高層建筑鋼結構施工的關鍵技術和措施探討

【摘要】在我國城市現代化發展的進程中，高層建筑的數量增多，其所需的建筑材料的要求也隨之變高。鋼結構具有強度高、自重輕、結構抗震性能好、施工周期短、建筑造型美觀等優點，它已經成為高層建筑的主要結構形式，在我國現代城市的建筑發展中發揮著重要的作用。本文深入探討高層建筑鋼結構施工的關鍵技術和措施，這既符合建筑行業發展的要求，也具有十分重要的現實意義。

【關鍵詞】高層建筑 鋼結構施工 關鍵技術 措施

一、引言

改革開放以來，特別是進入21世紀后，我國的經濟發展迅速。現代城市的建筑也逐漸趨于高層化，而鋼結構憑借其強度高、施工周期短、可循環再利用等優勢在高層建筑中得到了廣泛的應用。然而鋼結構也有耐腐蝕性差、耐火性差的缺點，因此，在鋼結構施工的過程中采用相關關鍵技術、精心組織施工，克服其缺點，保證施工質量是至關重要的。下面就對鋼結構施工的關鍵技術和措施進行相關的分析和探討，從而有助于確保高層建筑鋼結構的施工質量。

二、鋼結構施工概述

一般高層鋼結構應用在城市繁華地帶的建筑項目，在標準層設計應用中的投影建筑面積較小，而且經常遇到立體交叉作業的情況，這就導致工序協調復雜、場地小，施工相對受到限制，施工進度受到影響。另外，影響施工的自然因素也很多，惡劣天氣等自然條件的劇變也會影響到工程的質量。因此，應采取相關技術和措施來盡量避免上述情況的發生。

首先應該綜合對技術、經濟、環境各方面的因素進行考慮，對所施工的結構對象要有充分的了解。這是因為，對于結構本身的準確理解以及對環境、自身資源的充分認識是確定施工總體技術路線的前提。而要制定充分利用時間、空間和自身資源的技術路線，應考慮到結構的組成和荷載傳遞途徑，施工場地和周邊的環境以及施工單位的資源配置和技術能力等幾個方面。

通常來講，高層建筑鋼結構施工的大致施工工藝流程為：構件驗收→吊裝→高度螺栓→焊接和檢驗→壓型鋼板和栓釘。鋼結構施工的所有步驟都是綜合性很強的工作，應綜合考慮各方面的因素，充分體現企業施工的綜合資源和技術水平。下面就對其中的關鍵技術和措施進行探討。

三、鋼結構施工關鍵技術和措施

1、機械設備的選擇、布置和裝拆

鋼結構施工設備的選擇與布置是確保施工質量的基礎。其中塔吊是整個工程建設的核心設備，因此應對施工現場建筑物的位置、環境、條件以及鋼結構自身等進行綜合考慮，來進行塔吊的選擇和布置。另外，還需考慮到未來塔吊拆裝的安全、可靠和便捷。現在普遍采用的塔吊是內爬式塔吊，因為它不需要對樓層進行加固處理，這樣在起重機位置的布設方面有較大的范圍可自由選擇。

2、吊裝

吊裝是高層建筑鋼結構施工中最重要的工作，其施工的速度和質量直接影響著整個工程的施工進度和質量。

在鋼結構吊裝前，應該從工程的平面和立面兩個層次進行考慮，根據結構的形式、塔吊的個數和位置、現場施工條件等因素確定吊裝的分區與順序。

在鋼結構吊裝時，應遵循兩個原則，一是平面內的吊裝應該從中心核心筒開始，然后向四周不斷擴散。即從工程平面的一個中心單元開始，先對一個剛度柱網單元進行組裝，順序是先吊柱后吊梁，當這一柱網單元完成吊裝和固定后，再在其左右或前后進行另外兩個單元的吊裝，當這三個單元全部組裝完成后，最后進行較為全面和精準的校正。二是要注意豎向立體吊裝順序（以一柱三層為例）。首先安裝四根鋼柱→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→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。

