超高层建筑钢结构全逆作法施工关键技术分析

超高层建筑钢结构全逆作法施工关键技术分析

张立明

黑龙江省宸阊路桥工程有限公司 黑龙江 哈尔滨 150090

摘要：超高层建筑因其独特的地理位置和高度要求，在施工过程中面临着巨大的挑战。全逆作法施工是一种适用于超高层建筑的钢结构施工技术，它从核心筒开始，向外逐层施工，具有施工速度快、占用空间小等优点。本文详细分析了超高层建筑钢结构全逆作法施工的关键技术，包括施工准备、模板及支撑系统设计、钢结构安装、施工监测等方面，以期为我国超高层建筑的施工提供参考和借鉴。

关键词：超高层建筑；钢结构；全逆作法施工；关键技术分析

引言

随着城市化进程的加快，超高层建筑已经成为城市发展的标志。这类建筑结构复杂，施工难度大，对施工技术提出了更高的要求。钢结构作为超高层建筑的主要承重结构，其施工技术的研究对于推动我国超高层建筑的发展具有重要意义。全逆作法施工技术在我国超高层建筑施工中得到了广泛应用，通过对该技术的深入分析，可以进一步优化施工流程，提高施工质量，确保施工安全。本文将从施工准备、模板及支撑系统设计、钢结构安装、施工监测等方面，详细探讨超高层建筑钢结构全逆作法施工的关键技术。

一、超高层建筑钢结构概述

1.1 超高层建筑钢结构的特点

超高层建筑钢结构作为现代城市建设中的重要组成部分，以其独特的优势逐渐成为建筑行业的发展趋势。超高层建筑钢结构的特点主要表现在以下几个方面：高度密集：超高层建筑的高度一般在300米以上，需要采用钢结构来承受巨大的竖向载荷和风载荷。结构体系复杂：超高层建筑钢结构通常由框架-核心筒结构、筒中筒结构、桁架结构等多种形式组成，结构体系复杂。材料性能优越：超高层建筑钢结构采用高强度钢材，具有较高的强度、刚度和韧性，能够满足高层建筑对材料性能的要求。施工速度快：钢结构施工采用预制构件，现场组装，大大缩短了施工周期，提高了施工效率。抗震性能好：钢结构具有较好的弹性模量和变形能力，能够有效吸收地震能量，提高建筑的抗震性能。可持续发展：钢结构建筑具有良好的回收和再利用性能，有利于资源的节约和环境的保护。

1.2 超高层建筑钢结构的发展趋势

随着我国经济的持续发展和城市化进程的加快，超高层建筑钢结构的发展趋势如下：高度不断刷新：随着建筑技术的进步，超高层建筑的高度将不断刷新，钢结构的应用范围也将进一步扩大。结构形式多样化：为满足不同功能需求和审美要求，超高层建筑钢结构的形式将更加多样化，如混合结构、网架结构等。材料研发与应用：随着新材料技术的不断发展，高强度、高性能、绿色环保的钢结构材料将在超高层建筑中得到广泛应用。智能化与自动化：建筑信息模型（BIM）技术、自动化焊接技术等智能化、自动化技术的应用，将进一步提高超高层建筑钢结构的生产效率和质量水平。可持续发展：绿色、低碳、环保的超高层建筑钢结构将成为发展趋势，有利于促进建筑行业的可持续发展。

1.3 全逆作法施工的基本概念

全逆作法施工是一种特殊的施工方法，适用于超高层建筑钢结构施工。其主要特点是将传统的自上而下的施工方式改为自下而上的施工方式，即先施工地下部分，再逐步向上施工地上部分。全逆作法施工的基本概念如下：施工顺序：全逆作法施工打破了传统的施工顺序，先施工地下部分，再施工地上部分，使施工过程更加合理和高效。施工支撑系统：全逆作法施工需要设置稳定的施工支撑系统，以保证施工过程中的结构安全和稳定性。施工工艺：全逆作法施工采用了一系列特殊的施工工艺，如预制构件、高空作业、焊接技术等，以确保施工质量和进度。施工组织与管理：全逆作法施工对施工组织和管理提出了更高的要求，需要充分考虑施工过程中的各种因素，确保施工顺利进行。施工安全与环保：全逆作法施工注重施工安全与环保，采取了一系列措施保障施工过程中的安全和环保。

