高層建筑鋼結構的安裝方法分析

陳劍波，張曉巖，樊兆月，朱善磊

（南京交通職業技術學院，江蘇 南京 211188）

0 前 言

高層鋼結構一般是指6層以上(或30m以上)，主要采用型鋼、鋼板連接或焊接成構件，再經連接、焊接而成的結構體系。高層鋼結構常用鋼框架結構、鋼框架-混凝土核心筒結構形式。后者在現代高層、超高層鋼結構中應用較為廣泛，事實上，它屬于鋼-混凝土混合結構。鋼結構安裝的技術方案分為常規方案和特殊方案兩大類。常規方案包含鋼結構測量監控技術、鋼結構吊裝校正技術、高強度螺栓安裝技術、焊接技術、防火涂料施工技術以及高空安全防護技術。

1 施工重點及難點

①高層鋼結構一般具有現場場地小、工期緊等特點，如何協調鋼結構吊裝與核心筒施工的關系，是確保安全、質量和工期的關鍵，是實際工程現場生產管理的重點和難點。

②高層鋼結構涉及專業分包多（含指定分包和獨立分包），工程體量大，場地小，多專業、多工種的交叉作業、立體作業情況多，因此，施工總承包管理、協調工作是鋼結構工程的重點。

③鋼結構大量采用大厚度的鋼板制作，構件每米重量大，吊裝單元長度小，現場焊接量大，在工期緊的情況下，如何保證焊接速度和質量是重點、難點；鋼結構外筒構件連接主要采用全方位等強對接焊，焊接要求高，焊接工作量大，焊接操作條件差。

2 具體施工與安裝方法的分析

2.1 安裝工藝流程

一般而言，高層鋼結構±0.000以上結構安裝同土建施工交叉緊密，根據高層鋼結構施工特點，為了在鋼結構安裝各大工序間以及鋼結構安裝與混凝土結構施工之間形成高效、合理的施工流水節拍，大部分鋼結構的施工安排一般采取如圖1所示的交叉施工方法。

圖1 地下室階段與土建交叉施工安排圖

圖2 鋼結構安裝總工藝流程圖

2.2 施工區域劃分及構件吊裝順序

2.2.1 施工單元劃分

一般考慮到在地下室施工階段，由于土建施工特性及現場基坑支撐支護影響，構件在豎向方向上分層安裝外，在平面方向上不作施工區域劃分。

在±0.000以上施工階段，由于內部的核心筒影響，且鋼梁與埋入核心筒的預埋件連接，造成在平面上核心筒內構件與外部構件不能同時安裝的現象；并且，為了合理組織施工，并能在同一柱節內形成流水施工，將核心筒外部的構件分為南北兩個施工區域。這樣，就形成了核心筒內部區、核心筒外南區、北區三個施工區域。

2.2.2 構件吊裝順序

南、北兩個施工區域以中線開始向外輻射安裝，所有誤差向兩端分解，有效的減少累積誤差產生；在每一個單元構件吊裝時，先吊裝鋼柱，再吊裝主梁，最后吊裝次梁；空間安排上，基本每一個吊裝節鋼梁安裝時，上層梁先就位、然后是中間層梁、最后是下層梁。

2.2.3 鋼結構安裝總工藝流程

大部分的高層鋼結構安裝總工藝都可參考圖2所示流程。

3 高層鋼結構工程測量的特點

高層鋼結構工程整體精度要求較高，尤其在鋼結構施工部分要求十分嚴格，不但要重視其空間絕對位置，更需精確控制各施工環節的相對精度，減小誤差的累積。必須確保工程的整體安裝精度符合要求，以滿足結構完成后設計安全達到要求。

其次，由于高層鋼結構比較復雜，隨著高度的變化施工前需充分掌握設計要求，做好內業計算工作。作為超高層鋼結構，必須充分考慮結構變形、環境溫度的變化及日照對安裝精度的影響，并妥善處理。

對于核心筒同鋼結構之間存在一定的高差和施工時差，必須考慮用于核心筒施工的土建控制點與鋼結構施工時的控制網的銜接問題；作為高層鋼結構，在高空架設儀器及棱鏡困難，且穩定性差，需設計和制作適用于本工程的測量輔助裝置和設施，以滿足測量操作及精度控制的需要。

最后，需在充分考慮構件工廠制作誤差、工藝檢驗數據、測量及安裝誤差、各類變形數據（如光照、溫度、沉降、焊接等）的基礎上制訂鋼結構安裝控制方案，并根據施工中實時反饋的實際監測數據，及時調整和制訂階段性控制方案。

4 鋼結構安裝高空防護技術方案

在高層鋼結構建筑施工中，鋼結構安裝一般超前于土建樓層混凝土施工3~6層，這就決定于鋼結構安裝必然是在狹小平面上的高空作業，而且主體結構安裝、測量校正、高強螺栓、焊接、壓型鋼板等施工都是在不同層面上同時作業，形成一個多層面立體交差作業的局面，高空人員和物件的墜落必將成為高層鋼結構施工中的最大安全隱患。因此，必須采取切實可行的安全防護技術措施，創造一定的作業平面，增強施工的安全可靠性。

5 結 語

隨著建筑技術的日新月異，鋼結構以其獨有的優點一直受到建筑業的青睞，只有采用科學合理的高層鋼結構施工與安裝方法，才能安全有效的實現施工目標。

[1] 建筑施工手冊編寫組.建筑施工手冊[M].北京：中國建筑工業出版社,2003.

[2] 中國鋼結構協會.建筑鋼結構施工手冊[M].北京：中國計劃出版社,2002.

[3] GB50205—2001,鋼結構工程施工質量驗收規范[S].北京：中國計劃出版社,2002.