超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工工藝控制要點(diǎn)

梁榮建

（天元建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 臨沂 276000）

超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工工藝控制要點(diǎn)

梁榮建

（天元建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 臨沂 276000）

近30年來，隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的建筑業(yè)也得到了相應(yīng)的發(fā)展。為了使建筑行業(yè)得到不斷的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)的形式是需要不斷更新的，所以我們需要對建筑材料的特有性能有進(jìn)一步關(guān)注。而鋼結(jié)構(gòu)具有綠色環(huán)保、重量輕、強(qiáng)度高等一些顯著的性能，特別在高層、超高層、大跨度的建筑中得到廣泛應(yīng)用。而本文主要對超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的現(xiàn)行狀況作了簡要的說明，并且根據(jù)具體的工程實(shí)例闡述了其具體的施工工藝，同時(shí)對其關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了說明，對我國現(xiàn)有超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工有重要的指導(dǎo)意義。

鋼結(jié)構(gòu)建筑；超高層；施工；設(shè)計(jì)；安裝

從某種程度上來說，一個(gè)國家建筑的水平就可以反映該國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平和社會文明程度的高低。舉例來說：迪拜塔、臺北101高樓、上海中心大廈、環(huán)球金融公司、國家石油公司雙塔大樓，這些為人們所熟知的建筑正在用自身的高度向世界展示著它們所在城市的發(fā)展水平。了解一個(gè)城市最快的方法，就是看它的建筑，它們能體現(xiàn)出一個(gè)城市的科技發(fā)展水平。

一、關(guān)于超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

國外研究超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)有大約110年的歷史了，而計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益成熟以及建筑師對超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的不斷完善也促使高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在近代獲得了長足的、較快的發(fā)展。其具體表現(xiàn)為：在歐美國家，全部建筑總量的65%是鋼結(jié)構(gòu)建筑，而在我們鄰國日本，這一比例也達(dá)到了50%。1975年，5000t的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量使美國出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的第一次高峰。從分散到集中，從集中到更加集中，鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)正在不斷的發(fā)展。在美國，NCI、Nucor、以及Others這三大集團(tuán)掌握著美國大部分的鋼結(jié)構(gòu)建筑制造商協(xié)會。

鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其制作技術(shù)的研究是歐美國家主要關(guān)注的鋼結(jié)構(gòu)建筑的兩大因素。在整個(gè)過程中，數(shù)控機(jī)床設(shè)備組成了鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)備，其成品的精密程度相對于其他產(chǎn)品也更高。鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的主要特點(diǎn)為：重量輕、強(qiáng)度高、施工速度快。高質(zhì)量的產(chǎn)品、含量較高的技術(shù)，齊全的種類以及注重環(huán)保的特質(zhì)使高附加值產(chǎn)品占據(jù)了整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量的半壁江山。同時(shí)，其成熟的制造與安裝工藝技術(shù)；高標(biāo)準(zhǔn)、高水平的施工；安裝環(huán)節(jié)的機(jī)械化，密集型技術(shù)的應(yīng)用；到位的施工質(zhì)量管理也使其在其他產(chǎn)品中脫穎而出，從而得到建筑行業(yè)的一致認(rèn)可。

二、關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)施工工藝的流程

1.鋼結(jié)構(gòu)制作主要包括：鋼柱、鋼梁、支撐、大跨度網(wǎng)架、桁架制作?，F(xiàn)今信息發(fā)達(dá)，交通便利，在建筑市場上，專業(yè)的加工廠家、安裝隊(duì)伍很容易找到。

2.關(guān)于H型鋼柱、梁的相關(guān)制作的步驟

（1）首先要確保零部件的質(zhì)量是合格的，其次要將反變形平直度及彎曲度控制在小于1/1000的范圍內(nèi)，嚴(yán)格按照規(guī)法要求控制下料誤差；（2）鋼結(jié)構(gòu)加工的主要機(jī)器有：用于組立的Z15型H型鋼組立機(jī)、用于H型鋼焊接的龍門焊接機(jī)。焊接完畢后按規(guī)范進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后進(jìn)入下道工序；（3）組立焊接H型鋼，按照規(guī)范要求必須保證焊接H型鋼的翼緣板拼接焊縫與腹板拼接焊縫的間距控制在200mm以上的范圍內(nèi)，與加勁板之間的距離也要按要求錯(cuò)開200mm以上。（4）H型鋼焊接完成后，進(jìn)行矯正，H型鋼矯直機(jī)主要用于H型鋼翼緣焊接以及變形，工作中的主要注意事項(xiàng)是嚴(yán)禁一次將其壓成，正確做法是多次滾壓使其成型；自制壓力架、火焰矯正主要針對H型鋼側(cè)彎及腹板不平的問題。（5）在對H型鋼進(jìn)行了全面的檢查并且確定其合格后，進(jìn)行下一道工序，在組裝平臺上進(jìn)行組裝焊接連接板以及加勁板和它零件。

