超高層鋼結構建筑施工工藝控制要點

梁榮建

（天元建設集團有限公司，山東 臨沂 276000）

超高層鋼結構建筑施工工藝控制要點

梁榮建

（天元建設集團有限公司，山東 臨沂 276000）

近30年來，隨著經濟水平的不斷提高以及科學技術的不斷發展，我國的建筑業也得到了相應的發展。為了使建筑行業得到不斷的發展，建筑結構的形式是需要不斷更新的，所以我們需要對建筑材料的特有性能有進一步關注。而鋼結構具有綠色環保、重量輕、強度高等一些顯著的性能，特別在高層、超高層、大跨度的建筑中得到廣泛應用。而本文主要對超高層鋼結構建筑的現行狀況作了簡要的說明，并且根據具體的工程實例闡述了其具體的施工工藝，同時對其關鍵工序的質量控制要點進行了說明，對我國現有超高層鋼結構建筑施工有重要的指導意義。

鋼結構建筑；超高層；施工；設計；安裝

從某種程度上來說，一個國家建筑的水平就可以反映該國經濟發展的水平和社會文明程度的高低。舉例來說：迪拜塔、臺北101高樓、上海中心大廈、環球金融公司、國家石油公司雙塔大樓，這些為人們所熟知的建筑正在用自身的高度向世界展示著它們所在城市的發展水平。了解一個城市最快的方法，就是看它的建筑，它們能體現出一個城市的科技發展水平。

一、關于超高層鋼結構建筑的現狀與發展趨勢

國外研究超高層鋼結構建筑已經有大約110年的歷史了，而計算機技術的日益成熟以及建筑師對超高層鋼結構建筑體系的不斷完善也促使高層鋼結構建筑在近代獲得了長足的、較快的發展。其具體表現為：在歐美國家，全部建筑總量的65%是鋼結構建筑，而在我們鄰國日本，這一比例也達到了50%。1975年，5000t的鋼結構產量使美國出現了鋼結構發展的第一次高峰。從分散到集中，從集中到更加集中，鋼結構建筑行業正在不斷的發展。在美國，NCI、Nucor、以及Others這三大集團掌握著美國大部分的鋼結構建筑制造商協會。

鋼結構的設計及其制作技術的研究是歐美國家主要關注的鋼結構建筑的兩大因素。在整個過程中，數控機床設備組成了鋼結構生產設備，其成品的精密程度相對于其他產品也更高。鋼結構產品的主要特點為：重量輕、強度高、施工速度快。高質量的產品、含量較高的技術，齊全的種類以及注重環保的特質使高附加值產品占據了整個鋼結構產量的半壁江山。同時，其成熟的制造與安裝工藝技術；高標準、高水平的施工；安裝環節的機械化，密集型技術的應用；到位的施工質量管理也使其在其他產品中脫穎而出，從而得到建筑行業的一致認可。

二、關于鋼結構施工工藝的流程

1.鋼結構制作主要包括：鋼柱、鋼梁、支撐、大跨度網架、桁架制作。現今信息發達，交通便利，在建筑市場上，專業的加工廠家、安裝隊伍很容易找到。

2.關于H型鋼柱、梁的相關制作的步驟

（1）首先要確保零部件的質量是合格的，其次要將反變形平直度及彎曲度控制在小于1/1000的范圍內，嚴格按照規法要求控制下料誤差；（2）鋼結構加工的主要機器有：用于組立的Z15型H型鋼組立機、用于H型鋼焊接的龍門焊接機。焊接完畢后按規范進行檢驗，合格后進入下道工序；（3）組立焊接H型鋼，按照規范要求必須保證焊接H型鋼的翼緣板拼接焊縫與腹板拼接焊縫的間距控制在200mm以上的范圍內，與加勁板之間的距離也要按要求錯開200mm以上。（4）H型鋼焊接完成后，進行矯正，H型鋼矯直機主要用于H型鋼翼緣焊接以及變形，工作中的主要注意事項是嚴禁一次將其壓成，正確做法是多次滾壓使其成型；自制壓力架、火焰矯正主要針對H型鋼側彎及腹板不平的問題。（5）在對H型鋼進行了全面的檢查并且確定其合格后，進行下一道工序，在組裝平臺上進行組裝焊接連接板以及加勁板和它零件。

3.關于十字柱組裝的問題

（1）H型鋼、T型鋼制作完成檢驗合格后，再進行十字柱的裝置。（2）在專用組裝胎架上組裝十字形柱，十字形鋼柱由一個H形和兩個T形組成，H型鋼、T型鋼組裝完成后進行下道工序，H形和兩片T形構件組裝焊縫使用CO2氣體保護焊機手工焊。（3）十字形鋼柱組裝焊接完成檢驗合格后，再在平臺上對其進行連接板、牛腿、抗剪栓釘等較小的零部件的組裝。（4）十字形鋼柱組裝完成檢驗合格后進行焊接，焊接完成后進行構件校正。（5）以牛腿或節點板為基準劃磨頭線，然后用端面銑銑平上頭接柱端面，下接頭斷面打45°角破口。（6）最后一步是進行上下柱的預拼裝，拼裝合格后，編號并粘貼合格證按要求擺放在貨場。

4.鋼結構安裝實例時的安裝工程概況

本文中的工程定位為某市中心區正東，施工區坐落于市中心，較為繁華的環境、密集的交通道路以及車輛、行人繁多，并且現場施工空間狹小，沒有地方擺放鋼構件，這就要求安裝過程中隨運隨吊，減少構件二次搬運，加快安裝速度。

