超高层建筑钢结构施工关键技术与措施研究

超高层建筑钢结构施工关键技术与措施研究

陈同刚

中通钢构股份有限公司 山东聊城 252000

摘要：基于我国城市的发展现状，各种高层、超高层建筑物数量持续增多。其与普通建筑物相比，在同样的占地面积下可提供更大的室内建筑面积，满足了城市集约用地要求。结合我国超高层建筑修建现状来看，钢结构的运用越来越多，其主要优势在于轻质高强、可实现工业化生产、现场安装施工效率高、质量可控性好、可反复回收利用等。文章主要围绕超高层钢结构安装技术展开详细分析。

关键词：超高层建筑；钢结构；安装技术

引言

结果我国现行的民用建筑通用准则，总体高度超过100m或40层以后的建筑物，均被定义为超高层。国内高层及超高层建筑是当下国内很多城市建筑的主体，其较好地满足了经济建设及城市化快速建设、城市人口不断增多的显著，在应对可用地资源短缺问题方面也表现出良好效能、钢结构的使用时超高层建筑设计施工中的重要内容，其能较好地满足建筑结构体强度的现实需求，且维持了建筑安稳性。超高层建筑钢结构施工流程复杂，相关人员应合理分析工程现状，合理选用钢结构施工技术，并加强技术控制与管理，以将钢结构自身优越性充分发挥出来。

1钢结构特征

钢材料对超高层建筑钢结构具有重要影响，在钢材料的强度等级与弹性模量较高，钢结构的承重力会大幅提高。钢结构自身构件结构的横截面积并不大，若钢材料整体重量不高，就可以应用在大跨度、高强度的建筑工程中。塑性与韧性是钢结构突出的表现特征，基于该特征，钢结构能够很好地起到支撑作用，保证建筑的应用效果。另外，钢结构在拼装、制造方面也有良好的表现，能够最大限度地发挥钢材料的应用特性。钢结构的密封性较好，焊接后钢结构的气密性与水密性表现较佳。钢结构的耐热性，即使在150℃的高温环境下仍可发挥性能，但周围温度达到300℃以上时，其性能会大幅降低。因此，需注意钢结构的应用环境，同时要根据建筑工程的防火等级选择钢材料，构建科学合理的钢结构体系，从而提高建筑工程的防火等级。钢结构具有环保特征，应用钢结构可减少建筑垃圾的产生量，同时可通过回收钢材料的方法提高资源利用率，促进社会的可持续发展。

2超高层建筑钢结构施工关键技术与措施

2.1超高层钢结构测量技术

精准的测量才能保证结构施工的准确性，要全面做好测量环节的控制，超高层钢结构施工过程中，对建筑结构高程及垂直度指标有严格要求，如果指标偏差大，则会影响建筑物的安全，使建筑结构受力不均，埋下安全隐患。为了全面保证测量的精准度，则要配备专业测量人员和标定实验设备等。测量时，要根据建筑物的功能与设计特点，做好测量计划，对四角轴线坐标桩采用全站仪配合激光经纬仪进行测设。全站角度误差1，测距系统误差2ppm，精度标准按二级导线点布置；轴线控制桩测量要保证放线标准，要全面做好现场保护，把控制桩当成中心，砌长宽为0.5m、高0.3m的砖墩，周围砌砖，内部填浆，搭设钢管做好全面的保护。东西南北设置四个水准点，建立高程控制网。水准点距基坑边线不小于15m。

2.2大型构件安装方面

该项目钢结构安装施工中，钢柱的截面十分大，每延米的重量达到6t，钢结构与土建穿插作业采用塔式起重机进行吊装，施工难点主要在于提高起重机施工效率方面。经综合分析，在进行大型构件施工时必须合理分段、分节，最大限度地利用起重机资源；钢柱、钢板剪力墙吊装做好预拼装工作，及时发现、调整运输与堆放中产生的误差，同时钢板墙一侧增设临时加劲肋，防止起吊时产生变形问题，安装完成后拆除加劲肋。现场施工时，由专人负责协调塔式起重机的使用时间，兼顾土建、钢结构各项作业。

