超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)和措施

陳武華

（江西嘉億建設(shè)工程有限公司）

超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)和措施

陳武華

（江西嘉億建設(shè)工程有限公司）

隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。為了提升鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，我國加大了對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的研究力度，在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，嚴(yán)格按照鋼結(jié)構(gòu)吊裝順序進(jìn)行操作，做好鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作，完善并創(chuàng)新相關(guān)技術(shù)方法，提升鋼結(jié)構(gòu)連接質(zhì)量，確保超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)工程順利完成。

超高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；關(guān)鍵技術(shù)

1 導(dǎo)言

隨著我國建筑業(yè)的迅速發(fā)展，超高層建筑工程的發(fā)展為工程施工技術(shù)提出了新的要求。鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在超高層建筑工程中的應(yīng)用，極大的提升了建筑性能，因此，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的研究對(duì)超高層建筑工程的快速具有非常重要的意義。通過對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在超高層建筑工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析，筆者認(rèn)為，我國在大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)外，還應(yīng)加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)工程施工監(jiān)督管理工作，這在很大程度上，將有利于提高我國超高層建筑施工水平。

2 鋼結(jié)構(gòu)的施工優(yōu)勢

2.1 鋼結(jié)構(gòu)的自重輕，有效空間大

自重輕、施工速度快是鋼結(jié)構(gòu)工程最突出的特點(diǎn)，對(duì)已超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑，其具有非常好的抗震效果。此外，鋼結(jié)構(gòu)的具有較大的有效使用空間，相比于一般建筑材料，鋼材具有很強(qiáng)的抗高壓的強(qiáng)度，因此在同等使用條件下，鋼結(jié)構(gòu)能夠有效的縮小構(gòu)件截面，進(jìn)而提高了有效空間利用效率。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)綠色、節(jié)能、環(huán)保

鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)生的廢料少，并且鋼結(jié)構(gòu)材料施工過程中可以多次循環(huán)使用。隨著我國經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國大力倡導(dǎo)了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而對(duì)日常的生活、工作環(huán)境水平提出了更高的要求。鋼結(jié)構(gòu)屬于綠色建筑，而綠色建筑是我國未來建筑行業(yè)的總體發(fā)展趨勢，因此鋼結(jié)構(gòu)的綠色、節(jié)能、環(huán)保特點(diǎn)不僅能滿足環(huán)保的理念，而且更能滿足人們對(duì)于建筑外型美觀的要求。

3 超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)和措施分析

3.1 工程概況

某超高層建筑項(xiàng)目總用地面積約2.5萬m2，總建筑面積138632m2，兩層地下室，地上38層，建筑高度188m。本工程設(shè)計(jì)采用的是超高層鋼-混凝土結(jié)構(gòu)，塔樓采用混合框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)。核心筒采用暗埋鋼柱、鋼梁的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地上核心筒剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)暗埋鋼柱和鋼梁。

3.2 材料的選用

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)來說，導(dǎo)熱系數(shù)大，耐火性差是其最大的缺點(diǎn)。隨著我國冶金技術(shù)不斷提高，耐火鋼的使用為鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了有力條件。當(dāng)前，寶鋼已經(jīng)生產(chǎn)的耐火鋼有B400RNQ和B490RNQ兩種型號(hào)，其物理力學(xué)指標(biāo)、化學(xué)性能、可焊性和抗沖擊韌性，都能達(dá)到超高層建筑對(duì)結(jié)構(gòu)鋼的要求。當(dāng)溫度達(dá)到600℃的高溫時(shí)，普通鋼材已完全喪失承載能力，對(duì)于B400RNQ 和B490RNQ兩種型號(hào)的耐火鋼，當(dāng)溫度達(dá)到600℃時(shí)，其屈服強(qiáng)度還能維持在150～220MPa。因此，本工程中鋼結(jié)構(gòu)中用鋼采用的是耐火H和十字型鋼。