3.關(guān)于十字柱組裝的問題

（1）H型鋼、T型鋼制作完成檢驗(yàn)合格后，再進(jìn)行十字柱的裝置。（2）在專用組裝胎架上組裝十字形柱，十字形鋼柱由一個(gè)H形和兩個(gè)T形組成，H型鋼、T型鋼組裝完成后進(jìn)行下道工序，H形和兩片T形構(gòu)件組裝焊縫使用CO2氣體保護(hù)焊機(jī)手工焊。（3）十字形鋼柱組裝焊接完成檢驗(yàn)合格后，再在平臺上對其進(jìn)行連接板、牛腿、抗剪栓釘?shù)容^小的零部件的組裝。（4）十字形鋼柱組裝完成檢驗(yàn)合格后進(jìn)行焊接，焊接完成后進(jìn)行構(gòu)件校正。（5）以牛腿或節(jié)點(diǎn)板為基準(zhǔn)劃磨頭線，然后用端面銑銑平上頭接柱端面，下接頭斷面打45°角破口。（6）最后一步是進(jìn)行上下柱的預(yù)拼裝，拼裝合格后，編號并粘貼合格證按要求擺放在貨場。

4.鋼結(jié)構(gòu)安裝實(shí)例時(shí)的安裝工程概況

本文中的工程定位為某市中心區(qū)正東，施工區(qū)坐落于市中心，較為繁華的環(huán)境、密集的交通道路以及車輛、行人繁多，并且現(xiàn)場施工空間狹小，沒有地方擺放鋼構(gòu)件，這就要求安裝過程中隨運(yùn)隨吊，減少構(gòu)件二次搬運(yùn)，加快安裝速度。

關(guān)于主體建筑鋼結(jié)構(gòu)的主要標(biāo)記有：地下6層，深-25m，地上54層，高239.4m，長63.5m，寬38.1m，核心筒長34.8m，最寬19.5m。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于外框架，混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于核心筒。而主體結(jié)構(gòu)加裙樓結(jié)構(gòu)總用鋼量約10000t。

5.在鋼柱安裝過程中需要注意的事項(xiàng)有：（1）第一節(jié)鋼柱安裝至關(guān)重要，首先用調(diào)平螺母把柱底板找平。（2）第一節(jié)鋼柱安裝完成后，及時(shí)校正鋼柱平面位置及垂直度和標(biāo)高，調(diào)整完成后用鋼板把柱底墊牢固，底板上面安裝壓板裝上螺母，拉上不少于3根纜風(fēng)繩。（3）安裝第二節(jié)鋼柱，用連接耳板與第一節(jié)柱連接，調(diào)整垂直度，來纜風(fēng)繩，保證鋼柱穩(wěn)定，然后焊接對接焊縫。委托第三方檢測，焊縫檢查合格后，采用同樣方法一次安裝上節(jié)鋼柱，直到完成全部鋼柱的安裝。（4）施工過程中要求將鋼柱柱身平面坐標(biāo)中心線與基礎(chǔ)平面坐標(biāo)中心線對準(zhǔn)，且必須將其偏差控制在不大于5mm的范圍之內(nèi)。為了確保柱身長度中心線的鉛垂度，用經(jīng)緯儀測垂直度時(shí)應(yīng)該在90°方向上測量，保證所有偏差均在規(guī)范要求范圍內(nèi)。（5）測量各柱中心線間的距離時(shí)，應(yīng)該將其定位中心線的偏差控制在不大于5mm的范圍之內(nèi)。（6）穩(wěn)固的操作平臺主要在鋼柱空中對接搭設(shè)，當(dāng)上下節(jié)對口時(shí)，緣板、翼板應(yīng)該無錯(cuò)位現(xiàn)象，且在用水準(zhǔn)儀測量各平臺標(biāo)高線在同一平面上時(shí)，應(yīng)以每層平臺標(biāo)高為基準(zhǔn)，而經(jīng)緯儀主要用于垂直度的測量與找正。（7）鋼柱對接焊縫時(shí)，由兩人對稱焊，先打底，請跟后，再依次對稱焊接，通知?jiǎng)討B(tài)觀察測量鋼柱垂直度，有偏差時(shí)及時(shí)在焊接過程中調(diào)整，保證鋼柱垂直度偏差在規(guī)范要求內(nèi)。（8）高空焊接如果風(fēng)太大則影響焊接質(zhì)量，必須在焊接位置搭設(shè)焊接平臺和防風(fēng)棚，才能保證工人安全和焊接質(zhì)量。

