某高層建筑鋼結構施工關鍵工藝及質量控制

中國建筑第八工程局有限公司鋼結構工程公司 上海市 200122

摘要：高層建筑鋼結構施工技術和質量控制越來越多被人們重視，本文結合某工程案例，詳細描述了某高層建筑鋼結構施工關鍵工藝及質量控制。

關鍵詞：高層建筑；鋼結構；施工

1.工程概況

寧夏亙元萬豪大廈位于銀川市北京中路與寧安大街交匯處，東鄰凱賓斯基大酒店，西鄰神華寧煤集團總部，南鄰紫荊花商務廣場，北鄰寧夏國際會展中心和人民廣場，為國際品牌五星級酒店、時尚購物中心、5A智能化甲級寫字樓等綜合體建筑。該項目總用地面積4.15公頃，塔樓部分地下3層，地上50層；裙樓部分地下3層，地上4層；建筑高度216米，總建筑面積約171365m2，總用鋼量約3萬噸，建成后為寧夏第一高樓即新地標性建筑。

本工程鋼結構為塔樓鋼柱，鋼梁，核心筒伸臂桁架及設備層轉換桁架的安裝，總用鋼量約3萬噸。塔樓共50層，總高 216m，主要由外框矩形鋼管柱、核心筒十字型鋼骨柱、組合鋼骨柱與H型鋼骨柱、樓層鋼梁、核心筒伸臂桁架、設備層轉換桁架等組成。

2.高層建筑鋼結構施工關鍵工藝及質量控制

2.1鋼結構加工制作

（1）材料采購。鋼結構工程質量保證的基礎條件是材質的保證。本工程鋼結構主要采用的鋼材為Q345B和Q345GJC。如何按設計要求將這些材料保質保量及時采購到位，而又能正確應用到本工程各種相應的構件中去，將是本工程材料部分的關鍵。

（2）構件焊接。① 在正式施焊之前，必須進行工序交接工作，質量檢查員應對鋼構件的組裝質量進行檢查，確認組裝質量合格，在質量檢查員、鋼構件組裝技術員、焊接技術員共同簽署工序交接單之后，方可進行鋼構件施焊。T形接頭、角接接頭和對接接頭主焊縫兩端必須配置引弧板和引出板，其材質應和被焊母材相同，坡口形式應與被焊焊縫相同，禁止使用其它材質的材料充當引弧板和引出板，焊接結束后用火焰切除。在無特殊要求時，要求焊透的焊口，焊口背面應設置墊板，墊板材質應與母材一致，厚度為6～12mm。

（3）構件的加工制作。胎架要求必須牢固，不得有明顯的恍動狀；胎架模板要求水平，其水平度不得超過1mm；胎架定位靠山要求組裝后水平，其水平度不得超過1mm；由于鋼柱的面板及腹板的板厚不一樣，定位模板的尺寸應相應的變化。將檢驗合格的H型鋼吊上胎架，在其腹板上劃出T型鋼的定位位置線，做為安裝檢驗的基準。并在地上劃出鋼柱的輪廓線、中心線以便于安裝檢驗。

（4）吊上T型鋼，安裝在預定位置，定位時先從端部開始定位，面板采用千斤頂頂緊到位。腹板由于操作空間較小，不宜采用千斤頂進行操作，因此采用定位卡馬。定位時采用Φ3.2/J507的焊條進行，定位點焊，必須由持焊工合格證的工人施焊。對于板厚超過30mm的要求預熱，預熱溫度為100-150℃。點焊高度不宜超過設計焊縫厚度的2/3，點焊長度為50-60mm，間距為300—400mm。安裝時必須保證T型鋼的垂直度及直線度。

2.2鋼結構安裝

本工程鋼結構大部分梁柱相連的部位采用高強螺栓連接，高強螺栓將選用10.9級扭剪型高強螺栓，其鋼號、螺母、墊圈應符合現行國家、《鋼結構用扭剪型高強度螺栓連接副》（GB/T3632～3633）的規定。Q345鋼材的摩擦面抗滑移系數為0.45。

（1）鋼柱吊裝。吊裝前首先把鋼柱安裝軸線和標高控制線投測到前一節柱頂，并進行檢測復核。鋼柱吊裝前綁好爬梯，準備好安裝工具。鋼柱吊裝采用專用扁擔實施一點吊裝，上端連接板上的吊裝孔作為吊耳。起吊時鋼柱的根部必須墊實，在根部不離地的情況下，通過吊鉤的起升、變幅及吊臂的回轉，逐步將鋼柱扶直，停止晃動后繼續提升。

