淺談高層鋼結構建筑施工中的關鍵技術

梁克斌

（中鐵建工集團有限公司，中國 北京100070）

在現代建筑中高層建筑多采用鋼筋混凝土結構和鋼結構，如奧運會、世博會等大型場館的建設基本上都是采用的鋼結構的形式。 鋼結構建筑憑借著其強烈的工業化特色、輕質高強的優勢，不僅可以大幅提高建筑的工作性能和工程質量，保證達到安全技術標準、實現綠色施工，還可以大幅提高建筑的使用品質，增強城市的防災減災能力。鋼結構具有其它建筑結構無法比擬的優勢，如其結構性能好、抗震效果佳、工程的整體造價低等優勢，鋼結構建筑具有總體輕、節省基礎等優勢，廣泛應用于高層建筑、辦公大樓、大跨度工業廠房、民宅等建筑行業。

1 高層建筑鋼結構施工技術優點

1.1 材料強度比較高

由于材料的強度不高，塑性以及韌性又要比鋼材與其它的建筑材料要好，比如和混凝土、磚石以及木材比，該材料的強度就要高很多。所以比較適合用在跨度或者荷載都比較大的構件以及其它結構中。鋼材塑性以及韌性好主要體現在這種結構在通常情況下都不因超載爾出現突然斷裂的現象；韌性好則表現在結構本身適應動力荷載的能力特別強。鋼結構具備的極好的吸收能力以及延伸性能促使它本身的抗震性能非常好。 另外因為鋼材的高強度，它做成的構件不僅截面小而且壁較薄，在受到壓力的時候還能達到穩定性所需，因而有時很難充分發揮出強度。

1.2 材質較為均勻

鋼材的內部組織較為勻質且各向同性，當達到一定的應力幅度后處于完全彈性的狀態。所以鋼結構實際受力情況與工程力學計算的結果相符合。 鋼材的冶煉與軋制過程中一定要嚴格控制質量，這樣材質波動范圍就會變小了。

1.3 鋼結構的制造簡單，施工周期比較短

鋼結構采用的材料比較單純，一般為成材，加工也比較簡單，而且還可以采用機械進行操作，所以大量鋼結構通常會選擇在專業化比較強的金屬結構廠制造成構件，精確度也非常高。 如果施工人員在工地上拼裝構件， 就可以選擇簡便的普通螺栓或者高強度螺栓來安設，條件允許時還可以選擇在地面上拼裝并焊接為比較大的單元進行吊裝，從而將施工周期縮短。 另外已經建好的鋼結構極易改造和加固，對于采用螺栓連接的結構一般可根據實際所需對其拆遷。

1.4 鋼結構自重較輕

一般鋼材比重會大于混凝土等類建筑材料的比重，而鋼結構要比鋼筋混凝土的結構輕，原因在于鋼材強度和比重要大混凝土很多。 假如以同樣跨度來承受相同的荷載，鋼屋架重量通常會在鋼筋混凝土屋架的1/3 到1/4 之間，而冷彎薄壁型的鋼屋架有時還會接近1/10，這樣便給吊裝創造了有利的條件。 一些結構需要遠距離運輸，這時重量較輕也是一個優勢條件。

2 高層建筑鋼結構施工關鍵技術分析

2.1 螺栓預埋技術

在螺栓預埋技術中，最重要的一點則是對預埋柱腳螺栓的位置的確定，必須保證此位置的準確性，否則進行鋼柱安裝時則會有較大的難度，同時安裝的質量也很難保證。所以在預埋螺栓位置進行施工時，需要對基礎軸線和標高基準點進行嚴格的控制，必要時需要進行兩次復測，首先在埋設定位后進行測量，其次在混凝土澆筑變得堅同后進行復測，二次測量都必須保證位移不能超出范圍，其標高偏差控制在正負5 毫米以內為宜，而定位軸線的偏差則正負2 毫米以內為宜。

2.2 吊裝技術

2.2.1 鋼柱吊裝技術

在鋼結構施工中，其主要豎向構件即是鋼柱，鋼柱與建筑層高和建筑總高度具有直接的關系，所以在施工中不僅要考慮到鋼柱在豎向荷載作用下的壓縮變形，同時還要考慮到焊縫時的收縮變形，因此在對鋼柱進行下料時。 其長度要與設計長度有所區別，充分的將這些收縮變形有壓縮變形考慮在內，在施工時對于上下兩節鋼柱截面和長度都完成相等時，也不允許進行互換，要嚴格按照施工的標準和規范來進行，事前將每節鋼柱進行編號記錄，從而保證其在安裝時的正確性。

