超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)加工與安裝技術(shù)研究

魏道國(guó)++周柏先

【摘 要】本文從超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)入手，從預(yù)埋件的安裝施工和鋼柱安裝兩個(gè)角度出發(fā)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)展開(kāi)了探討，并從箱形柱焊接、H型鋼梁焊接和焊接防變形措施三個(gè)層面入手，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)連接施工技術(shù)展開(kāi)了探討，希望對(duì)提升我國(guó)超高層建筑工程質(zhì)量以及我國(guó)建筑領(lǐng)域的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展奠定一定理論基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】超高層建筑 鋼結(jié)構(gòu)加工 安裝技術(shù)

近年來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步，人們生活質(zhì)量有所提升，對(duì)日常居住及工作環(huán)境的要求也越來(lái)越高，超高層建筑的產(chǎn)生，不僅能夠滿足人們?cè)絹?lái)越高的建筑使用需求，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)土地資源的有效節(jié)約，對(duì)于促進(jìn)人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步發(fā)揮了不容忽視的重要功能。鋼結(jié)構(gòu)施工是超高層建筑構(gòu)建過(guò)程中的關(guān)鍵施工方法，能夠有效提升工程質(zhì)量，并完善建筑功能，在這種情況下，積極加強(qiáng)超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)加工與安裝技術(shù)研究具有重要意義。

1 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

同西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的超高層建筑的建設(shè)起步相對(duì)較晚，國(guó)外超高層建筑中對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也已經(jīng)擁有上百年的歷史了，現(xiàn)階段，歐美國(guó)家所有建筑中，65%以上的建筑都屬于鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑。

二十一世紀(jì)初，我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)迅速壯大，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)，據(jù)有效數(shù)據(jù)顯示，截止于2015年，我國(guó)共擁有超過(guò)3500萬(wàn)噸的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量。然而，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的技術(shù)水平卻始終相對(duì)較低[1]。同傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，我國(guó)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的了解和應(yīng)用還不夠深入和熟練，從建筑領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展角度來(lái)看，我國(guó)現(xiàn)階段必須加大對(duì)超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)體系的研究力度，并逐漸構(gòu)建健全的鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化體系。

現(xiàn)階段，我國(guó)在超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的研究和構(gòu)建中，并沒(méi)有有效建立各種新建筑材料和新技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法達(dá)到國(guó)際建筑水平，制度和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的不健全，一定程度上制約了我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)步。

針對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)中鋼種類(lèi)過(guò)少和較大的設(shè)計(jì)參數(shù)相差等缺陷，我國(guó)在未來(lái)的發(fā)展中，必須努力構(gòu)建健全的鋼材規(guī)格規(guī)格，并完善配套設(shè)施，提升鋼材的利用率；加大對(duì)不銹鋼、耐火鋼以及耐大氣腐燭鋼等特效鋼材的利用率，并加大對(duì)這些鋼材實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的研究力度，努力完善超厚鋼板加工工藝，為我國(guó)建筑領(lǐng)域以及相關(guān)領(lǐng)域的全面發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)[2]。

2 鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)

以下從預(yù)埋件的安裝施工和鋼柱安裝兩個(gè)角度出發(fā)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)展開(kāi)了探討

2.1 預(yù)埋件的安裝施工

第一，埋設(shè)精度在鋼柱基礎(chǔ)地腳錨栓中，會(huì)對(duì)安裝鋼柱過(guò)程中的進(jìn)度以及質(zhì)量造成直接而關(guān)鍵的影響，因此在吊裝鋼柱以前，應(yīng)首先對(duì)預(yù)埋錨栓的軸線加以處理，詳細(xì)核查伸出長(zhǎng)度在錨栓以及標(biāo)高中是否一致，并核查無(wú)誤后進(jìn)行驗(yàn)收，才能夠展開(kāi)接下來(lái)的施工。

