建筑鋼結構施工技術及質量控制

摘 要:我國高層建筑早期多為單一用途，近年來高層建筑發展迅速，建筑逐漸向功能多樣的綜合性方向發展。為適應建筑功能需要，向多用途、多功能發展，高層建筑平面布置和立面體型日趨復雜。本文主要結合某高層建筑工程的施工案例，對該工程的鋼結構部分的施工技術及質量控制措施作了探討和闡述。

關鍵詞:鋼結構 施工技術 質量控制

中圖分類號:U2 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)03(c)-0035-01

1 工程概況

某大廈工程是一個集辦公、酒店、商業為一體的大型多功能綜合性建筑，總建筑面積為267345m2，地下3層，地上22層，檐口高度為75m。建設單位一方面為追求建筑設計上的標新立異，以便將該工程建成繁華商業中心的地標性建筑，另一方面為在有限的規劃區域內獲得更多的使用空間，在設計上選擇了跨度較大的懸挑結構，形成了三層以上同一、二層不同的結構布局，需要通過轉換層完成其從上層到下層不同柱網軸線布置的變化。由于結構本身的特殊性，轉換構造僅在懸挑部位設置。轉換結構采用墻梁式，墻梁本身既起到承擔柱網尺寸變化而增加的荷載的作用，本身也充當隔斷墻，充分利用了空間，具有很強的獨創性。

2 鋼結構工程主要施工技術

2.1 施工流程設計

鋼結構施工是本工程的重點之一。鋼結構主要有兩大部分，一是交叉的兩根斜撐鋼梁和上下兩根水平的H型鋼梁，二是軸交點處的豎向方鋼柱子。確定合理的鋼結構安裝順序，制定完善的過程控制措施，才能既保證工程質量和施工安全，又要確保施工進度。

設計安裝流程如下:

安裝14軸十字型鋼柱→安裝下部H型鋼梁→安裝15軸方鋼柱→安裝上部H型鋼梁→安裝通長的600×300×30的方鋼斜梁→安裝另一根方鋼斜梁下肢→安裝另一根方鋼斜梁上肢→澆筑方鋼梁柱內的自密性混凝土→綁扎墻梁鋼筋。上述流程使各構件較快地組合成比較穩定結構，施工過程易于控制，能夠最大限度地保證施工過程安全和整體安裝質量。

2.2 鋼結構施工技術

(1)鋼結構安裝

多層與高層鋼結構工程施工中，鋼構件在加工廠制作，現場安裝，工期較短，機械化程度高，采用的機具設備較多。

在多層與高層鋼結構安裝旌工中，由于建筑較高、大，吊裝機械多以塔式起重機、履帶式起重機、汽車式起重機為主。

多層與高層鋼結構吊裝，在分片分區的基礎上，多采用綜合吊裝法，其吊裝程序一般是:平面從中間或某一對稱節間開始，以一個節間的柱網為一個吊裝單元，按鋼柱→鋼梁→支撐順序吊裝，并向四周擴展，垂直方向由下至上組成穩定結構后，分層安裝次要結構，一節間一節間鋼構件、一層樓一層樓安裝完，采取對稱安裝、對稱固定的工藝，有利于消除安裝誤差積累和節點焊接變形，使誤差降低到最小限度。

(2)鋼結構的連接

1)焊接連接

焊接連接的優點是構造簡單，加工方便，不削弱焊件截面，節約鋼材，易于采用自動化操作。除少數直接承受動力荷載結構的某些連接，焊接可廣泛應用于建筑鋼結構的連接。

鋼結構的焊接方法有電弧焊、電阻焊等。電弧焊的質量比較可靠，是最常用的一種焊接方法。電弧焊可分為手工電弧、自動或半自動埋弧、氣體保護焊等。電阻焊常用于冷彎薄壁型鋼的焊接。焊接時根據焊縫的截面形狀，分為對接焊縫和角焊縫兩種形式。

對接焊縫分為完全焊透焊縫和不焊透對接焊縫。對接焊縫的主要特點是用料經濟，傳力簡潔、均勻，受力性能好和疲勞強度高等，但焊件邊緣需要開坡口，且尺寸要求精確，故制造較費工。

角焊縫分為直角角焊縫和斜角角焊縫。直角角焊縫又分為正面角焊縫和側面角焊縫。角焊縫構造簡單，旌工方便，但承受動載性能差。

2)螺栓連接

普通螺栓采用的鋼材通常為Q235鋼，實際工程中常用的鋼筋直徑為16、20、22和24，其優點是施工簡單，拆裝方便。普通螺栓根據螺栓的加工精度分為A、B、C三級，C級螺栓加工粗糙，精度要求不高，可用于承受靜力荷載和間接承受動力荷載結構的次要連接、可拆裝的連接、承受拉力的安裝連接、不重要的連接和作為安裝時的臨時固定。A、B級螺栓由于制造和安裝比較復雜，成本高，目前極少采用。

高強度螺栓采用經熱處理的高強度鋼材制造，目前國內常用高強度螺栓的性能等級有10.9級和8.8級，常用螺栓直徑為M16-M30，根據高強度螺栓的受力特征可分為摩擦型高強螺栓和承壓型高強螺栓。

3 鋼結構工程施工質量控制

鋼梁安裝前必須搭設鋼梁下部鋼管支撐和滿堂紅腳手架、鋪梁底模板放出鋼梁位置線后進行鋼梁吊裝。

鋼結構的測量、放線和校正。測量工作是鋼結構安裝質量控制最重要的工作之一，在每一個構件進行吊裝就位前必須對標高、軸線進行測量和校正，結構無誤后方可進行吊裝，吊裝后再進行復測。

當鋼梁(柱)吊到就位上方200mm時，應停機穩定，對軸線或和十字線后，緩下落，下落中應避免磕碰牛腿地腳螺栓絲扣，如有不符應立即調整，調整后的偏差應在3mm以內。

鋼梁就位后，必須用高墻螺栓將其暫時和十字型鋼柱牛腿鎖定，鎖定后測量無變位方可吊裝懸挑端頭的方鋼柱。

懸挑端頭的方鋼柱吊裝就位后，將其柱根部牛腿臨時和鋼梁鎖定，并在柱中軸線4個方向上用攬風繩拉緊穩定。

當上部位鋼梁就位后調整好位置應立即與十字柱和方鋼柱進行施焊，以便使上下鋼梁和鋼柱形成整體鋼框架，加強整體穩定性。

在吊裝斜鋼梁之前必須測量鋼柱對角線之間的鋼梁實際尺寸，然后在施工現場對斜梁構件進行放樣和裁減(因有安裝偏差)，利用塔吊吊至整體鋼框架外側再有人工推到位，在上鋼梁架子上掛倒鏈進行定位調整。

高強度螺栓緊固。在每段鋼梁安裝后，經復測，確認符合設計要求后，每個節點的高強螺栓由中間向兩側依次對稱緊固。使其高強螺栓達到初擰值，然后依照初擰緊固順序進行高強螺栓的終擰。最后進行上下翼緣的焊接，焊接完畢進行超聲波探傷檢測。

4 結語

該高層建筑工程中的鋼結構工程按照所設計的安裝順序，成功地解決了方鋼柱懸空不生根，穩定性難以控制的技術難題。同時，安裝過程所采取的各項控制措施，既保證了鋼結構的在各個方向的位置以及鋼結構錨固、連接的質量，也保證安裝過程的安全。

參考文獻

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