超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)分析

劉學(xué)理

（甘肅方圓工程監(jiān)理有限責(zé)任公司甘肅省蘭州市730030）

超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)分析

劉學(xué)理

（甘肅方圓工程監(jiān)理有限責(zé)任公司甘肅省蘭州市730030）

超高層建筑的發(fā)展情況可以被視為是超高層建筑施工技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的體現(xiàn)形式，對(duì)于該類(lèi)建筑而言，其所需的施工技術(shù)是極為復(fù)雜化的，鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是關(guān)鍵性的施工技術(shù)。本文重點(diǎn)探究與鋼結(jié)構(gòu)制造、安裝相關(guān)的施工技術(shù)，希望與建筑單位施工人員一起分享，在此基礎(chǔ)上使相關(guān)技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)完善與創(chuàng)新的目標(biāo)，大大提升鋼結(jié)構(gòu)連接的質(zhì)量，從而使超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)工程順利的竣工。

超高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)；分析

伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑占地面積越來(lái)越少，為了促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)超高層建筑就成為有效解決上述問(wèn)題的可行途徑之一，此外超高層建筑也能夠?yàn)榫用裉峁└鼮閷掗煹幕顒?dòng)空間區(qū)域。而鋼結(jié)構(gòu)作為主要的施工原料，施工技術(shù)應(yīng)用得是否得體直接關(guān)系著建筑工程的質(zhì)量，體現(xiàn)了我國(guó)建筑行業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的實(shí)際面貌，本文作者結(jié)合人具體實(shí)例對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行深入的分析[1]。

1 簡(jiǎn)述超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)體系的分類(lèi)

超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作是建立在建筑工程的使用功能、高度、成本預(yù)算基礎(chǔ)之上的，不同的建筑項(xiàng)目所需的鋼結(jié)構(gòu)體系之間存在一定的差異性。而超高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)體系一般有以下幾種類(lèi)型：型鋼混凝土結(jié)構(gòu)體系、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)體系、巨型鋼結(jié)構(gòu)體系等。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上就是指那些鋼筋混凝土構(gòu)件中存在型鋼的結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)將型鋼作為鋼骨，以埋入組合的方式應(yīng)用于超高層建筑施工進(jìn)程中，型鋼與外包混凝土的融合，使兩者的強(qiáng)度疊加在一起，從而提高構(gòu)件的承載力與延伸性、抗震能力等；鋼管混凝土結(jié)構(gòu)體系是對(duì)混凝土性質(zhì)的優(yōu)化；巨型鋼結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于建筑施工進(jìn)程中，布置靈活，主次結(jié)構(gòu)受力分明，在超高層建筑施工進(jìn)程中有極高的應(yīng)用頻率。

2 列舉超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)制作之時(shí)所需的技術(shù)

2.1 測(cè)量技術(shù)

超高層建筑自身具有高度高的特點(diǎn)，因此鋼結(jié)構(gòu)在制作的過(guò)程中要對(duì)其尺度進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量，因?yàn)樵谕ㄒ晽l件作用的下，得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果就具有一定的難度。因此甘肅最大型單體建筑新區(qū)某展覽館工程，平面未四個(gè)橢圓相交，截面未倒圓臺(tái)，斜柱弧形。在施工進(jìn)程中對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，采用的多數(shù)為雙重控制網(wǎng)，即GPS定位系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用完成鋼結(jié)構(gòu)基線網(wǎng)的測(cè)量任務(wù)，再在高精度全站儀的配合下，利用空間三維坐標(biāo)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的每一構(gòu)件進(jìn)行精確的定位，從而保證超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)制作工藝順利的完工。

2.2 焊接技術(shù)

使用者對(duì)超高層建筑的使用性能以及安全性能是極為重視的，因此剛結(jié)構(gòu)在制作之時(shí)，應(yīng)該合理的選擇行焊接技術(shù)[2]，這樣去確保焊接量適中，最終保證了焊接的質(zhì)量。施工人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到氣溫的變化也會(huì)對(duì)焊接技術(shù)應(yīng)用的效果造成影響，此外施工作業(yè)的環(huán)境為高空，因此在對(duì)焊接技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用之時(shí)，要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)進(jìn)行深入的分析，并對(duì)近階段施工現(xiàn)場(chǎng)氣溫變化的情況進(jìn)行預(yù)測(cè)判斷，以此去保證自身的人身安全以及鋼結(jié)構(gòu)焊接施工的成效；結(jié)構(gòu)合理的安全平臺(tái)，高空必要的防風(fēng)措施，動(dòng)火制度的嚴(yán)格審批為質(zhì)量安全提供保證。

