王德雨

摘 要：高層建筑是指20層以上的住宅以及總高度超過(guò)24米的公共建筑和綜合性建筑。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的快速發(fā)展，我國(guó)的鋼產(chǎn)量和鋼材產(chǎn)量都突高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展已有一個(gè)世紀(jì)的歷史，在這種情況下，我國(guó)政府及時(shí)調(diào)整政策，建設(shè)部在修訂我國(guó)《建筑業(yè)推廣應(yīng)用10項(xiàng)新技術(shù)》中，首次列入了鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù)，完成了在建筑業(yè)從“限制使用鋼結(jié)構(gòu)”到“大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)”的政策轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：高層；鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

1 前言

在現(xiàn)代建筑中，高層建筑工程大量增加。本文主要闡述高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及建議。

2 超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

結(jié)合高層鋼結(jié)構(gòu)的工藝流程與特點(diǎn)（構(gòu)件驗(yàn)收→吊裝→螺栓→焊接及檢測(cè)→壓型鋼板與栓釘），現(xiàn)對(duì)超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要總結(jié)。超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)主要包含如下幾方面內(nèi)容：①塔吊的選擇、布置及裝拆；②構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)、驗(yàn)收與堆放；③吊裝；④測(cè)量控制；⑤焊接；⑥工期及質(zhì)量控制；⑦安全施工。

2.1 塔吊的選擇、布置及裝拆

塔吊是超高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工的核心設(shè)備，其施工，對(duì)塔吊起重能力和幅度要求不像采用附著式塔吊那樣苛刻。另外，采用附著塔吊的造價(jià)要遠(yuǎn)高于同類型起重能力稍小的內(nèi)爬式塔吊，比如本工程設(shè)計(jì)高度為150m，采用附著式塔吊的塔身高度約180m，加上地下部分高度共200m，而采用內(nèi)爬式塔吊的塔身約為40～50m。附著塔吊的租賃成本要大于內(nèi)爬式塔吊。因此，從經(jīng)濟(jì)上考慮，為節(jié)約成本，優(yōu)先選用內(nèi)爬式塔吊進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑的施工。

2.2 吊裝

吊裝是鋼結(jié)構(gòu)施工的龍頭工序，吊裝的速度與質(zhì)量對(duì)整個(gè)工程起著舉足輕重的作用。鋼結(jié)構(gòu)吊裝前應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)平面和立面形狀、結(jié)構(gòu)形式、塔吊的數(shù)量和位置、現(xiàn)場(chǎng)施工條件等因素確定吊裝分區(qū)與吊裝順序。本工程劃分為東、西兩個(gè)作業(yè)區(qū)，由兩個(gè)作業(yè)分別完成各自范圍內(nèi)的構(gòu)件吊裝。吊裝的總原則為：

平面內(nèi)均從中心核心筒向四周擴(kuò)展，即從中間的一個(gè)單元開(kāi)始，先組裝成一個(gè)穩(wěn)定的剛度柱網(wǎng)單元，先吊柱后吊梁，一個(gè)柱網(wǎng)單元吊裝并臨時(shí)固定后，再在其左右或前后吊裝兩個(gè)單元，待3個(gè)單元構(gòu)件全部吊裝完成后，進(jìn)行全面的校正。

豎向吊裝順序（以一柱三層為例）：先安4根鋼柱→下層框架梁→測(cè)量校正→螺栓初擰→中層框架粱→上層框架粱→測(cè)量校正→螺栓初擰→測(cè)量校正→終擰高強(qiáng)螺栓→焊接→焊縫檢測(cè)→散鋪上層壓型鋼板與栓釘焊接→下、中層壓型鋼板散鋪與栓釘焊接→下、中、上層鋼梯、平臺(tái)吊裝→樓蓋鋼筋混凝土樓板施工。

焊接高層鋼結(jié)構(gòu)具有工期緊、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工程量大、質(zhì)量要求高的特點(diǎn)，而焊接作為鋼結(jié)構(gòu)施工的重要工序，其焊接順序與工藝參數(shù)的選擇與施焊水平對(duì)工程的“安全、優(yōu)質(zhì)、高速”的完成影響重大。本工程約15000工鋼結(jié)構(gòu)安裝施工任務(wù)，月施工最快完成9層；采用CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊完成了超厚鋼板焊接的施工（最厚達(dá)100mm），整個(gè)工程的焊縫100%超聲波探傷，100%合格，一次探傷合格率達(dá)98%；在鋼結(jié)構(gòu)吊裝方面，經(jīng)過(guò)項(xiàng)目技術(shù)人員不斷探索與總結(jié)，解決了超高層鋼結(jié)構(gòu)空間定位及折線形鋼結(jié)構(gòu)箱型柱吊裝技術(shù)問(wèn)題，且整體垂直度最大偏差9mm。

