高層鋼結構施工關鍵控制點分析

【摘要】由于施工條件的制約及工期的嚴格要求，在高層鋼結構的施工過程中對質量、安全及進度的保障都帶來很大的困難。怎樣提高工效和施工質量是高層鋼結構施工吊裝的一個緊迫而又現實的問題。下面以南京地鐵大廈的建設為例，詳細分析了高層鋼結構工程吊裝施工過程中的關鍵控制點。

【關鍵詞】高層建筑；鋼結構；施工控制點

在高層鋼結構工程施工過程中，一般需要經過深化設計、鋼構件制造、預埋件安裝、鋼柱梁吊裝及校正、壓型鋼板鋪設、樓板混凝土澆筑、工程驗收等程序。在這整個工程施工的過程當中，最重要的控制點是在構件吊裝、測量控制、現場焊接等，任何一個方面控制不嚴，就不僅僅是延誤工期，而且會給工程的質量帶來嚴重影響。

一、工程概況

南京地鐵大廈位于南京市中山路與珠江路路口以北，吉兆營以南，東側是南京市國土局用地，西側是地鐵珠江路站，它是南京地鐵運行的指揮控制中心。南京地鐵大廈占地面積4783平方米，東西寬約63米，南北長約75米，總建筑面積為40220平方米，整個建筑高99.8米，地下3層，地上26層，部分鋼板厚度達到60毫米以上，僅焊縫長度就達8萬多米，耗鋼更多達5300余噸。

南京地鐵大廈總投資1.85億，整個建筑采用全鋼架支撐結構體系，它的受力狀況很明確，可以很好的抵御地震荷載的作用，抗震性極高，是南京地鐵的“心臟”。同時，大廈噴涂的是高性能防火涂料，防火時間長達3小時。建成后的南京地鐵大廈外形優美，但是在施工的過程中難度是很大的，其難度在于構件的吊裝、定位精度和現場焊接，尤其是高空焊接方面的質量保證是一個比較難的關鍵控制點。

二、吊裝施工及測量控制

1、鋼結構吊裝：（1）吊裝順序：鋼柱安裝→柱間支撐安裝→安裝主、次梁→梁柱節點焊接→鋪壓型鋼板、焊栓釘→鋼結構分層驗收（2）吊裝方向：自東向西（3）吊裝方式：鋼柱初始起吊時其下端用木頭支墊，防止回直過程中滑動和不應有翻轉以及損傷構件，使用上節柱底和下節柱頂的安裝聯接板進行，調整位置后用夾板和螺栓連接。鋼立柱起吊時預先掛上鋼爬梯，并用繩把鋼爬梯綁扎到鋼爬梯上。鋼柱吊裝到位后，操作人員沿爬梯爬上柱頂卸去吊鉤。鋼梁采用2點捆綁吊裝方法，鋼梁吊裝到位后首先是聯接腹板的安裝螺栓，隨著結構層升高，鋼梁垂直運輸的時間越來越長。為了最大限度利用塔吊能力，鋼梁采用串聯吊裝。在相應層次的鋼梁上暫設臨時放置點，這些位置用來堆放鋼梁。塔吊集中將部分鋼梁吊上該層后再逐件安裝。同時現場必須注意：（a）每處放置點上同一時間內堆放的鋼梁數量不得超過15根。（b）放置點處的鋼梁應確保擱置在不少于2根鋼梁上并基本對稱。（c）放置點下方拉好安全網。

2、測量控制：測量控制包括：柱頂標高控制、單根垂直度及錯邊控制、整體框架控制、鋼梁標高控制；（1）柱頂標高測量控制：每一層鋼柱安裝結束后測量柱頂標高；柱高差不超過5mm時只記錄，不調整；柱高差超過5mm時，及時將偏差數值反饋回制作工廠，在制作上一節鋼柱時調整其長度適當加長或縮短，達到上一節柱頂標高正確；（2）單根柱錯邊控制：上、下柱對接節點的錯口主要靠鋼柱加工精度保證，特別是聯接位置處的臨時安裝板的位置精度要求很高，偏差不得超過1mm；按照規范要求，錯口不得超過t/10，且不大于3.0mm。（3）單根柱垂直度控制：在柱子吊裝到位后使用千斤頂進行初步調整，調整過程中隨時檢測鋼柱垂直度，初步調整時偏差不超過20mm時即可。測量在三層柱子以下用經緯儀進行，超過三層柱子時用平面上的控制網進行。全部柱子校正后，再用準直儀對基準柱進行復核，結果在控制值之內，則本節框架結構的柱子垂直度完成校正。（4）鋼梁標高控制：用水準儀和標尺測量同一根測兩端的頂面高差，不超過L/1000，且不超過10mm。超過規定時先用螺栓孔調節，如果還不夠，只有通過打孔的辦法，但必須通過相關負責人員同意批準。

