高層建筑鋼結構安裝施工技術

藏勤峰

(山西建筑(工程)集團總公司第九工程分公司，山西太原 030002)

0 引言

鋼結構所具備的高強度、質量輕的顯著特點使其在高層建筑中得以廣泛應用，尤其是在超重型的高層建筑工程中。高層建筑鋼結構安裝施工過程主要是根據設計圖紙以及施工方案，對加工好的鋼構件按順序安裝到位，并且對其予以加固、連接等，以此形成一定的鋼結構空間，達到高層建筑項目抗壓、防震等效果。鋼結構的安裝質量，直接影響到整個建筑工程的施工質量，因此，在高層建筑施工過程中，必須采取積極可行的措施，以便于充分保證鋼結構安裝施工的質量。

1 高層建筑中鋼結構的特點

1.1 易受自然條件影響

高層建筑鋼結構安裝施工易受到自然條件的影響，但凡在施工過程中發生自然條件劇烈變化的情況，諸如6級以上大風、大雨或者下雪等等，則非常容易導致施工過程中出現安全事故，由此影響鋼結構安裝工程的質量，尤其會對鋼結構焊接產生較大影響，甚至還可能會導致焊接根部收縮、夾渣、裂紋等不良情況的發生，使鋼構件之間高強度螺栓連接出現質量問題，嚴重影響焊接施工質量，從而影響整個高層建筑工程的質量。

1.2 鋼結構施工常常立體交叉作業

鋼結構安裝工程的工序相對比較復雜，鋼構件也比較多，這便使得鋼結構安裝過程中，難以避免的出現交叉立體作業的情況，并且會發生互相干擾的現象，有時甚至需要在不同工序之間留出間歇時間。這樣不僅會延誤高層建筑工程進度，還可能降低施工質量。例如，鋼結構與鋼筋混凝土結構界面在同一時間進行時，則會對施工的流水節拍產生負面作用。

1.3 鋼結構施工要求較高

高層建筑鋼結構施工與傳統結構有很大區別，對鋼結構施工的要求比較高，并且在施工過程中可借鑒的經驗少之甚少，大多基本上均是根據實際建筑工程的情況予以細部設計，特別是裝飾裝修與主體結構的結合中，需首先對建筑工程的要求進行詳細的鋼結構空間設計以及對鋼結構安裝步驟的設計。另外，鋼結構對鋼構件的加工精度要求較高，由于鋼結構安裝中的焊接工作量很大，對焊接質量要求較嚴，必須嚴格加強鋼構件的加工工序質量控制以及鋼結構按一定順序的合理安裝，高層建筑鋼結構安裝施工屬于高空作業，其危險系數以及防護難度較大。所以，在施工過程中安全管理要求較高，需強化施工人員的安全意識以及嚴格監督規范其作業操作。

2 高層建筑中鋼結構安裝主要施工技術

2.1 鋼構件的驗收、矯正、進場

鋼構件在運入施工現場時，必須由專業質量檢測人員對構件質量詳細的檢驗，主要涉及到構件數量、外觀、構件幾何尺寸、螺栓直徑以及位置、焊縫坡口、節點的摩擦面、附件的數量等等，要進行檢查驗收，并對每一根構件做好統計記錄，若出現鋼構件發生變形缺陷等情況，則應及時予以矯正和處理，在確保檢驗合格之后，構件方可進入施工現場。

2.2 測量工藝

在高層建筑鋼結構的安裝施工過程中，工程項目測量工作是十分重要的環節，為了準確測量，保證施工過程的順利進行，應合理地選用一系列如水平儀、經緯儀、全站儀等的施工測量儀器和設備。在測量之前要注意合理選擇基準點、基準線，尤其對于多層建筑而言，應根據周邊高層建筑物的屋面基準點，采取合理先進的測量方式對待測目標進行有效的測量，對高層建筑水平標高不宜過高，否則會增加測量的難度以及不便。

2.3 地腳螺栓的安裝

在鋼結構安裝過程中地腳螺栓的安裝技術需要注意以下兩點:1)對于地腳螺栓的標高控制;2)對于地腳螺栓所在平面的兩個方向的中心線或者邊線的定位控制。

2.4 鋼結構柱梁的安裝

鋼結構柱梁的安裝主要分為兩個方面:1)鋼柱吊裝;2)鋼梁吊裝。鋼柱的吊裝需要采用專用的吊索按照設計的安裝順序對鋼柱逐件進行安裝，吊點的位置應設在柱連接耳板螺栓孔處。在安裝過程中，要注意控制每節鋼柱之間連接的垂直度，主要從建筑豎向的水平標高與建筑結構平面位置與軸線之間的偏差進行有效控制，從而保證鋼結構的安裝。同時，在柱柱臨時接頭處要采用高強度螺栓并在調整標高和垂直度之后加以緊固。鋼梁的吊裝首先要將核心筒周邊的外架提升到待施工樓層，通過相應的測量，按照各層鋼梁的吊裝順序進行吊裝，在吊裝完成后，一般通過初擰和終擰對高強度螺栓進行多次矯正，以此對鋼梁與梁柱連接點的軸線位置與垂直度實現有效控制。