第二，如果地腳錨栓發(fā)生了彎曲變形，應(yīng)及時(shí)展開(kāi)校正處理；有效清理螺紋，及時(shí)修復(fù)發(fā)生損傷的螺牙，同時(shí)有效的保護(hù)錨栓，此處的錨栓已經(jīng)被埋設(shè)好。

第三，科學(xué)布設(shè)標(biāo)高墊塊。柱底板于地腳螺栓相近，應(yīng)將其放置于勁肋之下，在澆灌砼以前，固定墊塊的過(guò)程中，需要采用焊接措施[3]。

第四，對(duì)墊塊組疊合的方式進(jìn)行應(yīng)用，在兩次操作的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的調(diào)整標(biāo)高。一方面，在鋼柱底均勻的布置四組墊塊，此時(shí)能夠完成初步調(diào)整標(biāo)高的施工；當(dāng)鋼柱到達(dá)制定位置以后，應(yīng)再次對(duì)其進(jìn)行精度調(diào)整。在確保其位置滿足施工需求以后，才能夠?qū)ζ渌膲|塊進(jìn)行加設(shè)。

第五，振搗的具體措施、澆筑混凝土過(guò)程中的具體方向等因素，會(huì)對(duì)錨栓的水平偏差產(chǎn)生直接的影響。分層澆筑應(yīng)被應(yīng)用于澆筑混凝土的施工中，有效應(yīng)用該措施，能夠在促進(jìn)混凝土流動(dòng)現(xiàn)象減少的基礎(chǔ)上，預(yù)防偏移現(xiàn)象產(chǎn)生于錨栓中，同時(shí)，實(shí)際施工中，必須對(duì)錨栓展開(kāi)進(jìn)行的測(cè)量并進(jìn)行調(diào)整。在預(yù)防跑位現(xiàn)象產(chǎn)生于完成安裝的錨栓中時(shí)，在振搗混凝土的過(guò)程中，鋼筋上不可以同振搗器進(jìn)行直接接觸。

2.2 鋼柱安裝

柱子的垂直度、標(biāo)高的有效控制，是提升鋼柱安裝質(zhì)量的關(guān)鍵。在將第一節(jié)鋼柱吊起之后，通常情況下，32cm至38cm的距離將產(chǎn)生于柱腳和地腳螺栓之間，此時(shí)應(yīng)扶正柱角，確保精確的對(duì)準(zhǔn)現(xiàn)象產(chǎn)生于柱角安裝孔和螺栓之間。在完成落位以后，應(yīng)對(duì)垂直度偏差進(jìn)行充分的檢測(cè)，如果在實(shí)際施工中產(chǎn)生了20mm以內(nèi)的誤差，必須及時(shí)的擰緊螺栓。精確度在螺母中的控制，應(yīng)以調(diào)整地腳螺栓的措施為基礎(chǔ)，此時(shí)地腳螺栓位于板下。在展開(kāi)鋼柱垂直度檢測(cè)的過(guò)程中，需要對(duì)經(jīng)緯儀進(jìn)行充分的應(yīng)用，如果這一過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了誤差的存在，在對(duì)其進(jìn)行及時(shí)調(diào)整的過(guò)程中，應(yīng)使用千斤頂[4]。在對(duì)標(biāo)高進(jìn)行校正的過(guò)程中，需要首先將底座向上抬起，此時(shí)需要應(yīng)用千斤頂，并根據(jù)實(shí)際施工狀態(tài)，對(duì)墊板的厚度進(jìn)行充分的調(diào)整，接下來(lái)擰緊地腳螺栓。在準(zhǔn)確的進(jìn)行核對(duì)以后，固定柱腳底板的工作需要對(duì)細(xì)石混凝土澆筑法進(jìn)行應(yīng)用。接下來(lái)，使用定位鋼板，并在鋼柱的定位軸線確定過(guò)程中，以地腳螺栓的方位作為重要依據(jù)。

