實例分析高層建筑鋼結構的施工技術

摘要:對高層建筑鋼結構的施工特點作了簡要介紹，并結合工程實例，探討了鋼結構工程施工的關鍵技術

關鍵詞:高層建筑;鋼結構;施工

中圖分類號:TU

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)21-0371-02

隨著經濟的迅速發展，大型建筑越來越多，鋼結構以其大跨、輕型、重載、高聳、結構性能好、整體性強、抗震性佳、造價低、施工速度快，環保等諸多優點，在建筑業被越來越廣泛的重視和應用。但是鋼結構工程構件制作精度要求很高，而且安裝時易受自然條件影響，手工作業較多、允許偏差較小致使施工難度較大，稍有不慎，在施工中就很容易發生工程事故，不僅影響了工程進度，而且給施工企業造成較大的經濟損失。因此，采取相應的措施對鋼結構工程的施工質量進行嚴格的管理與控制，提高工程質量，是十分必要的，更是非常重要的。

1 高層建筑鋼結構的施工特點

1.1 主要優勢

(1)施工周期短。用于施工的鋼結構構件可以廠制作，在現場安裝。在安裝時，不需搭設大量的腳手架，同時采用壓型鋼板可作為混凝土樓板的永久性模板，無需另行支設模板，而且混凝土的施工可與鋼結構安裝交叉進行，可以大大縮短施工周期;

(2)空間大。由于鋼材的抗壓、抗側彎強度均為混凝土的1.5倍，因此在相同強度的條件下可以縮小截面從而增大了有效空間;

(3)可循環利用。鋼結構建筑物的施工材料可以實現鋼材再生利用，同其它結構建筑物相比減少了大量的建筑垃圾。

1.2 存在的主要缺點

(1)耐火性差。鋼結構在火災的情況下，鋼材的導熱系數遠大于鋼筋混凝土的導熱系數，其耐火性能遠差于混凝土結構，鋼材的屈服強度和彈性模量隨溫度上升而急劇下降。當結構溫度達到350℃及500℃時，其強度可分別下降30%-50%。當溫度達到600℃時，鋼結構基本喪失了其全部的剛度和強度，以致結構完全喪失承載能力，變形急劇增大，導致結構倒塌。因此，在鋼結構建筑設計中結構抗火被視為重要一環。

(2)耐腐蝕性差。由于鋼材表面的鐵原子與空氣中的氧化合生成氧化鐵銹，銹蝕能夠引起應力集中，危害鋼結構的使用安全，使鋼結構提前破壞，因此對鋼結構進行有效的防腐才能確保其使用年限。

2 鋼結構施工技術的應用

2.1 工程概況

某建筑，地上30層，地下2層，總建筑面積65012m2，由塔樓、配樓、連廊3部分組成。總檐高128m，為全鋼結構。工程吊裝任務重，鋼構件總量達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10Omm，焊接難度大。

2.2 工藝流程

構件驗收→吊裝→高強螺栓→焊接及其檢測→壓型鋼板與栓釘。

2.3 施工準備

(1)工程開工前，項目監理機構要組織監理人員熟悉工程圖紙與項目有關的工藝技術條件、規范標準，充分領會設計意圖，了解施工方案中的重點和難點，從而有針對性地制定質量控制措施。

(2)組織施工單位專業技術人員對圖紙進行會審，認真檢查施工圖紙中的“漏、缺、錯”等問題，力爭把問題解決在施工之前，減少因圖紙問題對工程質量、進度的影響。同時做好設計圖的交底工作。對吊裝設備、剪力撐設置等施工方案應繪制施工詳圖，交由專家進行論證，審核合格后方可予以施工。

(3)檢查施工人員的技術資質與條件是否符合要求，并制定相關的管理制度和辦法，明確各級職員的質量管理職責，且嚴格執行有關的規程，以規范施工人員的行為。

(4)確保原材料(如:鋼柱、鋼梁、地腳螺栓、高強螺栓、抗剪栓釘、焊條等)的廠家、品種、標號、規格、等級符合施工規范。

(5)對鋼結構制作和安裝單位的企業資質、生產規模、機械設備情況、技術人員數量、資格證、職稱及履歷，和業績情況等級，都需要做詳細的考察與選擇，嚴格審核鋼結構配件制作階段各工序、各分項的質量標準、技術要求、工藝流程、工藝措施、關鍵零件的加工方法等各項制作工藝內容，確保鋼結構建筑的工程質量。

