超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施

陈武华

（江西嘉亿建设工程有限公司）

超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施

陈武华

（江西嘉亿建设工程有限公司）

随着我国建筑行业的不断发展，钢结构施工技术也得到了广泛的应用。为了提升钢结构的施工质量，我国加大了对钢结构施工技术的研究力度，在钢结构施工过程中，严格按照钢结构吊装顺序进行操作，做好钢结构的焊接工作，完善并创新相关技术方法，提升钢结构连接质量，确保超高层建筑钢结构工程顺利完成。

超高层建筑；钢结构；关键技术

1 导言

随着我国建筑业的迅速发展，超高层建筑工程的发展为工程施工技术提出了新的要求。钢结构施工技术在超高层建筑工程中的应用，极大的提升了建筑性能，因此，加强钢结构施工技术的研究对超高层建筑工程的快速具有非常重要的意义。通过对钢结构施工技术在超高层建筑工程中的应用进行分析，笔者认为，我国在大力发展钢结构施工技术外，还应加强钢结构工程施工监督管理工作，这在很大程度上，将有利于提高我国超高层建筑施工水平。

2 钢结构的施工优势

2.1 钢结构的自重轻，有效空间大

自重轻、施工速度快是钢结构工程最突出的特点，对已超高层钢结构建筑，其具有非常好的抗震效果。此外，钢结构的具有较大的有效使用空间，相比于一般建筑材料，钢材具有很强的抗高压的强度，因此在同等使用条件下，钢结构能够有效的缩小构件截面，进而提高了有效空间利用效率。

2.2 钢结构绿色、节能、环保

钢结构建筑产生的废料少，并且钢结构材料施工过程中可以多次循环使用。随着我国经济、技术的不断进步，我国大力倡导了环境的可持续发展，进而对日常的生活、工作环境水平提出了更高的要求。钢结构属于绿色建筑，而绿色建筑是我国未来建筑行业的总体发展趋势，因此钢结构的绿色、节能、环保特点不仅能满足环保的理念，而且更能满足人们对于建筑外型美观的要求。

3 超高层钢结构施工的技术和措施分析

3.1 工程概况

某超高层建筑项目总用地面积约2.5万m2，总建筑面积138632m2，两层地下室，地上38层，建筑高度188m。本工程设计采用的是超高层钢-混凝土结构，塔楼采用混合框架-钢筋混凝土核心筒结构。核心筒采用暗埋钢柱、钢梁的钢筋混凝土结构，地上核心筒剪力墙结构内暗埋钢柱和钢梁。

3.2 材料的选用

对于钢结构来说，导热系数大，耐火性差是其最大的缺点。随着我国冶金技术不断提高，耐火钢的使用为钢结构的发展提供了有力条件。当前，宝钢已经生产的耐火钢有B400RNQ和B490RNQ两种型号，其物理力学指标、化学性能、可焊性和抗冲击韧性，都能达到超高层建筑对结构钢的要求。当温度达到600℃的高温时，普通钢材已完全丧失承载能力，对于B400RNQ 和B490RNQ两种型号的耐火钢，当温度达到600℃时，其屈服强度还能维持在150～220MPa。因此，本工程中钢结构中用钢采用的是耐火H和十字型钢。

3.3 施工部署对于本工程超高层建筑主体工程的施工，钢结构的吊装和混凝土核心筒施工属于两条垂直施工主线，这就导致在施工中存在多工序、多工种的交替作业或穿插配合等情况，为保证各工种、各工序之间能够有效的衔接配合、有序施工。本工程合理统筹主体钢结构施工和混凝土核心筒结构的施工，这也是保证本工程施工质量、工期的关键所在。1～28层核心筒内暗设劲性钢柱，除角部采用焊接异型十字截面外，其他部位均采用焊接H型截面。钢柱采用H型钢梁连接，其界面尺寸为1100mm×200mm× 18mm×25mm。

3.4 超高级建筑钢结构施工关键技术

3.4.1 型钢柱施工技术

型钢柱身的弹线：型钢柱在吊装前，仔细检查型钢柱的基础轴线、定位轴线和标高，并再次复核型钢柱的编号、外形尺寸、连接板方位等，确保各项检查指标都符合设计要求后，划出型钢柱柱下端标高线和上下两端的安装中心线。型钢柱的安装找正平需要采用钢垫板，对钢垫板顶面的标高进行测量，确认标高符合规范要求，否则应更换钢垫板，如图1所示。采用水准仪对所有型钢柱进行测量，确保1m标高线位于同一水平线上，偏差控制在±5mm之内；型钢柱柱身的中心线应和基础平面中心线重合，偏差不得超过5mm。型钢柱的垂直度采用经纬仪进行测量，确保柱身竖直方向中心线的铅垂度单节偏差不超过10mm，全高偏差不超过35mm；对各型钢柱中心线间的距离进行测量，定位中心线的偏差不得超过5mm；型钢柱在进行空中对接搭时需要设置稳固的操作平台，上下节时应确保型钢柱缘板和翼板无错位，以每层的平台标高为准，采用水准仪对各平台进行测量，确保各平台标高线在同一平面上，垂直度则采用经纬仪进行校正。型钢柱对接焊接结束后，采用气割将对口处的工装、引弧板、收弧板割掉，然后将对接口磨平，严禁采用大锤打掉；型钢柱对接的每道焊缝都由两人进行对称焊，每道焊缝都必须一次连续焊完，严禁中途断焊。在进行空中焊接时还需要搭设防风、防雨棚。

