超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵施工技術(shù)分析

王文杰

【摘要】本文分析了現(xiàn)代大型超高層鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及對施工的影響，同時(shí)從設(shè)備選擇、測量技術(shù)、焊接技術(shù)等多方面分析了施工企業(yè)應(yīng)如何進(jìn)行超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工，以便提高我國超高層建筑的施工質(zhì)量以及安全性。

【關(guān)鍵詞】超高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)施工；措施

1、現(xiàn)代大型超高層鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及對施工的影響

超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)基本都具備高、重等特點(diǎn)。建筑物高度可達(dá)幾百米之上，對施工企業(yè)的施工技術(shù)要求較高。超高層建筑物需要施工人員進(jìn)行高空作業(yè)，也是對施工企業(yè)安全防護(hù)措施的考驗(yàn)。上海環(huán)球金融中心高度為492m，臺(tái)北國際金融中心的高度達(dá)到508m，可見，超高層建筑物的高度正在不斷增加。不僅如此，超高層建筑物高度增加，便代表所使用的鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量也應(yīng)相應(yīng)提高，鋼結(jié)構(gòu)的重量也會(huì)隨之增加。

施工企業(yè)應(yīng)不斷更新自身運(yùn)輸鋼結(jié)構(gòu)的工具，以適應(yīng)重量逐漸加重的鋼結(jié)構(gòu)。近些年來，超高層建筑物在為人類提供活動(dòng)空間的同時(shí)，也更為注重視覺上的追求。于是超高層建筑物的建筑風(fēng)格也有所變化，出現(xiàn)如下較為特殊的特點(diǎn)：其一，斜。以西班牙馬德里的超高層建筑物歐洲之門雙塔為例，建筑物設(shè)計(jì)時(shí)雙塔按照一定角度傾斜，且傾斜角達(dá)到15度，施工企業(yè)施工過程中，可能會(huì)出現(xiàn)水平變形，對施工企業(yè)的施工技術(shù)有較高要求。

第二，扭。部分建筑設(shè)計(jì)完成之后整體呈螺旋上升形狀。以廣州新電視塔為例，鋼結(jié)構(gòu)從下而上扭曲了約45度，結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)三維傾斜的狀態(tài)。施工企業(yè)在進(jìn)行該類建筑物施工時(shí)，無法輕易對鋼結(jié)構(gòu)各部分進(jìn)行定位，且此時(shí)鋼結(jié)構(gòu)會(huì)受到溫度的影響，荷載量產(chǎn)生變化。第三，懸。部分超高層建筑局部懸空，且懸空部分距地面較高。如CCTV電視臺(tái)新臺(tái)址，該超高層建筑物延伸出巨大的懸臂。施工企業(yè)在進(jìn)行該部分施工時(shí)，需考慮如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)吊裝，同時(shí)還需考慮變形對鋼結(jié)構(gòu)的影響，對鋼結(jié)構(gòu)變形的控制極為復(fù)雜與困難。高層吊裝對施工人員的安全也具有一定威脅，導(dǎo)致施工較為困難。

2、超高層建筑物的施工技術(shù)以及具體措施

2.1機(jī)械設(shè)備的選擇

施工企業(yè)在承包項(xiàng)目之后，需先對項(xiàng)目要求有所了解，并對施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地考察，確定工具的選擇與購置。施工企業(yè)在施工之前選擇與項(xiàng)目情況相符的吊裝機(jī)械，為之后的施工奠定了基礎(chǔ)，使得施工能夠順利進(jìn)行。以目前建筑行業(yè)的發(fā)展而言，塔式起重機(jī)依舊是施工企業(yè)進(jìn)行超高層建筑物施工的主要施工設(shè)備，該設(shè)備主要負(fù)責(zé)進(jìn)行高空吊裝作業(yè)。

除塔式起重機(jī)以外，施工企業(yè)還應(yīng)準(zhǔn)備履帶吊、門式起重機(jī)作為輔助設(shè)備，負(fù)責(zé)搬運(yùn)施工用的鋼構(gòu)件，還可以進(jìn)行低空吊裝作業(yè)。如今，液壓集群千斤頂發(fā)展迅速，在超高層建筑物建造當(dāng)中的應(yīng)用也較為頻繁，受到廣大施工企業(yè)的青睞。其在施工現(xiàn)場當(dāng)中主要負(fù)責(zé)對大型鋼構(gòu)件、組裝而成的鋼構(gòu)件甚至是整體鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行升高、平移以及旋轉(zhuǎn)，將構(gòu)件放置于施工方案當(dāng)指定位置。以我國廣州新電視塔建造工程為例，施工企業(yè)應(yīng)根據(jù)外框筒結(jié)構(gòu)建造特點(diǎn)以及實(shí)際情況進(jìn)行施工工具選擇。