2.4 塔吊的選擇、布置及裝拆

塔吊是超高層鋼結構工程施工的核心設備，其選擇與布置要根據建筑物的布置、現場條件及鋼結構的重量等因素綜合考慮，并保證裝拆的安全、方便、可靠。在塔吊的選擇上應優先考慮內爬式塔吊，因為鋼結構建筑采用內爬式塔吊不需要對樓層進行加固，并且在起重機布設位置上有較大的自由度。另一方面，采用內爬式塔吊進行鋼結構高層建筑吊裝施工，對塔吊起重能力和幅度要求不像采用附著式塔吊那樣苛刻。另外，采用附著塔吊的造價要遠高于同類型起重能力稍小的內爬式塔吊。

由于本工程設計高度為128m，采用附著式塔吊的塔身高度約158m(其中考慮鋼結構3層柱12m，吊索4-6m，吊鉤滑輪及小車全高4m，安全操作距離2m等)，加上地下部分高度共168m，而采用內爬式塔吊的塔身約為35-45m。因此，從經濟上考慮，為節約成本，本工程優先選用內爬式塔吊進行鋼結構超高層建筑的施工。

2.5 吊裝

吊裝是鋼結構施工的重要工序，吊裝的速度與質量對整個工程起著舉足輕重的作用。鋼結構吊裝前應根據結構平面和立面形狀、結構形式、塔吊的個數和位置、現場施工條件等因素確定吊裝分區與吊裝順序。考慮到本工程劃分為東、西兩個作業區，因此吊裝從中間的一個單元開始，先組裝成一個穩定的剛度柱網單元，先吊柱后吊梁，一個柱網單元吊裝并臨時固定后，再在其左右或前后吊裝兩個單元，待3個單元構件全部吊裝完成后，進行全面的精確校正。另外，本工程豎向吊裝的順序為::先安4根鋼柱→下層框架梁→測量校正→螺栓初擰→中層框架梁→上層框架梁→測量校正→螺栓初擰→測量校正→終擰高強螺栓→焊接→焊縫檢測→散鋪上層壓型鋼板與栓釘焊接一下、中層壓型鋼板散鋪與栓釘焊接→下、中、上層鋼梯、平臺吊裝→樓蓋鋼筋混凝土樓板施工。

2.6 焊接

高層鋼結構具有工期緊、結構復雜、工程量大、質量要求高的特點，而焊接作為鋼結構施工的重要工序，其焊接順序與工藝參數的選擇與施焊水平對工程的“安全、優質、高速”的完成影響重大。因此，在鋼結構焊接前，要認真檢查焊條的合格證，并按說明書上的要求進行使用。對于鋼結構焊接要做到:焊縫表面不得有裂紋、焊瘤;一級焊縫不得有咬邊、未滿焊等缺陷;一、二級焊縫不能有氣孔、夾渣、弧坑裂紋。另外，焊縫要按要求進行無損檢測，在規定的焊縫及部位要檢查焊工的鋼印，不合格的焊縫則需在定出修改工藝后再做處理，同一部位的焊縫返修次數不宜超過2次。在對鋼結構進行涂刷工作時，則需要做到涂刷的構件表面不得有毛刺、焊渣、水、油污等異物，涂刷遍數和厚度應符合設計要求。

2.7 安全措施

安全措施是鋼結構施工中的重要環節，超高層鋼結構施工的特點是高空、懸空作業點多。針對超高層鋼結構施工的特點，因此，需要做好如下安全措施:

(1)設立管理組織體系，委派專人負責工程項目及有關安全防火工作，專人了解各工種的安全操作規程，設立各級安全生產崗位責任和定期安全檢查制度。施工前加強對施工人員的安全教育，堅持日安全巡視制度。

(2)施工人員進入施工現場，必須佩戴安全帽，高空作業要有安全帶。冬季構件表面結霜，在構件上行走應系好安全帶，穿防滑鞋。拆除的臨時螺栓、手頭工具應拿穩當或裝人工具袋，嚴禁隨意亂扔。穿著防護用品，如電焊手套、護目面罩、絕緣膠鞋。吊裝前檢查起重設備、吊具是否符合安全要求，否則不得使用。吊裝現場地面平整堅實，松軟的土層要務實或加墊木以保證吊裝機器穩定作業。

(3)在吊柱子時外墻設安全網，吊框架梁時架設臨時活動式走道，并隨框架吊裝逐層升高;擰高強螺栓時在梁端掛設吊籃，焊接時搭設操作平臺，另外做到及時鋪設樓層壓型板以確保施工安全。

3 結語

總之，在鋼結構房屋建筑的施工過程中，我們應嚴格執行施工圖紙及現行規范，合理制定施工工藝，才能保證鋼結構建筑的施工質量，達到預期控制目標，從而給人們提供更加安全可靠的居住環境。

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