鋼結構在高層建筑施工中的應用技術研究

摘 要：高層建筑鋼結構體系是一項多樣化和復雜系統工程，必須慎之又慎，在施工前必須制定周密，詳細的施工組織方案和施工計劃。同時，還應注意安全施工，本文就針對這些問題進行了探討。

關鍵詞：高層建筑；鋼結構施工；技術；安全措施

一 高層建筑的鋼結構安裝

（1）流水段劃分

由于高層建筑的鋼結構劃分為若干個節，一般以鋼柱的分段作為節的劃分依據。在進行吊裝時，除須保證單節框架本身的剛度外，還須保證自升式塔式起重機在爬升過程中的框架穩定，因此立面施工流水劃分必須注意：1）塔式起重機的起重性能（起重量、起重半徑、起吊高度）應滿足流水段內的最重物件的吊裝要求。2）塔式起重機爬升高度能滿足下一節流水段的構件起吊高度。3）每一節流水段內柱的長度應能滿足構件制造廠的制作條件和運輸堆放條件。

（2）每節流水段內標準節框架和特殊節框架的施工

1）標準節框架的施工超高層鋼結構框架，在總體上可劃分為節框架（一般以3～4層為一節），在這些節框架中，存在著多數節框架具有結構類型大致相同的情況，把這類節框架歸納為標準節框架。只要抓住標準節框架的施工， 也就基本上取得了超高層鋼結構框架施工的主動權。2）特殊節框架的施工特殊節框架，是指不同于標準節的框架。如底層大廳（裙房網架）、結構的水平加強桁架層、屋頂花園層等。由于其建筑和結構上的要求特殊，施工有其不同的要求，為此應制定特殊構件吊裝的施工技術方案， 方能全面完成超高層鋼結構框架的安裝。底層大廳（裙房網架），此類網架結構跨度較大，同時位于高層建筑的內部或旁邊，施工條件較差，一般采用“地面拼裝，整體提升”、“搭設平臺，高空散裝”等施工方法。結構的水平加強桁架層，桁架結構重量重，一般情況下塔吊無法整體吊裝，常采取“分段吊”、“整體提升”、“散裝法”等還有如屋頂花園層等，此類結構較輕，一般就直接采用塔吊進行散裝法。

（3）鋼柱的安裝方法

1）鋼柱安裝前應對F 一節柱的標高與軸線進行復驗，發現誤差超出規范的，應立即修正。2）安裝前，應在地面把鋼爬梯等裝在鋼柱上，供登高作業用。3）鋼柱工廠加工時應按要求在柱兩端設置臨時固定用的連接耳板，上節鋼柱對準下節鋼柱柱頂中心線后，即用螺栓與連接板做臨時固定。待鋼柱對接（指電焊）完成，且驗收合格后，再將耳板割除。4）鋼柱一般采用兩點就位，一點起吊。

（4）鋼梁與鋼桁架的安裝方法

1）安裝前必須對鋼柱上的連接件或混凝土核芯筒壁上的埋件進行預檢。預檢內容：對連接件檢查平整度、磨擦面、螺栓孔；對埋件檢查位置、平整度、清潔度。2）起吊前，在梁面裝好扶手桿和扶手繩或扶手管，特別是主梁與主桁架一定要裝，對次梁或小梁可以根據需要安裝，扶手高1m，沿梁長通長設置，供高空作業人員做通道用。3）鋼梁、鋼桁架安裝一般采用兩點吊。4）鋼梁、鋼桁架吊裝方法一般有捆扎法、工具式吊具法、在梁上設鋼吊耳法。

（5）鋼結構的安裝要求

1）多為組合體的形式：①組合體的連接形式復雜、多樣，連接要求高。②不同的建筑中特殊鋼結構一般不會相同或相似，因此其安裝不可能有一個統一的或相對固定的安裝模式與工藝。這就體現了它在超高層鋼結構安裝施工中的難度。在很大程度上，它左右了吊裝主機的選擇與布局，以及施工的總體流程。③轉換柱、轉換桁架類安裝方法。此類結構非常重，同時又大多處于建筑的中部，一般多采用散裝法、提升法、吊裝法等，如上海某超高層建筑設了3 道大型桁架（跨度達43m），每榀桁架最重約為120t。第1 道桁架的安裝工藝：選用兩臺M440D 動臂式的塔機，將43in 的大桁架分為3 段，采用分段安裝的方法，先將重約30t 左右的桁架兩端頭安裝就位，中間一段采用雙機（兩臺M440D）抬吊，重量控制在55t 以內，對于第二三道桁架則利用原結構做支承平臺，采用順作散裝法安裝。④外伸桁架、天橋類的安裝工藝。在超高層建筑間常設置鋼天橋類結構，此類結構重量重，大型吊機也無法靠近吊裝，一般此類結構常采用“地面拼裝，整體提升” 的施工工藝。提升設備常選用鋼索式液壓提升裝置，對長距離、大噸位結構的提升，采用這套設備與工藝是非常理想的，具有安全性、可操作性以及精度高的特點。⑤鋼結構的測量與校正：1）校正的基本順序。超高層鋼結構建筑的校正是按流水段進行的， 而流水段又是按柱子的分段劃分的。一般一個流水段（或稱一節柱）為3層，高l2m 左右。校正是在一個流水段安裝完成后進行的。而下一個流水段的開吊，又必須以前一個流水段校正結束為前提。幾個流水段施工完成后，可安排階段性驗收，最后進行施工總驗收。

（6）校正的方法要求

1）底層鋼柱的標高調整技術：第一節鋼柱是安裝在混凝土基礎上的，鋼柱安裝前先在每根地腳螺栓上擰上螺母， 螺母的面標高應為鋼柱底板的底標高，然后將鋼柱或鋼柱底板安裝就位，再復測底板或鋼柱的平整度與垂直度，如有誤差，可用扳手微調底板下的螺母，直到符合要求為止。然后擰上底板面上的螺母，鋼柱臨時固定完成。另一種方法是設置標高墊塊調整的方法。2）柱頂標高的調整技術：柱頂的標高誤差主要產生原因有：①鋼柱制作誤差，長度方向每節柱規范允許±3mm；② 吊裝后垂直度偏差造成；③鋼柱電焊對接造成焊接收縮；④鋼柱與混凝土結構的壓縮變形；⑤基礎的沉降；每安裝一節鋼柱后，應對柱頂做一次標高實測，根據實測標高的偏差值來確定調整與否。標高偏差值小于等于5mm，只記錄不調整，超過5mm 需進行調整。調整的方法：如果標高高了，必須在后節柱上截去相應的誤差長度；如果標高低了，須采用填塞相應厚度的鋼板，鋼板必須與原鋼柱同種材質。垂直度校正采用兩種方法：用激光經緯儀校正；用高精度的經緯儀校正。

（7）安全措施

水平通道設施。經常采用工具式腳手通道、鋼管腳手通道、裝配式通道板、扶手繩等形式。扶手繩是在無安全通道的情況下，采用在距鋼梁一定高度的鋼柱表面焊接連接件， 使用鋼絲繩或尼綸繩穿過，形成扶手繩。施工人員在鋼梁上行走時可用于安全帶固定與扶繩緩行，確保安全。接柱操作平臺。鋼柱之間的連接基本采用焊接緊固的方法。必須設置操作平臺供焊工使用。一般采用工具式平臺或用鋼管腳手搭設平臺。在吊裝前固定柱上，隨柱一起吊裝。