關于主體建筑鋼結構的主要標記有：地下6層，深-25m，地上54層，高239.4m，長63.5m，寬38.1m，核心筒長34.8m，最寬19.5m。型鋼混凝土結構主要應用于外框架，混凝土結構應用于核心筒。而主體結構加裙樓結構總用鋼量約10000t。

5.在鋼柱安裝過程中需要注意的事項有：（1）第一節鋼柱安裝至關重要，首先用調平螺母把柱底板找平。（2）第一節鋼柱安裝完成后，及時校正鋼柱平面位置及垂直度和標高，調整完成后用鋼板把柱底墊牢固，底板上面安裝壓板裝上螺母，拉上不少于3根纜風繩。（3）安裝第二節鋼柱，用連接耳板與第一節柱連接，調整垂直度，來纜風繩，保證鋼柱穩定，然后焊接對接焊縫。委托第三方檢測，焊縫檢查合格后，采用同樣方法一次安裝上節鋼柱，直到完成全部鋼柱的安裝。（4）施工過程中要求將鋼柱柱身平面坐標中心線與基礎平面坐標中心線對準，且必須將其偏差控制在不大于5mm的范圍之內。為了確保柱身長度中心線的鉛垂度，用經緯儀測垂直度時應該在90°方向上測量，保證所有偏差均在規范要求范圍內。（5）測量各柱中心線間的距離時，應該將其定位中心線的偏差控制在不大于5mm的范圍之內。（6）穩固的操作平臺主要在鋼柱空中對接搭設，當上下節對口時，緣板、翼板應該無錯位現象，且在用水準儀測量各平臺標高線在同一平面上時，應以每層平臺標高為基準，而經緯儀主要用于垂直度的測量與找正。（7）鋼柱對接焊縫時，由兩人對稱焊，先打底，請跟后，再依次對稱焊接，通知動態觀察測量鋼柱垂直度，有偏差時及時在焊接過程中調整，保證鋼柱垂直度偏差在規范要求內。（8）高空焊接如果風太大則影響焊接質量，必須在焊接位置搭設焊接平臺和防風棚，才能保證工人安全和焊接質量。

6.在鋼梁及平臺安裝過程中需要注意的事項有：（1）為了加快施工進度，鋼梁采用串吊，一次吊裝安裝3層鋼梁，提高工作效率。（2）為了保證高空作業安全，在安裝完成的鋼柱上全部拉上安全繩，下面拉上防護平網，外立面張拉立網，保證工人安全，同時也提高工人工作效率。（3）鋼梁安裝完成后校核鋼柱垂直度，然后安裝高強螺栓，高強螺栓終擰后，進行鋼梁焊接，焊接過程中動態跟蹤對鋼柱變形的影響，一旦發現超過規范要的偏差及時調整，保證整個框架結構的安裝精度滿足相應規范。

7.高強螺栓安裝，鋼梁之間的連接、鋼梁與鋼柱之間的連接設計為高強螺栓連接，具體安裝過程有以下幾個步驟：（1）高強度螺栓進場檢驗、保管。在接受由制造廠按批配套供貨時必須要確保出廠質量保證書的完整。在運輸、保管過程中，輕裝、輕卸可以防止損傷螺紋。在保管高強度螺栓連接副時，應該按包裝箱上注明的批號、規格分類放于室內，同時堆放不宜過高，防止生銹和沾染臟物。連接副在安裝使用前嚴禁開箱。（2）高強螺栓的規格型號必須符合相關規范，高強螺栓必須經試驗確定扭矩系數或復驗螺栓拉力，抽檢合格后才能使用。工地安裝過程中，當天安裝剩余的的高強度螺栓必須妥善保管，在安裝過程中，螺紋不得碰傷，沾染油污，防止扭轉系數變化導致高強螺栓安裝不合格，達不到設計要求，引發質量安全事故。（3）高強度螺栓緊固程序和施工工藝時要注意的問題：安裝高強度螺栓時，螺栓應自由穿入孔內，不得強行敲打，不能氣割擴孔。穿入方向要一致，同時臨時安裝螺栓不能用高強度螺栓來代替。安裝高強度螺栓時，必須按一定順序施擰，由螺栓群中央順序向外擰緊，并在當天終擰完畢。（4）在進行高強螺栓安裝時，應該把摩擦面上的鐵屑、浮銹等污物完全清除，保證鋼板接觸面的接觸面積，滿足連接摩擦力，保證結構連接安全可靠。

三、高層鋼結構加工制作安裝經驗總結

通過本工程的施工，我們在加工、安裝等方面總結大量經驗，編制了專門的施工工藝，方案先行，嚴格按照施工方案和工藝操作，保證工程質量，為以后高層和超高層鋼結構的施工打下良好基礎。

結語

由于超高層建筑的高度和跨度決定了一個國家建筑業的發展水平，所以近年來，我國已經逐漸參與到超高層建筑高度的競爭中。就目前的情況來看，鋼結構的應用在超高層建筑中的應用比例為70%～80%，是一個比較高的比例，而我國未來建筑行業的發展方向是由輕型鋼結構、大跨度空間鋼結構、高層重型鋼結構的應用來決定的。

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［3］馮俊，趙云.淺析高層住宅鋼結構的施工方法［J］.建筑科學，2012（2）：49-50.

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