超高層建筑高聳鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

李海波

摘 要：超高層建筑通常會選擇應(yīng)用高聳鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，因?yàn)榇朔N施工技術(shù)能夠保證超高層建筑的質(zhì)量，再加之，鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、韌性都非常強(qiáng)，能夠抵抗外界環(huán)境的影響。但是由于超高層建筑本身施工難度就比較大，尤其是安全問題十分突出，因此在施工過程中，項(xiàng)目管理者必須做好安全管理工作。本文首先以某一工程為案例，首先對超高層建筑高聳鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)以及安全施工等進(jìn)行了簡單分析，希望能夠?yàn)槌呓ㄖ┕ぜ夹g(shù)的提高提供借鑒。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；高聳鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

所謂的高聳鋼結(jié)構(gòu)主要是指高度非常高，但是橫斷面卻非常小的鋼結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是水平荷載或者是風(fēng)荷載。此種結(jié)構(gòu)主要是沿襲古代宗教建筑風(fēng)格。其對設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平要求非常高，同時對施工人員的施工技能要求更高。日常生活中，我國能夠看見非常多的高聳結(jié)構(gòu)，比如導(dǎo)航塔、雷達(dá)塔、環(huán)境氣象站等，只是這些建筑結(jié)構(gòu)才采用的材料并不都是鋼。高聳鋼結(jié)構(gòu)通常別應(yīng)用在超高層建筑中，設(shè)計(jì)人員在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)時，務(wù)必要遵循相應(yīng)的原則。

1 工程簡介

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)。工程吊裝任務(wù)重，鋼構(gòu)件總量達(dá)15000工；外輪廓由折線柱組成雙曲面，給安裝測量造成了極大難度；材料采用Q345GJC，最大板厚達(dá)100mm，焊接難度大。

2 超高層高聳鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

2.1 施工步驟

超高層高聳鋼結(jié)構(gòu)的施工步驟如下：

首先，施工人員需要對構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)收，因?yàn)殇摌?gòu)件質(zhì)量直接關(guān)系到整個鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，同時直接影響到整個超高層建筑的質(zhì)量，因此構(gòu)件驗(yàn)收十分重要；其次，吊裝，將所需要的鋼材放置到指定位置進(jìn)行吊裝；再次，高強(qiáng)螺栓；第四，將需要所有的部位進(jìn)行焊接處理，處理的過程中還需要進(jìn)行檢測；第五，壓型鋼板并且進(jìn)行栓釘。

2.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1 塔吊的選擇、布置及裝拆

任何超高層建筑高聳鋼結(jié)構(gòu)施工時，都需要塔吊，最為核心設(shè)備，施工人員一定要認(rèn)真的選擇其型號，同時對其進(jìn)行詳細(xì)的布置，以便其能夠順利的將其裝拆。由于超高層建筑與普通的建筑有一定的區(qū)別，因此塔吊起重能力也應(yīng)該要求更加嚴(yán)格。由于本工程鋼結(jié)構(gòu)的高度為150m，如果選擇應(yīng)用附著式塔吊不僅成本比較大，而且各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)都不符合要求，因此施工人員最終決定選擇應(yīng)用內(nèi)爬式塔吊，經(jīng)濟(jì)成本低，質(zhì)量也有所保證。

2.2.2 吊裝

超高層建筑高聳鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，吊裝是最為重要的工序，吊裝的效率與質(zhì)量直接關(guān)系到超高層建筑的質(zhì)量。在正式吊裝之前，施工人員需要按照結(jié)構(gòu)平面來選擇塔吊數(shù)量，并且依據(jù)現(xiàn)場施工環(huán)境來對對吊裝進(jìn)行明確的分區(qū)，同時合理的安排出吊裝的順序。施工人員依照本工程的特點(diǎn)，將其分為東西作業(yè)區(qū)，每個作業(yè)區(qū)都有一組作業(yè)組來進(jìn)行構(gòu)件吊裝。吊裝時，還需要遵循一定的原則：

第一，如果是平面，其應(yīng)該由中心向四周擴(kuò)散，簡單說，就是施工人員將中間某單元作為初始單元，在此基礎(chǔ)上，安裝成剛度柱網(wǎng)單元，之后進(jìn)行吊柱，隨后進(jìn)行吊梁。如果柱網(wǎng)單元已經(jīng)完成了吊裝并且已經(jīng)固定，則以該柱網(wǎng)單元為基礎(chǔ)，在其左右、前后進(jìn)行吊裝，當(dāng)?shù)跹b結(jié)束之后，施工人員還需要精確校正。

