鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑施工中的應(yīng)用技術(shù)研究

摘 要：高層建筑鋼結(jié)構(gòu)體系是一項(xiàng)多樣化和復(fù)雜系統(tǒng)工程，必須慎之又慎，在施工前必須制定周密，詳細(xì)的施工組織方案和施工計(jì)劃。同時(shí)，還應(yīng)注意安全施工，本文就針對(duì)這些問題進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)施工；技術(shù)；安全措施

一 高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)安裝

（1）流水段劃分

由于高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)劃分為若干個(gè)節(jié)，一般以鋼柱的分段作為節(jié)的劃分依據(jù)。在進(jìn)行吊裝時(shí)，除須保證單節(jié)框架本身的剛度外，還須保證自升式塔式起重機(jī)在爬升過程中的框架穩(wěn)定，因此立面施工流水劃分必須注意：1）塔式起重機(jī)的起重性能（起重量、起重半徑、起吊高度）應(yīng)滿足流水段內(nèi)的最重物件的吊裝要求。2）塔式起重機(jī)爬升高度能滿足下一節(jié)流水段的構(gòu)件起吊高度。3）每一節(jié)流水段內(nèi)柱的長度應(yīng)能滿足構(gòu)件制造廠的制作條件和運(yùn)輸堆放條件。

（2）每節(jié)流水段內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)框架和特殊節(jié)框架的施工

1）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)框架的施工超高層鋼結(jié)構(gòu)框架，在總體上可劃分為節(jié)框架（一般以3～4層為一節(jié)），在這些節(jié)框架中，存在著多數(shù)節(jié)框架具有結(jié)構(gòu)類型大致相同的情況，把這類節(jié)框架歸納為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)框架。只要抓住標(biāo)準(zhǔn)節(jié)框架的施工， 也就基本上取得了超高層鋼結(jié)構(gòu)框架施工的主動(dòng)權(quán)。2）特殊節(jié)框架的施工特殊節(jié)框架，是指不同于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的框架。如底層大廳（裙房網(wǎng)架）、結(jié)構(gòu)的水平加強(qiáng)桁架層、屋頂花園層等。由于其建筑和結(jié)構(gòu)上的要求特殊，施工有其不同的要求，為此應(yīng)制定特殊構(gòu)件吊裝的施工技術(shù)方案， 方能全面完成超高層鋼結(jié)構(gòu)框架的安裝。底層大廳（裙房網(wǎng)架），此類網(wǎng)架結(jié)構(gòu)跨度較大，同時(shí)位于高層建筑的內(nèi)部或旁邊，施工條件較差，一般采用“地面拼裝，整體提升”、“搭設(shè)平臺(tái)，高空散裝”等施工方法。結(jié)構(gòu)的水平加強(qiáng)桁架層，桁架結(jié)構(gòu)重量重，一般情況下塔吊無法整體吊裝，常采取“分段吊”、“整體提升”、“散裝法”等還有如屋頂花園層等，此類結(jié)構(gòu)較輕，一般就直接采用塔吊進(jìn)行散裝法。

（3）鋼柱的安裝方法

1）鋼柱安裝前應(yīng)對(duì)F 一節(jié)柱的標(biāo)高與軸線進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)誤差超出規(guī)范的，應(yīng)立即修正。2）安裝前，應(yīng)在地面把鋼爬梯等裝在鋼柱上，供登高作業(yè)用。3）鋼柱工廠加工時(shí)應(yīng)按要求在柱兩端設(shè)置臨時(shí)固定用的連接耳板，上節(jié)鋼柱對(duì)準(zhǔn)下節(jié)鋼柱柱頂中心線后，即用螺栓與連接板做臨時(shí)固定。待鋼柱對(duì)接（指電焊）完成，且驗(yàn)收合格后，再將耳板割除。4）鋼柱一般采用兩點(diǎn)就位，一點(diǎn)起吊。

（4）鋼梁與鋼桁架的安裝方法

1）安裝前必須對(duì)鋼柱上的連接件或混凝土核芯筒壁上的埋件進(jìn)行預(yù)檢。預(yù)檢內(nèi)容：對(duì)連接件檢查平整度、磨擦面、螺栓孔；對(duì)埋件檢查位置、平整度、清潔度。2）起吊前，在梁面裝好扶手桿和扶手繩或扶手管，特別是主梁與主桁架一定要裝，對(duì)次梁或小梁可以根據(jù)需要安裝，扶手高1m，沿梁長通長設(shè)置，供高空作業(yè)人員做通道用。3）鋼梁、鋼桁架安裝一般采用兩點(diǎn)吊。4）鋼梁、鋼桁架吊裝方法一般有捆扎法、工具式吊具法、在梁上設(shè)鋼吊耳法。