3.4.2 型钢梁施工技术

图1 钢柱吊装前在基础上加钢垫板

型钢梁在进行吊装前，先进行主梁的吊装，没根型钢梁上都必须安装扶手杆和扶手绳，待主梁吊装就位结束后，采用扶手绳经型钢梁和型钢柱系牢，确保施工人员的安全。型钢梁的吊点一般设置在梁上翼缘处，如图2所示，吊点位置根据型钢梁的跨度确定。为了提高型钢梁的吊装速度，本工程对次梁采用的是多头吊索一次吊装数根方法。有时将型钢梁和型钢柱在地面组装成排架后在进行整体吊装，这样不但提高了型钢梁的吊装速度，而且还减少了高空作业，确保钢结构工程的施工质量。

图2 型钢梁的吊装施工

3.5 焊接技术

焊接技术也是超高层建筑钢结构施工的关键性技术之一，本工程对焊接技术进行了严格的控制，对每一个焊接点都进行了焊接，首先对钢结构的焊接顺序进行了合理的安排，平面焊接采用的是由平面均匀向四周扩散的形式，根据原定顺序，采用对称焊接。在钢结构的竖向上，焊接的上层框架梁到压型钢板的支托等有序的进行焊接。焊接工艺技术是确保焊接质量的关键，钢结构构件在加工过程中就要确保其几何精准度，避免由于焊接中产生的高热量使钢构件发生变形，在焊接时，采用气体保护焊，严格控制气体的能量，提升焊接技术。最后在焊接过程中，避免发生焊缝和焊瘤情况，严格按照焊接工艺流程进行，本工程焊接质量分为一级和二级，对于一级焊缝严禁出现咬边和未焊现象，对于二级焊缝严禁出现夹渣、胡坑裂纹和气孔等现象。钢结构焊接结束后，利用超声波对焊缝进行无损检测，保证焊接的质量。

3.6 钢结构的除锈与涂装技术

3.6.1 防锈漆质量控制

本工程钢结构出厂时已经经过二底防锈漆的涂装，施工现场安装完毕后，施工人员应及时对高强螺栓接头和焊接接缝等进行补涂，或钢结构施工过程中由于吊装等原因碰撞损伤部位进行补涂。

3.6.2 防火涂料质量控制

防火是钢结构控制的重点，在施工现场应采用高质量的防护涂料对钢结构进行涂装，首先应对涂装面进行清理，本工程防火涂装的标准是二级防火涂装，确保涂层的遍数和每层的厚度都要达到标准要求。

4 钢结构施工控制技术

4.1 闭环控制法

本工程钢结构施工控制采用的是闭环控制法，主要包括内容有：施工计划的分析预测、计划实施、施工监测、信息反馈和计划调整。

4.2 施工监测

变形监测是本工程钢结构主要监测内容。钢结构的变形监测主要包括：形体监测和标高监测，在实施监测前，需要根据结构分析预测结果和国家的规范要求合理确定监测阈值。本工程的结构形体监测主要对已施工结构的中心相对于预定轴线位置的偏位进行监测，通常采用全站仪结合测距棱镜进行测量；标高监测是指对结构楼层的实际标高是否达到设计标高进行监测，如有异常应及时进行纠正和整改。

5 结束语

本工程在对超高层建筑施工过程中，对钢结构施工关键技术进行了深入的分析，很好的达到了预期的目标，在确保超高层钢结构的施工质量、安全的前提下，为施工单位创造了很好的经济效益和社会效益，起到了很好的示范性作用，为以后同类超高层建筑钢结构工程的施工提供了宝贵借鉴经验。

[1]赵延昆.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J].商品与质量，2015（31）.

[2]张斌.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J].建筑工程技术与设计，2015（20）.

[3]李欣泽.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J].城市建设理论研究，2015（8）.

[4]景桂莲.超高层建筑钢结构施工关键技术研究[J].城市建设理论研究，2015（21）.

TU974

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1673-0038（2015）47-0010-02

2015-11-3