3、測量技術

高層建筑的水平標高較高，通視條件差，這都使得測量的時候難度較大。所以，需要采用先進的測量儀器和測量技術，才能保證測量的精準性。在進行測量之前，應對測量的位置與基準點、基準線等進行合理的布置，正確選擇測量方式和高程傳遞數值路線；在測量時，合理應用施工測量的儀器和設備以實現測量放線目標。目前比較先進的方法是雙重控制網，其利用定位系統測設周邊建筑物的屋面基準點，利用高精度全站儀等測量手段，實現有效準確的測量。

4、焊接技術

鋼結構構件的制作是確保施工質量的前提和基礎，而高層建筑鋼結構的組成構件都是利用焊接技術進行連接的，焊接作業多在高空，再加上氣候的影響，很難控制和保證施工的質量和安全。因此在焊接過程中要注意很多方面的問題。

首先，在焊接的順序上，在平面內應從建筑平面中心向四周擴散，采取對稱結構和節點的全方位對稱的順序焊接；在豎向上采用上層框架梁、壓型鋼板支托、下層框架梁、玉型鋼板支托、焊接檢驗的順序焊接。柱與柱焊接要由兩人從兩面相對并且等溫、等速對稱焊接；柱與梁節頭的焊接先對H型鋼下翼緣板施焊，然后再焊接上翼緣板。

其次，在焊接的工藝上，為了減少因焊接熱量而產生的結構變形，確保鋼結構構件的幾何精度，鋼結構焊接大多采用小線能量的二氧化碳氣體保護焊。對于箱形或工型桿件采用埋弧自動焊工藝，可以提高焊接效率。另外由于焊接過程中出產出大量的熱，可能會造成鋼結構構件發生收縮變形，除了可以采用熱和機械方式進行矯正外，還可以在制造工藝上采用變形工藝、強制約束工藝和控制焊接順序、方向等手段減少焊接的變形。

最后，在焊接的質量上，不能出現焊縫、焊瘤等現象，以保證鋼結構的質量。因此在鋼結構施焊前，應對焊條進行檢查，保證焊接過程中使用的焊條都是按仿單和操作規程的。焊縫表面不得有裂紋、焊瘤，一、二級焊縫不得有氣孔、夾渣、弧坑裂紋，一級焊縫不得有咬邊、未滿焊等缺陷。最后要對一、二級焊縫按要求進行超聲波探傷和無損檢測，防止忘記施焊、未采用弧板施焊等情況的發生。

5、安全施工

高層建筑鋼結構施工經常都是高空、懸空作業，存在許多安全隱患。因此，全面建立嚴格的安全管理體系，保證施工各方面的安全是至關重要的。在施工現場應采取防墜板、安全梯等多種防護措施，并加強對施工人員的安全教育培訓，派專人進行安全監管，確保各類操作都符合相關規范的要求，將安全問題消滅在萌芽狀態，保障高層建筑鋼結構施工的安全。同時，建立嚴密的防雷、防風、防雨等氣象保障措施，以避免風、雨、雷電、高溫等不利氣候條件影響施工現場的安全和施工的進度與質量。

四、結語

在現代城市的建設中，高層建筑鋼結構的施工越來越普遍，它高強度的特性使建筑結構堅固穩定，使用功能也靈活方便，在適當的對造型和空間方面進行設計創新之后，取得的反響和效果也很好，這就突出了鋼結構施工的關鍵技術和措施重要性。相關人員要不斷學習研究，根據結構的情況、施工現場的環境、施工企業的資源綜合考慮，制定技術路線，確定關鍵技術和措施，做好高層建筑鋼結構各方面的施工工作，以達到新時期社會發展和科技進步的要求。全行業都爭取在我國高層建筑建設進入鋼結構體系時代的同時，也帶來建筑行業的新突破。

參考文獻

[1] 崔曉強，胡玉銀，吳欣之. 超高層建筑鋼結構施工的關鍵技術和措施[J]. 建筑機械化，2009（06）

[2] 李麗. 對高層建筑剛結構施工技術與管理的探討[J]. 科技風，2012（02）

[3] 衣曉鵬. 高層建筑鋼結構施工問題研究[J]. 科技致富向導，2011（02）

[4] 嚴衛. 建筑鋼結構工程施工技術及相關問題探討[J]. 科技致富向導，2012（35）