在對(duì)第二節(jié)柱子進(jìn)行安裝的過(guò)程中，其具體施工操作方法同第一節(jié)柱子基本相同，在連接上下柱的過(guò)程中，需要在連接耳板位置對(duì)調(diào)節(jié)絲杠進(jìn)行應(yīng)用。并且，在對(duì)鋼柱的高度、垂直度等進(jìn)行調(diào)整的過(guò)程中，也需要對(duì)調(diào)節(jié)絲杠進(jìn)行應(yīng)用，同時(shí)確保焊接縫在兩節(jié)鋼柱中能夠符合工程需求，從而對(duì)樓層的標(biāo)高進(jìn)行有效控制。

3 鋼結(jié)構(gòu)連接施工技術(shù)

3.1 箱形柱焊接

兩個(gè)柱面板在箱型柱中形成對(duì)稱的狀態(tài)，在實(shí)際進(jìn)行對(duì)稱施焊的過(guò)程中，要求兩名燥工在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行操作。首先，在一側(cè)的無(wú)連接板中，焊至1/3板厚，連接板位于柱間，應(yīng)將其割去，與此同時(shí)，在施焊的過(guò)程中，應(yīng)換側(cè)進(jìn)行，確保施焊的對(duì)稱性至關(guān)重要；其次，展開(kāi)施焊施工。施焊中應(yīng)在另一側(cè)展開(kāi)，兩名燥工應(yīng)進(jìn)行分別操作，在不斷的輪換中，將整個(gè)接頭焊完。這種同時(shí)展開(kāi)的施焊操作，不僅提升了施工的便捷性，同時(shí)能夠?qū)︿撝爆F(xiàn)象進(jìn)行有效的控制。如果施工中發(fā)現(xiàn)擁有較大的焊縫間隙差，應(yīng)首先對(duì)焊縫進(jìn)行焊接，牢固焊接相對(duì)邊點(diǎn)，接下來(lái)根據(jù)以上施工順序展開(kāi)焊接施工。

3.2 H型鋼梁焊接

在焊接H型鋼梁的過(guò)程中，應(yīng)首先對(duì)下翼板進(jìn)行焊接，接下來(lái)才能夠?qū)ι弦戆暹M(jìn)行焊接。在同一個(gè)鋼柱中，相連的鋼梁一端是焊接的起點(diǎn)，焊縫焊接后，會(huì)擁有較高的溫度，必須等待其冷卻后，才能夠?qū)α硪欢说匿摿赫归_(kāi)焊接。不可以同時(shí)焊接同一鋼梁的兩端，在焊接的過(guò)程中，一致的順序應(yīng)當(dāng)存在于鋼梁的兩端。

3.3 焊接防變形措施

在焊接的過(guò)程中，焊接方式的選擇應(yīng)以線能量為依據(jù)，線能量輸出越小越好，CO2氣體保護(hù)焊的應(yīng)用范圍較廣，但是不可以在仰焊中進(jìn)行應(yīng)用，其余位置都可以對(duì)這一焊接方法進(jìn)行應(yīng)用。

針對(duì)H型鋼焊接來(lái)講，如果鋼柱拼裝施工，需要在地面進(jìn)行焊接，那么首先應(yīng)對(duì)翼緣板進(jìn)行焊接處理，接下來(lái)才可以對(duì)焊腹板進(jìn)行焊接，值得注意的是，對(duì)稱焊接應(yīng)在兩翼緣板焊接中體現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)，高層及智能建筑不斷增加，施工難度不斷加大，為了提升施工質(zhì)量，鋼結(jié)構(gòu)施工作為一項(xiàng)重要的施工方法，其重要性凸現(xiàn)出來(lái)。事實(shí)上高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)擁有上百年的發(fā)展歷史了，而我國(guó)的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工起步相對(duì)較晚，在這種情況下，本文對(duì)超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)以及具體的鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)和鋼結(jié)構(gòu)連接施工技術(shù)進(jìn)行了分析，希望對(duì)我國(guó)建筑領(lǐng)域以及技術(shù)領(lǐng)域的全面發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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