二、全逆作法施工关键技术

2.1 钢结构的运输与安装

2.1.1 运输技术要点

超高层建筑的钢结构通常重量大、尺寸长，其运输需要专业的运输车辆和吊装设备。要点包括：选择合适的运输车辆和吊车，确保运输和吊装过程中的稳定性。针对不同构件制定详细的运输计划，包括路线、时间、卸车方法等。运输过程中要进行加固措施，防止构件移位或损坏。

2.1.2 安装工艺流程

安装工艺流程主要包括：现场验收：构件到达现场后，要进行验收，确保构件的尺寸、质量符合要求。地面拼装：将小构件在地面上拼装成大的结构单元。垂直运输：利用吊车将拼装好的结构单元垂直运输到设计位置。水平拼装：在设计位置进行水平拼装，形成完整的钢结构。

2.2 钢结构焊接技术

2.2.1 焊接方法选择

根据钢结构的材质、厚度和设计要求选择合适的焊接方法，常用的焊接方法有气体保护焊、电弧焊、激光焊等。

2.2.2 焊接质量控制

焊接质量控制包括：焊接前的预热和后热处理，以减少焊接应力和变形。焊接过程中的参数控制，包括电流、电压、焊接速度等。焊接后的质量检测，包括超声波探伤、射线探伤等。

2.3 钢结构连接技术

2.3.1 连接方式比较

常见的钢结构连接方式有焊接、高强度螺栓连接、铆接等，每种方式都有其优缺点。

2.3.2 高强度螺栓连接技术

高强度螺栓连接技术包括：螺栓的选择，根据设计要求选择合适的螺栓规格和材质。螺栓的安装，要确保螺栓的预紧力达到设计要求。螺栓的防锈和维护，采用合适的防锈措施，定期进行维护。

2.4 钢结构变形控制技术

2.4.1 变形原因分析

钢结构变形的原因主要有：焊接热影响、构件自重、外部荷载等。

2.4.2 控制策略与措施

控制策略与措施包括：优化设计，合理分配荷载，减少构件尺寸。采取预应力措施，提前对钢结构进行预应力加载，以减少施工过程中的变形。施工过程中的监测，通过监测及时发现变形情况，采取措施进行调整。

2.5 施工安全控制技术

2.5.1 安全防护措施

安全防护措施包括：对施工现场进行严格的管理，确保施工现场的安全。对施工人员进行安全教育和培训，提高其安全意识。定期进行安全检查，发现问题及时整改。

2.5.2 应急预案

应急预案主要包括：突发事件的预警机制，及时发现并预警可能发生的安全事故。突发事件的应急处理流程，明确应急处理的责任人和流程。突发事件的后期处理，对安全事故进行调查，总结经验教训。

结语

本文针对超高层建筑钢结构全逆作法施工的关键技术进行了深入研究分析。全文首先概述了全逆作法施工的定义、特点及其在超高层建筑中的应用现状，然后从施工准备、钢结构制作与安装、施工监测和质量控制等方面，详细探讨了全逆作法施工的关键技术。在施工准备阶段，我们需要对施工现场进行详细调查，了解地质、水文、气象等情况，为施工方案的制定提供依据。同时，还需要对施工人员、设备、材料等进行合理配置，确保施工顺利进行。总之，超高层建筑钢结构全逆作法施工的关键技术涉及多个方面，需要在施工准备、钢结构制作与安装、施工监测和质量控制等方面进行深入研究分析，以确保施工过程的安全和质量。希望通过本文的研究，能为我国超高层建筑钢结构全逆作法施工提供一定的理论指导和实践参考。

参考文献

[1]李晓龙,罗哲,王占奎.超高层钢结构全逆作法施工管理[A].《工业建筑》杂志社有限公司、《钢结构》杂志社.2014年全国钢结构设计与施工学术会议论文集[C].《工业建筑》杂志社有限公司、《钢结构》杂志社:《钢结构》杂志编辑部,2014:4.[2]肖永.全逆作法施工技术在城市核心区的应用[J].建筑施工,2020,42(08):1378-1380.

[2]宗立杨,孙文科,李真.浅谈“全逆作法”钢结构安装技术[J].钢结构(中英文),2019,34(08):82-86.

[3]周国庆,张耀林,曹辉发,赵雅.超高层全逆作法施工地下室深化设计技术[J].施工技术,2015,44(14):105-107+126.