2.3 預(yù)變形技術(shù)

預(yù)變形技術(shù)的應(yīng)用，有效的解決了空間三維變形現(xiàn)象的發(fā)生，從而保證了鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能。預(yù)變形技術(shù)應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)制造的進(jìn)程中，就是在多樣化科技的輔助下，對(duì)施工構(gòu)成開(kāi)展各類(lèi)模擬試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上明確鋼結(jié)構(gòu)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的變化情況以及變形值等問(wèn)題，此時(shí)施工人員就可以參照相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)信息對(duì)原有的建筑施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行規(guī)劃與調(diào)整，例如對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，或者對(duì)易變形的部位進(jìn)行反向變形處理，從而使制造出的鋼結(jié)構(gòu)與施工設(shè)計(jì)方案的相關(guān)要求基本吻合，最終保證了超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量。

3 與鋼結(jié)構(gòu)安裝有關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)

超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)在安裝過(guò)程中主要涉及以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：①流水段劃分，眾所周知，超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)在施工之時(shí)需要將建筑項(xiàng)目劃分為幾個(gè)版塊，而劃分的主要憑據(jù)是將工程所需的鋼柱分段作為劃分節(jié)點(diǎn)，繼而在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝施工之時(shí)就有相關(guān)的參考信息，即按照相應(yīng)的結(jié)構(gòu)需求與單體特點(diǎn)，除了需要確保每一框架具有一定的剛度之外，還要重視其穩(wěn)定性的建設(shè)工作，從而使鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度得到全面的擔(dān)保；②對(duì)鋼結(jié)構(gòu)每節(jié)內(nèi)框架的施工安裝工作，一節(jié)一般含有3～4層，那么在對(duì)其進(jìn)行施工安裝之時(shí)，要參照施工情況與建筑項(xiàng)目的具體需求，擇取不同的安裝方法，一種是節(jié)間綜合安裝方法，另一種是按照構(gòu)件分類(lèi)的流水安裝法。在具體的安裝操作過(guò)程中，應(yīng)該注意以下幾方面問(wèn)題：①只有框架組合的基礎(chǔ)上，吊裝作業(yè)才會(huì)展開(kāi)；②在對(duì)框架焊接之前需要對(duì)其柱子垂直度偏差進(jìn)行計(jì)算與分析，對(duì)其進(jìn)行有效的改善，從而保障鋼結(jié)構(gòu)在超高層建筑施工進(jìn)程中的安全性。

3.1 鋼柱施工安裝技術(shù)

鋼柱作為鋼結(jié)構(gòu)體系中重要的組成部分，其在參與安裝施工工作之前，施工技術(shù)人員應(yīng)該嚴(yán)格的對(duì)節(jié)柱標(biāo)高、軸線的進(jìn)行考察，當(dāng)測(cè)量誤差的數(shù)值在允許的范疇之內(nèi)時(shí)，才能開(kāi)展安裝工藝活動(dòng)，在實(shí)際施工工作中，兩點(diǎn)就位與一點(diǎn)起吊的施工技術(shù)擁有較高的應(yīng)用頻率。上述施工技術(shù)在應(yīng)用之時(shí)，首先將鋼結(jié)構(gòu)的鋼柱構(gòu)件的兩側(cè)連接上固定的連接耳板，完成對(duì)其加工處理的任務(wù)，繼而在螺栓和連接板的參與下，達(dá)到對(duì)鋼柱上下節(jié)臨時(shí)固定的目標(biāo)，當(dāng)一切焊接工作完成之時(shí)，應(yīng)用施工技術(shù)將連接耳板卸除，最終使鋼結(jié)構(gòu)鋼柱順利的在超高層建筑中安裝。