3.3 施工部署對(duì)于本工程超高層建筑主體工程的施工，鋼結(jié)構(gòu)的吊裝和混凝土核心筒施工屬于兩條垂直施工主線，這就導(dǎo)致在施工中存在多工序、多工種的交替作業(yè)或穿插配合等情況，為保證各工種、各工序之間能夠有效的銜接配合、有序施工。本工程合理統(tǒng)籌主體鋼結(jié)構(gòu)施工和混凝土核心筒結(jié)構(gòu)的施工，這也是保證本工程施工質(zhì)量、工期的關(guān)鍵所在。1～28層核心筒內(nèi)暗設(shè)勁性鋼柱，除角部采用焊接異型十字截面外，其他部位均采用焊接H型截面。鋼柱采用H型鋼梁連接，其界面尺寸為1100mm×200mm× 18mm×25mm。

3.4 超高級(jí)建筑鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)

3.4.1 型鋼柱施工技術(shù)

型鋼柱身的彈線：型鋼柱在吊裝前，仔細(xì)檢查型鋼柱的基礎(chǔ)軸線、定位軸線和標(biāo)高，并再次復(fù)核型鋼柱的編號(hào)、外形尺寸、連接板方位等，確保各項(xiàng)檢查指標(biāo)都符合設(shè)計(jì)要求后，劃出型鋼柱柱下端標(biāo)高線和上下兩端的安裝中心線。型鋼柱的安裝找正平需要采用鋼墊板，對(duì)鋼墊板頂面的標(biāo)高進(jìn)行測量，確認(rèn)標(biāo)高符合規(guī)范要求，否則應(yīng)更換鋼墊板，如圖1所示。采用水準(zhǔn)儀對(duì)所有型鋼柱進(jìn)行測量，確保1m標(biāo)高線位于同一水平線上，偏差控制在±5mm之內(nèi)；型鋼柱柱身的中心線應(yīng)和基礎(chǔ)平面中心線重合，偏差不得超過5mm。型鋼柱的垂直度采用經(jīng)緯儀進(jìn)行測量，確保柱身豎直方向中心線的鉛垂度單節(jié)偏差不超過10mm，全高偏差不超過35mm；對(duì)各型鋼柱中心線間的距離進(jìn)行測量，定位中心線的偏差不得超過5mm；型鋼柱在進(jìn)行空中對(duì)接搭時(shí)需要設(shè)置穩(wěn)固的操作平臺(tái)，上下節(jié)時(shí)應(yīng)確保型鋼柱緣板和翼板無錯(cuò)位，以每層的平臺(tái)標(biāo)高為準(zhǔn)，采用水準(zhǔn)儀對(duì)各平臺(tái)進(jìn)行測量，確保各平臺(tái)標(biāo)高線在同一平面上，垂直度則采用經(jīng)緯儀進(jìn)行校正。型鋼柱對(duì)接焊接結(jié)束后，采用氣割將對(duì)口處的工裝、引弧板、收弧板割掉，然后將對(duì)接口磨平，嚴(yán)禁采用大錘打掉；型鋼柱對(duì)接的每道焊縫都由兩人進(jìn)行對(duì)稱焊，每道焊縫都必須一次連續(xù)焊完，嚴(yán)禁中途斷焊。在進(jìn)行空中焊接時(shí)還需要搭設(shè)防風(fēng)、防雨棚。

3.4.2 型鋼梁施工技術(shù)

圖1 鋼柱吊裝前在基礎(chǔ)上加鋼墊板

型鋼梁在進(jìn)行吊裝前，先進(jìn)行主梁的吊裝，沒根型鋼梁上都必須安裝扶手桿和扶手繩，待主梁吊裝就位結(jié)束后，采用扶手繩經(jīng)型鋼梁和型鋼柱系牢，確保施工人員的安全。型鋼梁的吊點(diǎn)一般設(shè)置在梁上翼緣處，如圖2所示，吊點(diǎn)位置根據(jù)型鋼梁的跨度確定。為了提高型鋼梁的吊裝速度，本工程對(duì)次梁采用的是多頭吊索一次吊裝數(shù)根方法。有時(shí)將型鋼梁和型鋼柱在地面組裝成排架后在進(jìn)行整體吊裝，這樣不但提高了型鋼梁的吊裝速度，而且還減少了高空作業(yè)，確保鋼結(jié)構(gòu)工程的施工質(zhì)量。

圖2 型鋼梁的吊裝施工

3.5 焊接技術(shù)