6.在鋼梁及平臺安裝過程中需要注意的事項(xiàng)有：（1）為了加快施工進(jìn)度，鋼梁采用串吊，一次吊裝安裝3層鋼梁，提高工作效率。（2）為了保證高空作業(yè)安全，在安裝完成的鋼柱上全部拉上安全繩，下面拉上防護(hù)平網(wǎng)，外立面張拉立網(wǎng)，保證工人安全，同時(shí)也提高工人工作效率。（3）鋼梁安裝完成后校核鋼柱垂直度，然后安裝高強(qiáng)螺栓，高強(qiáng)螺栓終擰后，進(jìn)行鋼梁焊接，焊接過程中動態(tài)跟蹤對鋼柱變形的影響，一旦發(fā)現(xiàn)超過規(guī)范要的偏差及時(shí)調(diào)整，保證整個(gè)框架結(jié)構(gòu)的安裝精度滿足相應(yīng)規(guī)范。

7.高強(qiáng)螺栓安裝，鋼梁之間的連接、鋼梁與鋼柱之間的連接設(shè)計(jì)為高強(qiáng)螺栓連接，具體安裝過程有以下幾個(gè)步驟：（1）高強(qiáng)度螺栓進(jìn)場檢驗(yàn)、保管。在接受由制造廠按批配套供貨時(shí)必須要確保出廠質(zhì)量保證書的完整。在運(yùn)輸、保管過程中，輕裝、輕卸可以防止損傷螺紋。在保管高強(qiáng)度螺栓連接副時(shí)，應(yīng)該按包裝箱上注明的批號、規(guī)格分類放于室內(nèi)，同時(shí)堆放不宜過高，防止生銹和沾染臟物。連接副在安裝使用前嚴(yán)禁開箱。（2）高強(qiáng)螺栓的規(guī)格型號必須符合相關(guān)規(guī)范，高強(qiáng)螺栓必須經(jīng)試驗(yàn)確定扭矩系數(shù)或復(fù)驗(yàn)螺栓拉力，抽檢合格后才能使用。工地安裝過程中，當(dāng)天安裝剩余的的高強(qiáng)度螺栓必須妥善保管，在安裝過程中，螺紋不得碰傷，沾染油污，防止扭轉(zhuǎn)系數(shù)變化導(dǎo)致高強(qiáng)螺栓安裝不合格，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，引發(fā)質(zhì)量安全事故。（3）高強(qiáng)度螺栓緊固程序和施工工藝時(shí)要注意的問題：安裝高強(qiáng)度螺栓時(shí)，螺栓應(yīng)自由穿入孔內(nèi)，不得強(qiáng)行敲打，不能氣割擴(kuò)孔。穿入方向要一致，同時(shí)臨時(shí)安裝螺栓不能用高強(qiáng)度螺栓來代替。安裝高強(qiáng)度螺栓時(shí)，必須按一定順序施擰，由螺栓群中央順序向外擰緊，并在當(dāng)天終擰完畢。（4）在進(jìn)行高強(qiáng)螺栓安裝時(shí)，應(yīng)該把摩擦面上的鐵屑、浮銹等污物完全清除，保證鋼板接觸面的接觸面積，滿足連接摩擦力，保證結(jié)構(gòu)連接安全可靠。

三、高層鋼結(jié)構(gòu)加工制作安裝經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

通過本工程的施工，我們在加工、安裝等方面總結(jié)大量經(jīng)驗(yàn)，編制了專門的施工工藝，方案先行，嚴(yán)格按照施工方案和工藝操作，保證工程質(zhì)量，為以后高層和超高層鋼結(jié)構(gòu)的施工打下良好基礎(chǔ)。

結(jié)語

由于超高層建筑的高度和跨度決定了一個(gè)國家建筑業(yè)的發(fā)展水平，所以近年來，我國已經(jīng)逐漸參與到超高層建筑高度的競爭中。就目前的情況來看，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在超高層建筑中的應(yīng)用比例為70%～80%，是一個(gè)比較高的比例，而我國未來建筑行業(yè)的發(fā)展方向是由輕型鋼結(jié)構(gòu)、大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)、高層重型鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用來決定的。

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