確定焊接順序①平面內(nèi)：應(yīng)從建筑平面中心向四周擴(kuò)展，采取結(jié)構(gòu)對(duì)稱、節(jié)點(diǎn)對(duì)稱和全方位對(duì)稱的順序焊接。②豎向上：L層框架梁→壓型鋼板支托→下層框架梁→玉型鋼板支托→中層框架梁→壓型鋼板支托→焊接檢驗(yàn)（柱柱焊接可在梁焊接前進(jìn)行，也可于之后進(jìn)行）。③柱一柱焊接應(yīng)由兩名焊工相對(duì)，兩面等溫、等速對(duì)稱施焊。④柱梁節(jié)頭的焊接，一般先焊H型鋼的下翼緣板，再焊上翼緣板。一根梁的兩個(gè)端頭應(yīng)先焊一個(gè)端頭，待其冷卻至常溫后，再焊另一端。

確定焊接工藝中關(guān)村金融中心工程鋼結(jié)構(gòu)焊接施工難度較大，不僅鋼板厚，而且由于結(jié)構(gòu)為雙曲面，設(shè)計(jì)中采用了大量的斜撐及斜柱，造成立焊、斜立焊較多，此類結(jié)構(gòu)不僅處于結(jié)構(gòu)的重要部位，而且大多處于外向、斜向，安全操作與施工防護(hù)都比較困難。尤其是緊迫的工期與較大的焊接工程量之間的矛盾，我們采用CO氣體保護(hù)半自動(dòng)焊應(yīng)用于立焊、斜立焊和俯角焊的工藝，從根本上解決手工電弧焊速度慢影響進(jìn)度的問(wèn)題，滿足了焊接施工的需要。

確定焊接參數(shù)選定工藝后，焊接QC小組在項(xiàng)目組的帶動(dòng)下通過(guò)工藝評(píng)定，編制出一整套切實(shí)可行的適用本工程特點(diǎn)的CO氣體保護(hù)半自動(dòng)焊接方法及參數(shù)。首先確定攻關(guān)目標(biāo)，用ABC法找出影響質(zhì)量的原因.并進(jìn)行系列分析，針對(duì)這些問(wèn)題找出相應(yīng)的對(duì)策措施；建立了有效的質(zhì)量保證體系，制定完善的工藝指導(dǎo)書。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，確定了運(yùn)用于橫焊、平焊、立焊、斜立焊的丁藝參數(shù)；通過(guò)對(duì)焊絲的伸出長(zhǎng)度、焊縫層問(wèn)清理，焊槍施焊角度反復(fù)摸索，形成了一整套的施工要領(lǐng)；為使焊接環(huán)境處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，加強(qiáng)了施工防護(hù)措施和輔助措施。

安全施工安全施工是鋼結(jié)構(gòu)施工中的重要環(huán)節(jié)，超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)是高空、懸空作業(yè)點(diǎn)多。在施工過(guò)程中，僅螺栓就有40萬(wàn)顆，這些零件雖小，但如果從l00m以上的高空掉下去，后果可想而知。針對(duì)超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)，采取事前與過(guò)程控制相結(jié)合的方法，即事先采取防護(hù)措施（如防墜板、防墜器、安全梯、纜風(fēng)繩等），并加強(qiáng)對(duì)施工人員的安全教育，堅(jiān)持安全巡視制度。本工程在吊柱子時(shí)外墻設(shè)安全網(wǎng)，吊框架梁時(shí)架設(shè)臨時(shí)活動(dòng)式走道，并隨框架吊裝逐層升高；擰螺栓時(shí)在梁端掛設(shè)吊籃，焊接時(shí)搭設(shè)操作平臺(tái)，另外做到及時(shí)鋪設(shè)樓層壓型板以確保施工安全。

3 對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)施工的幾點(diǎn)建議

（1）充分理解節(jié)點(diǎn)深化圖，合理制定施工工藝。

（2）根據(jù)工程特點(diǎn)合理選用機(jī)械設(shè)備，特別是塔式起重機(jī)的選用，并要考慮其裝拆的可行性。

（3）根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、焊接形式及氣候條件選用合理的焊接工藝及參數(shù)，不能一概而論，盲目照搬。

（4）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工順序及進(jìn)場(chǎng)數(shù)量要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)堆放條件及吊裝設(shè)備的吊運(yùn)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈蒲生.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].高等教育出版社，2003.

[2] 尚守平.結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社，2003.

[3] 應(yīng)惠清.土木工程施工[M].同濟(jì)大學(xué)出版社，2001.