2.2.2 鋼梁吊裝技術

鋼梁在進行吊裝前， 應在柱子牛腿處檢查標高和柱子之間的距離，主梁吊裝前，應在梁上裝好扶手桿和扶手繩，待主梁吊裝就位完成后，將扶手繩與鋼柱系牢，以保證施工人員的安全。一般在鋼梁上翼緣處開孔，作為吊點。 吊點位置取決于鋼梁的跨度。 為了提高吊裝的速度，對重量較小的次梁或者其他的小梁，盡量多利用多頭吊索一次吊裝數根。有時將梁、柱在地面組裝成排架進行整體吊裝，這樣不僅有利于提高吊裝的速度，還有利于減少高空作業，保證工程的質量。

2.3 鋼結構高強螺栓連接技術

2.3.1 節點處理技術

高強度螺栓連接應該在其結構架設調整完成后，再對接合件進行相應的矯正處理，從根本上對接合件的變形、錯位和錯孔等問題進行消除，板束接合摩擦面要貼緊后進行安裝高強度螺栓。 為了使得接合部板束間摩擦面貼緊的效果更好， 先用臨時變通螺栓和手動扳手緊固、達到貼緊為止。

2.3.2 螺栓安裝技術

高強度螺栓在節點全部處理好后即可以進行安裝工作，在安裝時需要保證螺栓穿入的方向一致， 同時還要充分的考慮到施工的便利性，當在箱形截面的接合部位進行螺栓的插入時，可以按其方便操作的原則，可以從內向外，或是反方向進行，對于有墊圈的，則將墊圈有倒角的一側面向螺栓插入，對于無法將螺栓穿入時，則需要用絞刀對螺孔進行修整后再穿入，避免強行進行穿入，修整時的鐵屑不能掉入疊縫中，修整完后需要將周圍的毛剌用砂輪除去。

2.3.3 螺栓緊固技術

在對高強螺栓進行緊固時，則需要按照初擰、復擰和終擰的順序進行，所以在緊固時，利用初擰來減少螺栓所導致的鋼板變形，而復擰則是在初擰的基礎上進行的重復堅固，復擰與初擰所做的扭矩值是相等的，最后需要進行終擰，從而使高強度螺栓達到緊固的目的。

2.4 焊接施工技術

2.4.1 CO2氣體保護焊操作工藝

施工操作中要注意的有：焊接參數的選擇，焊絲的選擇和焊接電弧電壓與電流的選擇，電流要根據工件的厚度、施焊位置和焊絲直徑和熔滴過渡形式來選擇，電弧電壓的選擇要與電流恰好配合；不同位置選擇不同的焊接方式，平焊多選擇左向焊法，能清楚地看到焊縫和熔池，便于控制焊縫的成型，橫焊大多采用右向焊法，立焊分為向上立焊和向下立焊，中厚板的細絲焊接使用向上立焊，薄板可使用向下立焊。

2.4.2 電渣焊的操作工藝

電渣焊是一種自動焊，用戶高強度結構鋼在豎直位置上的對接焊接。 在進行操作時首先要選擇焊接的電流和電壓，根據計算公式選擇計算出的電流，電壓與熔縫的熔寬成正比，起弧階段電壓會高一點，在焊透的請款下，電壓盡可能低，焊接過程隨時注意調整電壓；其次要適當掌握好焊接的速度(1.5—3m/h 范圍內)，送絲速度在200—300m/h 的范圍以內，造渣過程中最好選擇200m/h；還有就是要隨時檢查焊件的熾熱狀態，適當調整焊接工藝參數，當翼緣板較薄時，相應的焊接部位要安裝水冷卻裝置。

3 結束語

總之，隨著鋼結構在建筑工程中的應用范圍的不斷擴大，其施工技術的難度也逐漸增大，人們對它的安裝精度也有了更高的要求，而質量問題也備受關注。整個施工期間，要結合工程的實際情況，嚴格按照吊裝順序進行安裝，等到吊裝結束后還要進行初校和復校，這樣才能確保吊裝的精度；另外，還要不斷摸索焊接的變形規律，使得焊接順序得以優化，焊接質量得以控制，進而使得工程得到有效管理。 只有全面控制好工程的施工質量，才能確保高層建筑工程項目順利完工。

［1］于炎鑫.王英杰.榮帆.試論高層建筑的鋼結構施工技術[J].企業技術開發,2013(08).

［2］盧杞炎.淺析加強建筑工程的鋼結構施工技術控制[J].科技咨詢導報,2012(21).