進行校正。型鋼柱對接焊接結束后，采用氣割將對口處的工裝、引弧板、收弧板割掉，然后將對接口磨平，嚴禁采用大錘打掉；型鋼柱對接的每道焊縫都由兩人進行對稱焊，每道焊縫都必須一次連續(xù)焊完，嚴禁中途斷焊。在進行空中焊接時還需要搭設防風、防雨棚。

3.4.2 型鋼梁施工技術

圖1 鋼柱吊裝前在基礎上加鋼墊板

型鋼梁在進行吊裝前，先進行主梁的吊裝，沒根型鋼梁上都必須安裝扶手桿和扶手繩，待主梁吊裝就位結束后，采用扶手繩經(jīng)型鋼梁和型鋼柱系牢，確保施工人員的安全。型鋼梁的吊點一般設置在梁上翼緣處，如圖2所示，吊點位置根據(jù)型鋼梁的跨度確定。為了提高型鋼梁的吊裝速度，本工程對次梁采用的是多頭吊索一次吊裝數(shù)根方法。有時將型鋼梁和型鋼柱在地面組裝成排架后在進行整體吊裝，這樣不但提高了型鋼梁的吊裝速度，而且還減少了高空作業(yè)，確保鋼結構工程的施工質量。

圖2 型鋼梁的吊裝施工

3.5 焊接技術

焊接技術也是超高層建筑鋼結構施工的關鍵性技術之一，本工程對焊接技術進行了嚴格的控制，對每一個焊接點都進行了焊接，首先對鋼結構的焊接順序進行了合理的安排，平面焊接采用的是由平面均勻向四周擴散的形式，根據(jù)原定順序，采用對稱焊接。在鋼結構的豎向上，焊接的上層框架梁到壓型鋼板的支托等有序的進行焊接。焊接工藝技術是確保焊接質量的關鍵，鋼結構構件在加工過程中就要確保其幾何精準度，避免由于焊接中產(chǎn)生的高熱量使鋼構件發(fā)生變形，在焊接時，采用氣體保護焊，嚴格控制氣體的能量，提升焊接技術。最后在焊接過程中，避免發(fā)生焊縫和焊瘤情況，嚴格按照焊接工藝流程進行，本工程焊接質量分為一級和二級，對于一級焊縫嚴禁出現(xiàn)咬邊和未焊現(xiàn)象，對于二級焊縫嚴禁出現(xiàn)夾渣、胡坑裂紋和氣孔等現(xiàn)象。鋼結構焊接結束后，利用超聲波對焊縫進行無損檢測，保證焊接的質量。

3.6 鋼結構的除銹與涂裝技術

3.6.1 防銹漆質量控制

本工程鋼結構出廠時已經(jīng)經(jīng)過二底防銹漆的涂裝，施工現(xiàn)場安裝完畢后，施工人員應及時對高強螺栓接頭和焊接接縫等進行補涂，或鋼結構施工過程中由于吊裝等原因碰撞損傷部位進行補涂。

3.6.2 防火涂料質量控制

防火是鋼結構控制的重點，在施工現(xiàn)場應采用高質量的防護涂料對鋼結構進行涂裝，首先應對涂裝面進行清理，本工程防火涂裝的標準是二級防火涂裝，確保涂層的遍數(shù)和每層的厚度都要達到標準要求。

4 鋼結構施工控制技術

4.1 閉環(huán)控制法

本工程鋼結構施工控制采用的是閉環(huán)控制法，主要包括內(nèi)容有：施工計劃的分析預測、計劃實施、施工監(jiān)測、信息反饋和計劃調(diào)整。

4.2 施工監(jiān)測

變形監(jiān)測是本工程鋼結構主要監(jiān)測內(nèi)容。鋼結構的變形監(jiān)測主要包括：形體監(jiān)測和標高監(jiān)測，在實施監(jiān)測前，需要根據(jù)結構分析預測結果和國家的規(guī)范要求合理確定監(jiān)測閾值。本工程的結構形體監(jiān)測主要對已施工結構的中心相對于預定軸線位置的偏位進行監(jiān)測，通常采用全站儀結合測距棱鏡進行測量；標高監(jiān)測是指對結構樓層的實際標高是否達到設計標高進行監(jiān)測，如有異常應及時進行糾正和整改。

5 結束語

本工程在對超高層建筑施工過程中，對鋼結構施工關鍵技術進行了深入的分析，很好的達到了預期的目標，在確保超高層鋼結構的施工質量、安全的前提下，為施工單位創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟效益和社會效益，起到了很好的示范性作用，為以后同類超高層建筑鋼結構工程的施工提供了寶貴借鑒經(jīng)驗。

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TU974

A

1673-0038（2015）47-0010-02

2015-11-3