2.3吊装施工技术

在钢结构施工阶段，吊装施工时首个工序，吊装速度与质量关系着钢结构整体施工效果。在正式吊装钢结构前，要求工人依照结构平面与立面形状、结构样式、塔吊数目与方位、当下现场施工条件等，科学设定吊装分区和次序。可以依照施工区域部署情况规划吊装区，可将其分为两个或者四个区域等，确保各个吊装设备使用效率的最大化。针对吊装顺序的问题，多遵照从内到外、从低至高、底层吊装在前的原则，在同个平面中，先吊装中心，而后经由中心缓缓向外部拓展，在一个平面吊装任务完成后，方可吊装较高的平面，以此类推进行吊装施工。在一个平面吊装结束后，需全面检查该平面的吊装状况，确保各平面吊装技术功能均能充分发挥出来。

2.4钢柱焊接技术

高空作业是超高层建筑常见的施工现象，不但会增加施工难度，还会影响施工安全。钢柱焊接是钢结构施工的重要环节之一。在钢柱焊接作业之前，需要了解施工现场环境以及钢材特性等，进而选择合适的焊接材料与设备，以保证良好的施工效果。优化选择焊接材料，提高二者的匹配性。由于钢柱焊接技术涉及多项专业工作，需选择具有高素质焊接水平的施工人员推进该项工作，以保证焊接工作的专业性。自然天气对焊接工作的开展具有重要影响，因此，钢柱焊接前有必要根据天气情况提前做好施工准备，最大程度降低自然天气对焊接质量的影响。施工单位要在施工过程中要随时进行无损检测，以优化焊接工作。从施工现状来看，钢柱焊接常采用二氧化碳气体保护自动焊接技术，该技术的应用价值相对较高。在施工过程中，还需要以手工焊辅助该技术的实施。由于焊接顺序、区段及焊接节点的对称性等均会对焊接施工质量产生影响，焊接技术人员需要在具体的施工中考虑这些要素，以确保钢结构的稳定性。

2.5构件安装准确度及工件测量校正

为确保钢结构施工质量安全，应严格控制各个工序，加强工期控制，全面检查工件安装、组装顺序。质量上严加检查，在其完全符合标准后方可进入到下一个项目施工中。依照施工现场地理条件、结构样态及特征等布设工具并进行安装，特别是要加强吊装准确度的控制，这是后期施工作业顺利、安全推进的重要基础。严格依照相关规范落实工件的校正工作，明确钢结构施工中的垂直度、轴线和标高各自的允许偏差范围，保证其质量合格，设施工程阶段的一种控制方法，也能为施工质量检查环节提供可靠凭据。超高层钢结构施工管理的关键一项内容是控制垂直度，其贯穿于安装全过程。安装施工阶段一定要指派专人在现场进行追踪测量。鉴于超高层建筑高大、测量准确度要求高等情况，无形中会增加测量工作难度，故而推荐施工方加大高端测量仪器的引进力度，联合科学的测量方法，进而确保所有检测数据的精确性。

结语

综上所述，超高层建筑施工中，钢结构的运用越来越多，钢材弹塑性较好，在抗震性能方面具有显著优势。同时由于采取加工厂集中制作模式，现场施工以吊装、焊接为主，施工速度较快、无污染，具有极大的推广应用价值。在工程实践中，为保证钢结构安装作业高效、高质量完成，必须根据项目实际情况合理选择吊装机械设备、吊装与焊接方法，保证所有构件精确就位、固定牢固，整个建筑结构安全可靠。

参考文献

[1]沈育龙.复杂空间下超高层塔式起重机选型分析:第四届高层与超高层建筑论坛暨2019中国建筑学会工程建设学术委员会年会论文集[C].北京:中国建筑集团有限公司,中国建设科技集团股份有限公司,中国建筑学会工程建设学术委员会,《施工技术》编辑部,2019:236-239.

[2]白洁.钢结构施工技术发展与展望:2017中国建筑施工学术年会论文集(综合卷)[C].北京:中国建筑学会建筑施工分会,2017:64-72.

[3]张明亮,向思宇,胡习兵,等.滨江金融大厦T1塔楼钢结构吊装施工技术[J].建筑技术,2019,50(4):470-472.

[4]史清华,温超杰,王亮亮.贵阳国际金融中心超高层钢管柱新型节点施工质量控制[J].建筑施工,2019,41(7):1239-1241.