3.2 特殊鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)在實(shí)際的施工進(jìn)程中存在較多的特殊鋼結(jié)構(gòu)這已經(jīng)是毋庸置疑的事實(shí)，這些特殊鋼結(jié)構(gòu)主要有轉(zhuǎn)換柱、外伸桁架、轉(zhuǎn)換桁架、天線等。特殊鋼結(jié)構(gòu)一般具有以下幾個(gè)特性：①經(jīng)常性以合并的形式呈現(xiàn)給大眾，其重量與體積都相對(duì)較大；②各個(gè)結(jié)構(gòu)之間若要想實(shí)現(xiàn)連接的目標(biāo)，需要復(fù)雜化的連接程序，且對(duì)連接技術(shù)方法提出的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較高；③這些特殊鋼結(jié)構(gòu)在超高層建筑中發(fā)揮的作用很大。那么基于以上各種特性，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)中特殊鋼結(jié)構(gòu)的施工安裝，需要全面的考慮與分析不同建筑工程設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)之間的差異性，實(shí)施不同類(lèi)型的安裝技術(shù)，這在很大程度上提高了特殊鋼結(jié)構(gòu)施工的工作難度，同時(shí)也會(huì)對(duì)吊裝機(jī)的選擇與施工程序產(chǎn)生直接的影響。施工技術(shù)應(yīng)用于特殊鋼結(jié)構(gòu)安裝的工藝環(huán)節(jié)之時(shí)，施工人員應(yīng)該積極的參照建筑工程的結(jié)構(gòu)特征以及現(xiàn)場(chǎng)吊裝機(jī)械的能力，繼而開(kāi)展施工工作，使鋼結(jié)構(gòu)在超高層建筑中順利的竣工。

例如甘肅省蘭州某投資大廈綜合辦公樓總高158m，為型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，鋼骨重量4000多噸。此類(lèi)工程難點(diǎn)在于型鋼與鋼筋連接，所以在在加工過(guò)程中要求土建與鋼結(jié)構(gòu)深化技術(shù)人員嚴(yán)密配合，將箍筋穿孔進(jìn)行了準(zhǔn)確布置，合理布置牛腿及梁縱向鋼筋穿孔位置，最終保證了安裝質(zhì)量，降低的鋼筋綁扎難度，也節(jié)省了工期。得到鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)的榮譽(yù)，專(zhuān)家對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)的做法一直肯定。又如甘肅蘭州某體育健身場(chǎng)館，屋面為大跨度管桁架造型，項(xiàng)目施工人員在對(duì)特殊鋼結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換柱和桁架開(kāi)展施工安裝作業(yè)時(shí)，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：一是特殊鋼結(jié)構(gòu)多數(shù)都很沉重，因此實(shí)施的安裝方法一般為吊裝法、提升法與散裝法，對(duì)于這類(lèi)超高層建筑來(lái)說(shuō)，可以將桁架分成3段進(jìn)行安裝，順序?yàn)橄葍啥嗽僦虚g，均采用雙機(jī)起吊的方式；而對(duì)于第2、3道桁架的施工安裝，大體上是將原結(jié)構(gòu)作為支撐平臺(tái)，在散裝法的輔助下落實(shí)施工安裝任務(wù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)程中，應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)有多種類(lèi)型，除了本文提及的幾點(diǎn)之外，鋼結(jié)構(gòu)施工控制技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用也是極為必要的，此時(shí)使用的方法通常是閉環(huán)控制法，其能夠完成對(duì)施工計(jì)劃的分析與預(yù)測(cè)工作，同時(shí)落實(shí)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)形變的有效監(jiān)測(cè)，一般是形體監(jiān)測(cè)與標(biāo)高監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)異常進(jìn)行及時(shí)有效的糾正與調(diào)整。總之建筑施工單位應(yīng)該積極做好鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)的分析工作[3]，這樣才能選擇合適的技術(shù)完成鋼結(jié)構(gòu)制作、安裝等施工環(huán)節(jié)，從而使超高層建筑的施工質(zhì)量有所保障，為打造和諧穩(wěn)定社會(huì)環(huán)境添磚增瓦。

[1]刁維建，路征.基于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)和措施分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015.

[2]杜建江，潘寧濤，何央素，等.超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].建筑施工，2015.

[3]賈美金.超高建筑鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)及控制措施[J].四川水泥，2015（7）：68，261.

TU974

A

1004-7344（2016）28-0325-02

2016-9-19

劉學(xué)理（1979-），男，漢族，甘肅人，工程師，本科，從事鋼結(jié)構(gòu)建筑施工及監(jiān)理工作。