高層鋼結構民用建筑施工過程中的關鍵技術

劉凡鋒

（中鐵電氣化局集團第一工程有限公司，遼寧 沈陽 110001）

1 高層鋼結構民用建筑的主要特點

1.1 鋼材強度較高、重量較輕，是一種相當理想的彈塑性材料。

1.2 鋼結構采用多個構件進行組裝后形成。構件主要是由單根型鋼或者是由型鋼通過焊接及螺栓連接后進行組裝而成的，通常都是在工廠加工成型后運送到安裝現場進行安裝的。其中的材料包括型鋼與鋼板都是由鋼鐵廠按合同直接供貨。

1.3 由于鋼材自身的特性，其在一定的條件下將表現出隱脆性，尤其是對高層建筑而言，在設計時要予以充分的考慮。

1.4 由于普通鋼材的耐腐蝕性能較差，同時鋼結構的耐火能力通常較差，因此在設計時對其防護要進行同步設計。

2 高層鋼架構民用建筑的施工技術

2.1 焊接技術

由于型材的種類以及型材材質的多樣性，焊接時存在一定的特殊性，所以要從焊前預處理、焊接工藝以及焊后處理等幾個方面加以保證。

2.1.1 施焊技術

除了選擇合適的焊接電流及焊條直徑外，還必須注意焊接中的相關工藝。例如，應該在起焊點前面的15～20mm處的焊縫隙內的焊接母材上引燃電弧，之后將電弧拉長并回到起焊點，預熱片刻之后再壓短電弧，將熔池熔透并填滿到一定的厚度，然后將焊條向前移動，直到形成一個完整的焊縫；若接頭有全熔透要求，尤其是在V形、X形、K形坡口間的對接或者是T形接頭時，背面第一層焊縫往往容易出現不能焊透、夾渣或者是裂縫等焊接缺陷，這時要進行徹底的清根之后再進行焊接。

2.1.2 焊后處理

焊后處理主要是為了保證焊縫不出現凹陷、超高、氣孔、咬邊、未熔合以及裂紋等現象。同時，還應該采用超聲波無損探傷，尤其是要對受力點進行充分檢查。

2.2 組裝工藝

2.2.1 結構相對簡單、批量較小零部件的組裝可按照圖紙在平臺上劃出各組裝零件的裝配定位線，實現各組裝構件間的裝配。

2.2.2 H型鋼結構的組裝

首先要按照圖紙制作出組裝胎模，通常用一塊翼緣板作為定位的基準面，然后利用腹板從另一個側向增加水平推力，這樣就能夠依靠翼緣板及腹板的自重，使其固定于工作位置上。

2.2.3 箱形結構組裝

首先應根據圖紙的要求，在箱形結構的蓋板、腹板以及隔板的組裝面上用粉線彈出組裝線。然后以下蓋板以及某一側腹板作為基準面，按照粉線安裝好腹板、隔板。在安裝的過程中，通常采用從一個方向進行安裝，在定位中部的隔板后再對腹板進行定位，然后采用對稱的順序進行定位點焊。

2.3 安裝與檢測

2.3.1 鋼結構成品的檢驗

鋼結構成品的檢驗主要包括構件的成品檢驗以及針對工廠預組裝的檢驗。在對各個項目進行檢驗的過程中，應該按照相關的國家和行業標準、設計的要求以及鋼結構的使用狀態來進行檢驗。檢驗的主要內容包括構件的外形尺寸、構件間連接的位置與變形量以及構件部位連接的細節等。尤其是對于大型的鋼結構件，為了保證其總體的安裝精度，在工廠的組裝完成后要按照規范及相關的技術文件進行檢驗，并組織驗收。

2.3.2 構件的運輸

運輸是鋼結構構件施工中的一個重要環節，要根據構件的形狀、重量和運輸條件、安裝現場的條件，合理選擇總體制造+拆成單元運輸、總體制造+總體運輸、分段制造+分段運輸的形式。在運輸過程中，要避免裝卸車、運輸及起吊過程中造成的變形問題，因此要采取必要的臨時加固支撐措施。在運輸前要了解沿線公路、橋梁、電力設施以及地下管線等的具體情況，確保運輸過程中沒有障礙。