在對廣州新電視塔進(jìn)行全面考察之后，施工企業(yè)應(yīng)選擇使用兩臺(tái)重量達(dá)1200tm級別的M900D式塔吊進(jìn)行施工，作為施工當(dāng)中的主要起重機(jī)械，主要負(fù)責(zé)實(shí)施鋼結(jié)構(gòu)的吊裝作業(yè)，同時(shí)負(fù)責(zé)將鋼結(jié)構(gòu)放置于施工方案當(dāng)指定位置。兩臺(tái)機(jī)械進(jìn)入施工現(xiàn)場之后，分別放置于核心筒的兩側(cè)。除此以外，施工人員還需考慮工期、鋼結(jié)構(gòu)重量以及塔吊安裝時(shí)長等問題。因此，施工人員在實(shí)施高度不足100m的吊裝作業(yè)時(shí)，可用兩臺(tái)300t的履帶吊作為輔助設(shè)備，幫助施工人員進(jìn)行施工，構(gòu)成多條作業(yè)線，實(shí)現(xiàn)同步吊裝，從而縮減施工時(shí)長。

2.2測量技術(shù)

超高層建筑物對施工企業(yè)的測量技術(shù)具有較高要求，施工方案設(shè)計(jì)人員需對測量基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)合理地設(shè)計(jì)，以便形成基準(zhǔn)網(wǎng)。不僅如此，施工人員在進(jìn)行測量過程中，也應(yīng)選用正確合適的測量與校驗(yàn)方法，同時(shí)還應(yīng)注意對數(shù)值傳遞路線的選用，上述都是保證測量結(jié)果的基礎(chǔ)。

超高層建筑物高度過高，因此測量會(huì)受到通視條件的影響，無法輕易測量鋼結(jié)構(gòu)。如今，施工企業(yè)較為常用的測量方式為雙重控制網(wǎng)，即施工人員通過GPS定位系統(tǒng)，對測量基線網(wǎng)進(jìn)行測定以及設(shè)立，并使用高精度全站儀進(jìn)行輔助與配合，利用空中三維坐標(biāo)對鋼構(gòu)件進(jìn)行定位。

2.3焊接技術(shù)

通常情況下，施工人員使用焊接技術(shù)對超高層建筑物的鋼構(gòu)件進(jìn)行連接，焊接量極大，對焊接質(zhì)量的要求也較高。超高層建筑物的焊接施工往往需要在高空當(dāng)中完成，施工人員的安全問題難以得到保障。若此時(shí)氣候較為惡劣，則施工條件不佳，施工難度也相應(yīng)加大。

施工企業(yè)在施工開始之前，需對施工現(xiàn)場的氣候進(jìn)行判斷，同時(shí)建立完善的施工人員保護(hù)措施。不僅如此，施工企業(yè)還應(yīng)對即將使用的鋼材構(gòu)建有所了解。施工企業(yè)在綜合分析上述因素之后，選擇合適施工的焊接方式、設(shè)備以及相應(yīng)材料。

2.4預(yù)變形技術(shù)

我國大部分超高層建筑物的設(shè)計(jì)愈發(fā)具有個(gè)性，存在斜、扭等較為特殊造型的建筑物數(shù)量較多。然而這類建筑物在建造過程中，往往會(huì)發(fā)生空間三維變形，這一問題不可避免，故而應(yīng)該引起施工企業(yè)的注意，施工方案設(shè)計(jì)人員與施工人員也應(yīng)重視該部分的設(shè)計(jì)與施工，對設(shè)計(jì)質(zhì)量與施工質(zhì)量進(jìn)行控制，否則，空間三維變形必然會(huì)影響超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，若變形嚴(yán)重，甚至?xí)Τ邔咏ㄖ镎w的安全產(chǎn)生影響，進(jìn)而引發(fā)事故。

不僅如此，超高層建筑物還會(huì)受到差異壓縮變形以及不均勻沉降的影響，施工企業(yè)在施工之前，應(yīng)綜合考慮上述問題，并提出相應(yīng)的解決方案，施工企業(yè)可采用預(yù)變形技術(shù)解決空間三維變形等影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的問題。所謂預(yù)變形技術(shù)，指施工企業(yè)在施工之前，對施工全過程進(jìn)行模擬與仿真實(shí)驗(yàn)，并通過實(shí)驗(yàn)獲得鋼結(jié)構(gòu)各節(jié)點(diǎn)在吊裝與施工過程中持續(xù)變化、累積的變形值，并以該述據(jù)為基礎(chǔ)，對施工方案與技術(shù)進(jìn)行調(diào)整。施工企業(yè)可對鋼構(gòu)件的整體長度進(jìn)行縮減或增加，或是要求施工人員在施工過程中，對預(yù)先反向變形值進(jìn)行調(diào)整，以便鋼結(jié)構(gòu)在施工完成之后與施工方案所限定的幾何位置之間基本不存在偏差，最大限度降低空間三維變形對鋼結(jié)構(gòu)的影響，以達(dá)到穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)的目的。

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