（5）鋼結(jié)構(gòu)的安裝要求

1）多為組合體的形式：①組合體的連接形式復(fù)雜、多樣，連接要求高。②不同的建筑中特殊鋼結(jié)構(gòu)一般不會(huì)相同或相似，因此其安裝不可能有一個(gè)統(tǒng)一的或相對(duì)固定的安裝模式與工藝。這就體現(xiàn)了它在超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝施工中的難度。在很大程度上，它左右了吊裝主機(jī)的選擇與布局，以及施工的總體流程。③轉(zhuǎn)換柱、轉(zhuǎn)換桁架類安裝方法。此類結(jié)構(gòu)非常重，同時(shí)又大多處于建筑的中部，一般多采用散裝法、提升法、吊裝法等，如上海某超高層建筑設(shè)了3 道大型桁架（跨度達(dá)43m），每榀桁架最重約為120t。第1 道桁架的安裝工藝：選用兩臺(tái)M440D 動(dòng)臂式的塔機(jī)，將43in 的大桁架分為3 段，采用分段安裝的方法，先將重約30t 左右的桁架兩端頭安裝就位，中間一段采用雙機(jī)（兩臺(tái)M440D）抬吊，重量控制在55t 以內(nèi)，對(duì)于第二三道桁架則利用原結(jié)構(gòu)做支承平臺(tái)，采用順作散裝法安裝。④外伸桁架、天橋類的安裝工藝。在超高層建筑間常設(shè)置鋼天橋類結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)重量重，大型吊機(jī)也無法靠近吊裝，一般此類結(jié)構(gòu)常采用“地面拼裝，整體提升” 的施工工藝。提升設(shè)備常選用鋼索式液壓提升裝置，對(duì)長距離、大噸位結(jié)構(gòu)的提升，采用這套設(shè)備與工藝是非常理想的，具有安全性、可操作性以及精度高的特點(diǎn)。⑤鋼結(jié)構(gòu)的測(cè)量與校正：1）校正的基本順序。超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的校正是按流水段進(jìn)行的， 而流水段又是按柱子的分段劃分的。一般一個(gè)流水段（或稱一節(jié)柱）為3層，高l2m 左右。校正是在一個(gè)流水段安裝完成后進(jìn)行的。而下一個(gè)流水段的開吊，又必須以前一個(gè)流水段校正結(jié)束為前提。幾個(gè)流水段施工完成后，可安排階段性驗(yàn)收，最后進(jìn)行施工總驗(yàn)收。

（6）校正的方法要求

1）底層鋼柱的標(biāo)高調(diào)整技術(shù)：第一節(jié)鋼柱是安裝在混凝土基礎(chǔ)上的，鋼柱安裝前先在每根地腳螺栓上擰上螺母， 螺母的面標(biāo)高應(yīng)為鋼柱底板的底標(biāo)高，然后將鋼柱或鋼柱底板安裝就位，再復(fù)測(cè)底板或鋼柱的平整度與垂直度，如有誤差，可用扳手微調(diào)底板下的螺母，直到符合要求為止。然后擰上底板面上的螺母，鋼柱臨時(shí)固定完成。另一種方法是設(shè)置標(biāo)高墊塊調(diào)整的方法。2）柱頂標(biāo)高的調(diào)整技術(shù)：柱頂?shù)臉?biāo)高誤差主要產(chǎn)生原因有：①鋼柱制作誤差，長度方向每節(jié)柱規(guī)范允許±3mm；② 吊裝后垂直度偏差造成；③鋼柱電焊對(duì)接造成焊接收縮；④鋼柱與混凝土結(jié)構(gòu)的壓縮變形；⑤基礎(chǔ)的沉降；每安裝一節(jié)鋼柱后，應(yīng)對(duì)柱頂做一次標(biāo)高實(shí)測(cè)，根據(jù)實(shí)測(cè)標(biāo)高的偏差值來確定調(diào)整與否。標(biāo)高偏差值小于等于5mm，只記錄不調(diào)整，超過5mm 需進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法：如果標(biāo)高高了，必須在后節(jié)柱上截去相應(yīng)的誤差長度；如果標(biāo)高低了，須采用填塞相應(yīng)厚度的鋼板，鋼板必須與原鋼柱同種材質(zhì)。垂直度校正采用兩種方法：用激光經(jīng)緯儀校正；用高精度的經(jīng)緯儀校正。

（7）安全措施

水平通道設(shè)施。經(jīng)常采用工具式腳手通道、鋼管腳手通道、裝配式通道板、扶手繩等形式。扶手繩是在無安全通道的情況下，采用在距鋼梁一定高度的鋼柱表面焊接連接件， 使用鋼絲繩或尼綸繩穿過，形成扶手繩。施工人員在鋼梁上行走時(shí)可用于安全帶固定與扶繩緩行，確保安全。接柱操作平臺(tái)。鋼柱之間的連接基本采用焊接緊固的方法。必須設(shè)置操作平臺(tái)供焊工使用。一般采用工具式平臺(tái)或用鋼管腳手搭設(shè)平臺(tái)。在吊裝前固定柱上，隨柱一起吊裝。