（3）鋼梁吊裝。本工程鋼梁的安裝順序為先主梁后次梁，先下層后上層。即平面上先安裝鋼柱與鋼柱相連鋼梁，再安裝柱與核心筒之間的鋼梁，最后安裝次梁。鋼梁吊裝工藝：本工程的鋼梁采用塔吊進行吊裝。為了加快施工進度，提高工效，對于重量較輕的鋼梁可采用串吊的方法實現一鉤多吊。為確保安全，防止鋼梁銳邊割斷鋼絲繩，要對鋼絲繩在翼板處綁扎處進行防護。鋼梁就位后，先用沖釘將螺栓孔眼卡緊，穿入安裝螺栓，安裝螺栓數量不得少于螺栓總數的三分之一，且不得少于2顆。安裝連接螺栓時，嚴禁在情況不明的情況下任意擴孔。臨時螺栓安裝時，連接板必須平整。主次梁牛腿與主梁的高低差用精密水平儀測量，并使用自制簡易校梁器進行校正。

（4）高強螺栓安裝具體操作。當構件吊裝到位后，將臨時安裝螺栓穿入孔中（注意不要使雜物進入連接面），臨時螺栓的數量不得少于本節點螺栓數量的30%，且不少于2顆，然后用扳手擰緊螺栓，使連接面接合緊密。裝配和緊固接頭時，從安裝好的一端或剛性端向自由端進行。同一個接頭上的高強螺栓群施工，從螺栓群中部開始安裝，逐個擰緊。初擰、復擰、終擰都應從螺栓群中部向四周擴展逐個擰緊，每擰一遍均應用不同顏色的油漆做上標記，防止漏擰。當高強螺栓群施工遇到有死角時候（扭矩扳手無法施擰的地方），將采用套筒扳手進行施擰。

2.3鋼結構測量定位

鋼結構施工測量是一種高精度的測量，精心布設測量基準點和基準網，正確的測校方法和數值傳遞路線，都是工程測量的基本要素。測量技術的主要形式包括塔吊的選擇、吊裝、測控和施工安全等。其中，塔吊是整個施工測量技術的核心設備。選擇塔吊時，相對于附著塔吊，內爬式塔吊更能節約成本，也因此得以在高層建筑鋼結構中廣泛應用。適合的塔吊為吊裝的正常進行奠定了良好的基礎，也促進了鋼結構施工第一道程序的順利進行。在測控技術中，目前比較先進的方法是用 GPS 定位系統進行測量基線網的測設，并以高精度全站儀構件空中三維坐標定位，提高了測量技術的精準度。本工程為一座超高層鋼結構建筑，塔樓高216m，所以對測量校正工作提出了很高的要求。為了既保證施工進度又滿足鋼結構安裝精度，因此測量方法必須進行優化，且技術先進、測量操作方法簡單可靠。整個工程的鋼結構測量采用分級布網、逐級控制的原則進行，對觀測結果進行平差，并保證工程的質量和進度。

2.4防腐涂料和防火涂料施工

（1）防腐涂料施工。鋼結構構件除現場焊接、高強螺栓連接部位不在制作廠涂裝外，其余部位均在制作廠內完成底漆、中間漆涂裝。鋼結構構件因運輸過程和現場安裝原因，會造成構件涂層破損，所以，在鋼構件安裝前和安裝后需對構件破損處涂層進行現場防腐修補。在鋼構件安裝過程中，隨各樓層結構逐步施工完成，以樓層劃分施工區域，從下至上依次交叉進行現場防腐涂裝施工。每個施工區域立面從上至下逐層涂裝，平面按順時針方向進行涂裝。

（2）防火涂料施工。根據《建筑防火設計規范》（GBJ16）和《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045）的規定，鋼柱耐火極限為3小時，鋼梁耐火極限為2小時，鋼樓梯耐火極限為1.5小時，鋼桁架耐火極限為2小時，均采用薄型防火涂料。

3.結語

高層建筑中鋼結構的廣泛應用給建筑領域注入了新活力，并且隨著工程計算和施工技術水平的不斷提高，相信高層建筑鋼結構的應用會在住宅的適用性、安全性、耐久性等方面發揮更重要的作用。鋼結構工程在施工管理過程中，要加強施工過程中的技術監督管理和質量控制，確保工程項目的順利完成。

參考文獻：

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