第二，豎向吊裝時，必須按照相應(yīng)順序進(jìn)行吊裝。該工程由于是高聳鋼結(jié)構(gòu)，因此需要應(yīng)用區(qū)域吊裝施工技術(shù)以及“一機(jī)多吊”的方法，這樣就能夠很好的解決工程緊張的問題。高聳鋼結(jié)構(gòu)施工中，每個程序之間聯(lián)系密切，同時又相互制約，為此，施工人員在進(jìn)行施工時，既要做好預(yù)先控制工作，同時還需要做好跟蹤校正工作。簡單的說，就是在吊裝之間，施工人員要做好標(biāo)高以及定位測量等工作，同時還需要做好標(biāo)線控制工作。

2.3 焊接鋼結(jié)構(gòu)

具有工期緊、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工程量大、質(zhì)量要求高的特點(diǎn)，而焊接作為鋼結(jié)構(gòu)施工的重要工序，其焊接順序與工藝參數(shù)的選擇與施焊水平對工程的“安全、優(yōu)質(zhì)、高速”的完成影響重大。本工程約15000工鋼結(jié)構(gòu)安裝施工任務(wù)，月施工最快完成9層；采用CO2氣體保護(hù)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(xiàng)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。

2.3.1 確定焊接順序

（1）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)對稱、節(jié)點(diǎn)對稱和全方位對稱的順序焊接。（2）豎向上：L層框架梁→壓型鋼板支托→下層框架梁→玉型鋼板支托→中層框架梁→壓型鋼板支托→焊接檢驗(yàn)（柱柱焊接可在梁焊接前進(jìn)行，也可于之后進(jìn)行）。（3）柱一柱焊接應(yīng)由兩名焊工相對，兩面等溫、等速對稱施焊。（4）柱梁節(jié)頭的焊接，一般先焊H型鋼的下翼緣板，再焊上翼緣板。一根梁的兩個端頭應(yīng)先焊一個端頭，待其冷卻至常溫后，再焊另一端。

2.3.2 確定焊接工藝

中關(guān)村金融中心工程鋼結(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。尤其是緊迫的工期與較大的焊接工程量之間的矛盾，我們采用CO氣體保護(hù)半自動焊應(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)度的問題，滿足了焊接施工的需要。

2.4 安全施工

安全施工是鋼結(jié)構(gòu)施工中的重要環(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。在施工過程中，僅高強(qiáng)螺栓就有40萬顆，這些零件雖小，但如果從l00m以上的高空掉下去，后果可想而知。針對超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)，采取事前與過程控制相結(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），并加強(qiáng)對施工人員的安全教育，堅(jiān)持日安全巡視。

結(jié)束語

綜上所述，可知施工人員在進(jìn)行超高層高聳鋼結(jié)構(gòu)施工時，需要做好非常多的準(zhǔn)備工作。首先理解設(shè)計(jì)圖紙，確定施工方案；其次選擇使用的施工機(jī)械設(shè)備，尤其是起重機(jī)等比較重要的設(shè)備。由于建筑鋼結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要應(yīng)用到各種工藝，有關(guān)人員應(yīng)該對其合理安排，以免出現(xiàn)各個施工環(huán)節(jié)重復(fù)施工的情況。最為重要的是做好安全防護(hù)工作，確保施工人員安全施工。主要每一個環(huán)節(jié)，施工人員都認(rèn)真負(fù)責(zé)的完成，此種結(jié)構(gòu)的超高層建筑定會保質(zhì)保量的完成。

參考文獻(xiàn)

[1]吳振亞，武曉東，張子龍，宋子賢.高層鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)[J].施工技術(shù)，2005（10）.

[2]王祿鵬，李晉民，王長寧，朱斌.高層鋼結(jié)構(gòu)施工管理技術(shù)[J].鋼結(jié)構(gòu)，2005（1）.

[3]齊明，楊海光.北京電視中心綜合業(yè)務(wù)樓超高層鋼結(jié)構(gòu)施工安全防護(hù)技術(shù)[J].建筑技術(shù)，2005（2）.

[4]張海升，王康強(qiáng).高層辦公樓鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工方法[J].建筑技術(shù)，2004（2）.

[5]陳國津，來巧紅.瑞豐國際商務(wù)大廈高層鋼結(jié)構(gòu)工程[J].浙江建筑，2004（1）.