2.5 高強度螺栓安裝

高強度螺栓的安裝，首先要做好準備工作。對于高強度螺栓摩擦面要采用噴砂法進行處理，同時對抗滑移系數試件加以加工處理，在安裝前需復檢抗滑移系數。其次在高強度螺栓的安裝的終擰過程中，要按照一定的順序進行施工，先擰上層梁，再擰下層梁，最后擰中層梁，對于節點處的高強度螺栓，要按照由中央向四周的順序進行終擰。在終擰時，必須用專用扳手，并使螺母處于轉動的狀態，從而達到控制終擰扭矩的效果，若在初擰扭矩時就超過或者達到扭斷扭矩，則會使螺母在終擰時不再轉動，進而造成不必要的安全隱患。

2.6 鋼結構現場焊接技術

在高層建筑鋼結構安裝過程中，很多鋼構件都需要用強焊接的技術進行連接，比如柱與柱、梁與柱、梁與梁之間的焊接，焊接的質量很大程度上決定了鋼結構安裝工程的質量，因此，鋼結構對現場焊接技術的要求很高，主要體現在以下幾方面:

1)對焊接環境以及溫度的選擇，焊接環境溫度不得低于0℃，若低于0℃，則必須進行焊前預熱以及焊后熱處理。另外，若在雨天或風力大于5 m/s時進行焊接施工，則必須設置防雨防風設施。2)對鋼構件的焊接必須按照一定的順序進行。例如，焊接上層的順序為:主梁到壓型鋼板支托，然后是壓型鋼板點焊。另外，在編制鋼結構焊接順序時同時要編制焊縫預留焊接收縮量，以減少焊縫焊完后產生的應力以及焊接收縮變形。3)焊接過程工藝技術嚴格控制，比如，在柱與柱的接頭焊縫時要由兩個焊工同時在對面進行焊接，需要設立專人隨時調整電流以保證不同位置的焊縫和不同直徑的焊條焊接順利完成。4)焊縫完成24 h后，需對焊接工程進行檢驗，利用超聲波對焊縫進行探傷檢驗，若檢驗不合格，則需及時制定返修工藝直到返修合格為止。

2.7 預變性技術

在高層建筑鋼結構安裝過程中常常會出現因為內應力而導致結構變形的情況，這是由于在高層建筑鋼結構的設計中，偶爾會設計不規則平面的鋼結構。所以，為保證鋼結構安裝的質量以及整體效果，避免鋼結構的安全與功能受到損壞，鋼結構安裝施工單位在安裝過程中必須加強質量控制，全面思考安裝工程過程，對可能出現的影響因素進行預測并提出相應的預防措施，做到防患于未然。例如，采取鋼梁起拱、預留樓板混凝土后澆帶等措施來保證鋼結構順利的安裝，最終完成安裝。在安裝過程中，對于一些鋼構件的長短要適當的調整，以滿足安裝需求。

2.8 施工過程的安全管理

高層建筑鋼結構安裝是一項高危險性的高空作業，若沒有做好安全管理工作，則會導致在施工過程中存在很多安全隱患，直接威脅到施工人員的人身安全。因此，一方面要保障作業人員的人身安全利益，另一方面要保證安裝工程的質量以及工程如期完成。必須加強施工過程的安全管理，實施有效的安全管理制度，對可能發生的安全事故進行有效的防范，加強施工人員的安全意識，在鋼結構安裝工程項目中，設立一定的安全管理機構以及專職的安全管理人員，制定相應的安全管理制度并嚴格執行，對施工現場的安全管理進行嚴格的監督指導，最大限度的確保施工過程的安全管理到位。

3 結語

鋼結構相比于傳統的建筑結構，不管從經濟上還是從工程質量上，均具有顯著的優勢，特別是對于一些大型的高層建筑項目，所以，相關人員應當強化鋼結構的運用及安裝從而實現建筑行業的蓬勃有序發展。

［1］王冬冬.淺談高層建筑鋼結構安裝［J］.商品混凝土，2013，9(7)：190-191.

［2］潘程瑜.高層建筑鋼結構安裝關鍵技術研究［J］.中國建筑金屬結構，2013，11(20)：6-7.

［3］郭華健.高層建筑鋼結構安裝關鍵技術分析［J］.中華建設，2012，5(9)：12-13.