超高层建筑钢结构施工技术分析

李庆

（中铁建设集团有限公司，北京100040）

1 引言

超高层建筑在节约空间资源、土地资源方面发挥着较大的优势，成为当前建筑行业的重要发展趋势。超高层建筑施工作业中，涉及多方面内容，对于钢结构，需要采用先进的、科学的施工技术，把握施工要点，提升工程建设水平，更好地适应建筑行业的发展要求。

2 超高层钢结构的特点

钢结构在超高层建筑施工作业中占据着重要地位，对增强建筑结构的稳定性和可靠性具有积极意义。超高层钢结构具有高度高、自重大的特征，一般情况下，建筑物的总高度可以达到几百米，而高空作业是超高层建筑的重要作业方式，对施工安全防护工作是一项重大考验，更对施工技术有较高的要求[1]。

3 超高层建筑中钢结构施工技术的重要性

现阶段，超高层建筑钢结构的风格越来越个性化和多样化，表现出斜、扭、悬等特点，增加了建筑的施工难度，这些都要求不断提高钢结构施工技术水平，并且钢结构施工技术的合理运用能够有效减少结构变形问题，从而更好地提高超高层建筑钢结构的稳定性、安全性和可靠性。

4 钢结构施工关键技术

超高层建筑钢结构施工技术的应用过程中，应着重把握以下关键技术。

4.1 螺栓预埋技术

螺栓预埋技术是钢结构建筑施工中重要的技术之一，重点在于确定预埋柱脚螺栓的位置，位置的精准性决定了钢柱安装的准确性。在进行预埋螺栓位置施工的过程中，需要严格控制基础轴线和标高基准点，一般需要进行2 次测量：第一次测量在埋设定位后进行；第二次测量在混凝土浇筑完毕后进行，标高偏差保持在5 mm 以内，定位轴线偏差保持在2 mm以内。

4.2 吊装技术

吊装是超高层建筑钢结构施工的重要环节，其操作的规范性会给建筑项目的施工质量带来直接影响。把握好吊装技术施工效果，需要做到以下几点：

1）吊装前要能够全面分析建筑项目施工现场和钢结构的基本情况，确定施工标准、塔吊装置以及结构形式，为后续施工作业提供良好的基础[2]。

2）钢结构吊装过程主要分为竖向立体吊装和平面内吊装，二者的吊装顺序存在较大的区别。竖向吊装作业进行中，要严格按照先下后上的顺序进行，完成下层框架梁的吊装工作；中层、上层框架梁的吊装，要一边进行固定作业，一边进行实时测量，直至完成楼盖钢筋混凝土楼板施工作业。平面吊装过程中，需要沿着核心筒进行，吊装和固定好周围设备。另外，在吊装过程中，要合理控制起重机的载重，合理设置载重参数。

4.3 焊接技术

在钢结构的施工过程中，构件之间的连接通常需要依靠焊接技术，在焊接技术的应用过程中，应注意以下要点：

1）施工过程中，尽量使用高性能的焊接设备以及适合的焊接技术。目前，二氧化碳保护焊接技术成本低、焊缝成形质量良好，得到了普遍应用。

2）焊接方式的选择十分重要，在焊接平面内钢结构时，要注重坚持先中心、后四周的顺序进行扩散焊接；对于竖向结构，焊接作业要严格遵循上层框架梁、压型钢板支托、下层框架梁、玉型钢板支托、焊接检验的顺序进行。钢结构柱与柱的焊接过程中，要同时由2 位焊接人员进行，并及时清理好焊缝层，避免焊接途中有杂质产生[3]。

3）焊接作业进行中，会产生大量的热，若焊接冷却速度过慢，产生钢结构变形的概率也较大。要减少焊接变形问题，合理选择焊接方法，发挥变形工艺、强制约束工艺的优势和作用。进行箱型杆件与工型杆件焊接时，为了提升焊接效率，可以使用埋弧自动焊工艺。

4）焊接过程中，要减少焊瘤或裂纹问题，需要事先对焊条进行检查，把控焊接咬边效果，减少漏焊情况的发生。对焊接质量进行检查时，可以采用超声波探伤等无损检测技术。

4.4 预变形技术

目前，超高层建筑中的钢结构多采用不规则造型，使施工作业中容易产生三维变形，需要加以充分重视，采用科学的技术手段进行应对和处理。施工企业要高度关注钢结构施工技术的运用，合理制订施工方案，控制设计质量和施工质量，减少结构变形，保障总体结构的稳定性。预变形技术施工主要包括构件夹固法和反变形法。构件夹固法主要是为了防止中小型构件变形，在固定刚性较好的夹具之后进行焊接，可以使高温带冷却变化中所产生的收缩变形被夹具强行固定，此工艺技术适用于低碳钢结构施工。对于中长型钢结构构件，需要采用反变形法控制构件变形，在判断焊件冷却后所产生变形的方向及大小后，在焊接前以方向一致，大小相等的冷焊件进行变形，抵消焊接完成之后所产生的变形。焊接顺序的选择会产生不一样的焊接变形，所以，正确的焊接施工非常重要[4]。

5 施工实例

某高层建筑为钢结构高层住宅，建筑面积约4.8×104m2，主要采用钢结构-中心支撑结构体系，框架柱为箱形截面，采用圆钢管进行中心支撑，楼面次梁和框架梁采用热轧H 型钢，施工过程中，对建筑中的钢结构采用了钢结构施工技术，强化了钢管、柱等钢结构的施工作业效果。施工企业在全面分析和总结位置数据后，确定了钢管柱的倾斜度、偏移等数据，然后进行钢结构安装，为控制钢结构构件变形，在实际施工中采用预变形技术，实际焊接工种控制焊接工序，并在焊接前判断钢结构构件的焊接变形情况，提前选择反变形焊接技术，将钢结构构件的变形控制在相关规范规定的范围内，并且符合设计要求。

6 结语

现代建筑行业发展过程中，超高层建筑中的钢结构不断增多，钢结构施工技术是保障此类建筑物施工质量的重要手段。在施工过程中，要合理选择施工设备，科学使用吊装技术、焊接技术以及预变形技术，实现提升建筑物整体建设水平的目标。