焊接技術(shù)也是超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵性技術(shù)之一，本工程對(duì)焊接技術(shù)進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，對(duì)每一個(gè)焊接點(diǎn)都進(jìn)行了焊接，首先對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的焊接順序進(jìn)行了合理的安排，平面焊接采用的是由平面均勻向四周擴(kuò)散的形式，根據(jù)原定順序，采用對(duì)稱焊接。在鋼結(jié)構(gòu)的豎向上，焊接的上層框架梁到壓型鋼板的支托等有序的進(jìn)行焊接。焊接工藝技術(shù)是確保焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在加工過程中就要確保其幾何精準(zhǔn)度，避免由于焊接中產(chǎn)生的高熱量使鋼構(gòu)件發(fā)生變形，在焊接時(shí)，采用氣體保護(hù)焊，嚴(yán)格控制氣體的能量，提升焊接技術(shù)。最后在焊接過程中，避免發(fā)生焊縫和焊瘤情況，嚴(yán)格按照焊接工藝流程進(jìn)行，本工程焊接質(zhì)量分為一級(jí)和二級(jí)，對(duì)于一級(jí)焊縫嚴(yán)禁出現(xiàn)咬邊和未焊現(xiàn)象，對(duì)于二級(jí)焊縫嚴(yán)禁出現(xiàn)夾渣、胡坑裂紋和氣孔等現(xiàn)象。鋼結(jié)構(gòu)焊接結(jié)束后，利用超聲波對(duì)焊縫進(jìn)行無損檢測，保證焊接的質(zhì)量。

3.6 鋼結(jié)構(gòu)的除銹與涂裝技術(shù)

3.6.1 防銹漆質(zhì)量控制

本工程鋼結(jié)構(gòu)出廠時(shí)已經(jīng)經(jīng)過二底防銹漆的涂裝，施工現(xiàn)場安裝完畢后，施工人員應(yīng)及時(shí)對(duì)高強(qiáng)螺栓接頭和焊接接縫等進(jìn)行補(bǔ)涂，或鋼結(jié)構(gòu)施工過程中由于吊裝等原因碰撞損傷部位進(jìn)行補(bǔ)涂。

3.6.2 防火涂料質(zhì)量控制

防火是鋼結(jié)構(gòu)控制的重點(diǎn)，在施工現(xiàn)場應(yīng)采用高質(zhì)量的防護(hù)涂料對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行涂裝，首先應(yīng)對(duì)涂裝面進(jìn)行清理，本工程防火涂裝的標(biāo)準(zhǔn)是二級(jí)防火涂裝，確保涂層的遍數(shù)和每層的厚度都要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 鋼結(jié)構(gòu)施工控制技術(shù)

4.1 閉環(huán)控制法

本工程鋼結(jié)構(gòu)施工控制采用的是閉環(huán)控制法，主要包括內(nèi)容有：施工計(jì)劃的分析預(yù)測、計(jì)劃實(shí)施、施工監(jiān)測、信息反饋和計(jì)劃調(diào)整。

4.2 施工監(jiān)測

變形監(jiān)測是本工程鋼結(jié)構(gòu)主要監(jiān)測內(nèi)容。鋼結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測主要包括：形體監(jiān)測和標(biāo)高監(jiān)測，在實(shí)施監(jiān)測前，需要根據(jù)結(jié)構(gòu)分析預(yù)測結(jié)果和國家的規(guī)范要求合理確定監(jiān)測閾值。本工程的結(jié)構(gòu)形體監(jiān)測主要對(duì)已施工結(jié)構(gòu)的中心相對(duì)于預(yù)定軸線位置的偏位進(jìn)行監(jiān)測，通常采用全站儀結(jié)合測距棱鏡進(jìn)行測量；標(biāo)高監(jiān)測是指對(duì)結(jié)構(gòu)樓層的實(shí)際標(biāo)高是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)測，如有異常應(yīng)及時(shí)進(jìn)行糾正和整改。

5 結(jié)束語

本工程在對(duì)超高層建筑施工過程中，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的分析，很好的達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，在確保超高層鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量、安全的前提下，為施工單位創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，起到了很好的示范性作用，為以后同類超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的施工提供了寶貴借鑒經(jīng)驗(yàn)。

[1]趙延昆.超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)和措施[J].商品與質(zhì)量，2015（31）.

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TU974

A

1673-0038（2015）47-0010-02

2015-11-3