2.3.3 鋼結構拼裝

拼裝工作主要是由于現場起吊設備以及運輸中的條件限制使構件在長度及重量上發生一些改變，在施工現場必須要對之進行二次拼裝。

3 某高層綜合樓型施工技術方案分析

3.1 工程概況

某大廈工程型鋼柱位于公寓樓部分，共計16層。型鋼柱基礎位于負二層頂框架梁、柱交接處。型鋼柱規格、長度及重量：型鋼柱為十字形，主材為Q345B級鋼，栓釘為Q235級鋼，焊縫要求一級、二級。型鋼柱長69.6m，標準節每三層一節，每節重約3.5t；經計算型鋼柱總計重約500t，總計長度1110m。型鋼柱頂標高為63.4m，底座標高為-6.25m，基底至型鋼柱頂最大距離為69.6m。該工程樓層高，結構穩定性要求高，安裝空間小，對制作和安裝都有比較高的要求。

3.2 制作方案要點

3.2.1 鋼柱加工要點

由于該高層建筑的樓層較高，鋼柱的長度超長，所以對標高的控制一定要準確，對鋼柱加工的長度誤差必須控制在最小的范圍內，這就要求在板材在放樣下料時必須做到最細，在切割，焊接，組對時必須嚴格控制鋼材的焊接變形，組對一部分后必須進行矯正。

鋼柱分12m一節制作，共有7節，制作完后到現場拼裝。制作時，主要注意以下幾點：①十字柱柱腳栓釘的安裝必須使用專用的栓釘焊槍焊接，嚴禁使用手工焊，要保證柱腳在澆筑混凝土時，混凝土與鋼柱結合的強度。②為了保證鋼柱在安裝現場拼裝時的速度以及減少拼裝時的誤差，在制作時在中間鋼柱的兩端點焊在定位板，鉆孔，到現場用安裝螺栓固定，等鋼柱焊接好后再敲下來。③由于樓層梁與鋼柱連接較多，柱身上的連接節點板很多，必須嚴格對照圖紙施工，連接板以及柱身的加勁板必須定位準確，盡量減少制作時的錯誤，為安裝提供便利。④由于本工程對于鋼柱強度要求較高，在鋼柱變截面上下500mm范圍內必須全溶透焊，鋼板在下料后必須按圖紙要求開好坡口。按照鋼結構設計施工驗收規范，鋼柱上下翼緣與腹板的拼接縫必須錯開150mm，必須嚴格按照規范施工。

3.2.2 鋼梁加工要點

本工程由于樓層多，空間跨度比較大，需要加工的主梁以及次梁數量龐大，在加工時主要注意幾點：①鋼梁的長度誤差必須控制好，長度誤差過大會導致現場安裝困難，費工費時。②每根鋼梁組隊完成后必須進行機械矯正，組裝完次梁連接板以及加勁板后如果變形過大，必須進行火焰矯正。③加勁板組隊時必須與圖紙仔細對照，保證組裝位置的準確性，避免現場安裝時的失誤與返工。④鋼梁剛接與鉸接處的螺栓孔數量，位置及規格要反復核對，對于安裝方向不容易辨認的，必須點焊方向板，保證安裝方向正確。⑤由于鋼梁加工數量龐大，鋼梁出廠前必須做好明確的標識，標明軸線以及樓層位置，方便安裝現場構件的堆放，與安裝的便利。

3.3 鋼結構安裝要點

本工程構件數量多，樓層高，安裝時交叉作業時間多，安裝空間狹小，安裝時注意以下要點：①安裝現場在與土建進行交接時，必須仔細符合基礎的位置及標高，對于誤差過大或者出現錯誤的必須要求土建單位進行整改，并在整改后完成交接手續。②在構件進場前，做好安裝計劃，確定好安裝順序，并以此向加工廠確定加工生產的順序，確保現場的安裝不因為構件生產跟不上而拖延進度。③根據構件重量及廠房的高度選用合適的安裝工具，由于本工程將分層安裝，最后一層高度高，所以使用2臺塔吊進行交叉作業，保證能搞覆蓋整個樓層區域。

結束語

鋼結構住宅結構體系在我國正處于一個起步階段，國家政策的導向，國民生活的提高對住宅提出的要求等為鋼結構住宅結構體系的發展和應用提供了非常廣闊的前景。

[1]王曉靈.高層鋼結構施工管理技術[J].工程質量2005，(05).

[2]趙偉.超高層建筑鋼結構施工技術與管理[J].鋼結構2007，(12).