三、焊接施工

1、焊接施工流程：焊接節點裝配質量檢查→安裝襯板→坡口表面清理→焊接及焊后保溫→焊縫表面檢查→UT檢測→報驗；2、焊前準備：（a）對接面的不平面度不大于2mm；（b）坡口的不直線度不大于2mm；（c）焊接坡口內不得存在鐵銹、水分、油漆等雜質；（d）根據情況用砂輪磨光機打磨處理；（e）鋼墊板裝配牢固，長度適當，與板的貼緊間隙不超過1mm；（f）焊接參數如電流、速度、電壓等在焊接工藝評定后最終確定；（g）焊條應在300－350℃下烘焙2小時，置于150℃恒溫箱中1－2小時后使用；3、焊接施工：（a）焊前對母材進行預熱；厚度大于36mm的鋼板施焊前進行預熱，預熱溫度為100－150℃；（b）鋼柱、鋼梁焊接按照對稱的原則進行，每根柱子由四人同時施焊，起弧滅弧位置應錯開，每根柱子兩側的鋼梁焊接時應由成對焊工焊接；（c）多層焊應連續施焊，每層焊道焊完后及時清理，清除缺陷；每層焊道厚度不大于5mm。；多層焊的接頭應錯開，每段焊縫的起始端應階梯狀；（d）焊后應及時進行保溫措施：焊接完畢，及時清理焊縫表面的熔渣和兩側飛濺物，檢查焊縫表面的外觀質量，同時用石棉布對焊縫進行保溫措施，防止焊縫冷卻過快形成冷裂紋；

四、施工工期及質量控制

工程質量和工期的保證依賴于嚴格的施工組織和科學的管理、新工藝、新設備的應用。

南京地鐵大廈主體鋼結構構件共5391件，重量5450噸，壓型鋼板4萬平方米，熔焊栓釘總共6萬套，焊縫9萬余米。面對如此龐大的工程量及相對緊迫的工期，首先在工程管理上實行以項目經理為中心的項目負責制度，健全的領導班子，認真負責的員工，并加強對施工人員的有效管理，采用經濟及行政等一切措施，調動人員的積極性，從人力資源方面保證了項目的順利進行。在項目管理形式上，制定三級滾動計劃，及時掌握并了解工程的進度，適時的加大對工期滯后項目的人員的管理，確保施工始終處于受控狀態。

“安全生產，文明施工”，是鋼結構施工中的重要環節。在南京地鐵大廈建設過程中，僅高強度螺旋栓就4.5萬套，不要看這些零件小，一旦從100m以上的高空墜落下來，造成的后果是可想而知的。因此，為了徹底杜絕此類事故的發生除了要成立安全監督小組，各個專業均要設立專職安全員，嚴格工序安全作業，并制定周密完善的安全生產文明施工管理條例和考核辦法，定期對施工人員的安全進行教育培訓，堅持日安全巡邏制度，樹立“安全重于泰山”的思想。還要針對高層鋼結構施工的特點，采取事前與過程控制箱結合的辦法，如事先采取防護措施（安全梯、纜風繩、防墜器防墜板等等），

五、結論

該工程是高層鋼結構框架體系中具有代表性的一個實例，也是典型的裝配式鋼結構建筑。現階段，隨著現代建筑的日新月異，在高層、超高層鋼結構的建筑物將會越來越普及，而在場地條件有限的情況下，為保證工期及施工質量安全，就必須在吊裝方案、測量控制、現場焊接等方面進行重點把控及優化。

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