超高層建筑中鋼結構加工和安裝施工技術

史蘭蘭 黎再國

（1.遠東宏信有限公司，上海 200120）

1 工程概述

針對某超高層建筑，其總施工面積總計270998m2，項目的占地面積總計35345 m2，該超高層建筑是一棟擁有43層的寫字樓，寫字樓的內部支撐結構為鋼框架。其中最中間6 層裙房的設計結構符合鋼框架，其余的設計結構滿足混凝土框架。

2 加工鋼結構

在該項目施工過程中所用到的鋼結構一共分為H 型結構、T 型結構和箱型結構三種，且使用的鋼結構數量多，焊接工作也非常艱巨。特別是對箱型結構進行焊接加工的時候，箱型結構內部含有的隔板數量少，導致其結構出現變形扭曲的概率高于其他兩種。要想避免在對鋼結構進行焊接加工時出現變形扭曲現象，就應該提升焊接技術，同時強化鋼結構的質量。

2.1 H 型鋼結構的制備

H 型鋼結構的制備通常分為以下4 個步驟：

1） 校正鋼板。通過鋼板校正機器能夠規范校正鋼板，排除鋼板軋制應力的干擾，進而強化鋼板的緊密程度。

2） 鋼板放樣和加工。H 型鋼板在放樣的時候使用NC直條切割機裝備，保障鋼板的翼緣和腹板處要留出足夠空隙進行焊接加工，且焊接方式采取直條式方法，焊接結束之后對鋼板樁的邊緣進行打磨。H 型鋼板的加工有一定的焊接順序，如圖1 所示，同時焊接過程要滿足對稱性原理，即先中間后兩端。

3） 對變形部位進行校正。H 型鋼結構在焊接加工時最容易出現變形和扭曲，因此在加工結束之后需要對其進行局部校正，校正范圍應在4mm 之內。

4） 檢驗和除銹涂抹。對H 型鋼結構進行校正加工之后需要重新檢驗其長度、高度和寬度是否滿足制作標準。在滿足規范的前提下對H 型鋼結構展開除銹涂抹工作，通常選取油漆涂抹且涂抹必須均勻規整。

2.2 T 型鋼結構的組立

完成對T 型鋼結構的校正環節、鋼板放樣環節和焊接環節之后才能對其組立[1]。在進行組立工作之前由專業技術人員熟悉掌握結構圖紙，核對鋼板的型號規格與設計圖紙提供的標準是否相符。一旦確定無偏差可借助自動化組立機械對T 型鋼結構進行組立，在滿足準確度的前提下設置間隔為4m的臨時支撐進行組立。

2.3 箱型鋼結構的加工

箱型鋼結構的內部含有2 塊腹板和2 塊蓋板，借助全熔透焊的焊接方式對箱型的4 個頂角加工，同時在箱型支架中設立橫隔板和加勁板并加工焊接，最后在采取二氧化碳保焊熔透焊的方法對箱型截面加工操作。具體的加工保障分為三步：

1） 對助板進行焊接加工。先將H 型鋼結構上的助板組立，要求組立點的焊縫距離高達45mm，焊縫的間距范圍在505～585mm，使用的焊接技術為第一等級才能滿足高層建筑所需鋼結構強度。

2） 安裝內隔板。為了使內隔板的安裝符合設計圖紙要求，需借助專業胎架設備，統一內隔板的灌漿孔和電渣孔，同時在下翼緣部位表明內隔板的安裝位置。

3） 安裝腹板。腹板是箱型結構的主要組成，依據設計標準制定出腹板之后借助吊車將其吊至實施安裝的臺架上，腹板要和翼緣、隔板緊密相貼，最終完成組裝。

3 鋼結構的安裝施工過程

3.1 預埋件的安裝

安裝預埋件是超高層建筑鋼結構施工的前提，通常預埋件為矩形結構，主要由預埋螺栓、矩形短柱及鋼板組成，規定總質量10.9t，總長度7.0m，埋件的最大橫截面積是1205mm×1205mm×55mm。對于質量規格大的埋件要借助塔吊完成施工。具體的預埋件安裝應注意幾點：

1） 用塔吊進行預埋件安裝之前需檢測預埋錨栓的標準高度、錨栓的軸線和錨栓延伸出的長度，保障鋼柱腳螺栓的施工精準性及施工質量，提高施工效率；2） 對于承重力不強的鋼結構要時刻觀察，一旦出現變形或扭曲現象應立即對其校正，并做好后期防護工作；3） 在距離鋼結構腳螺栓柱最近的底板處設置標高墊塊并焊接加工，以加固其穩定性；4） 用標高墊塊的方式設置標高，首先應該在鋼結構腳螺栓柱的底部鋪放4 組墊塊打底，然后在鋼板柱安裝成功之后依據施工實際狀況對標高墊塊略微調整；5） 施工人員用分層澆筑的方法對混凝土進行澆灌，該方式能最大程度避免因混凝土疏松引發的錨栓位置發生偏移現象[2]。在具體澆灌過程中，施工人員會根據過程特點對澆灌方式做出微調。

3.2 安裝鋼柱

安裝鋼柱過程看似復雜其實不然，只有在安裝時調整好每一節鋼柱的標高和垂直度才能順利開展安裝工作。在進行第一節鋼柱安裝工作時，首先要在柱腳和地腳螺栓間隔約為35cm 處把柱腳調至垂直角度，保障柱腳的安裝孔和地腳螺栓一致，方便一次性對準安裝成功；鋼柱落位之后檢驗鋼柱是否保持垂直，在滿足垂直度偏差范圍的前提下可擰緊螺栓。確定好鋼柱的垂直度后再檢測鋼柱的標高，校正標高需要結合實際施工狀況調整墊板厚度，調整成功時再將地腳螺栓擰緊，如下圖2 所示，然后進行加固柱腳底板環節，加固柱腳底板通常選取細石混凝土澆灌，最后借助定位鋼板確定鋼柱的定位軸線，此時首節鋼柱才算安裝成功。

第二節鋼柱的安裝方式和首節一模一樣，兩節鋼柱之間會借助調節絲杠完成對接工作，需注意的是，調節絲杠不僅可以對鋼柱的垂直度和高度做出微調，而且能夠調整兩節鋼柱間的縫隙距離，最終保障鋼柱安裝符合樓層設計標準。在生產鋼柱時，廠家會在鋼柱的上端和下端標記軸線，軸線在鋼柱對接過程中可作為參考點調節距離，完善鋼板安裝的垂直度和標高，保障鋼板安裝工作的順利開展。

3.3 安裝鋼梁

鋼梁的安裝需要和鋼柱同時進行，主要原因在于鋼梁的數量很多，若不和鋼柱一起安裝會造成鋼柱和鋼梁型號規格不符的困擾。為此，在鋼柱快安裝完成時需要立即將鋼梁與其連接，保障鋼柱結構的穩定性和高性能。由于一些外部不可控因素導致鋼梁和鋼柱無法一起連接，需采取纜鳳繩進行臨時加固。

在安裝鋼梁時要滿足先下后上、先主后次的安裝順序。平臺的焊接方式采取H 型鋼結構進行焊接加工，同時在平臺的四周安裝防護欄保障施工人員的人身安全。鋼梁實施吊裝環節之前，應該先檢測鋼梁的型號規格是否和鋼柱一致，并清除打掃鋼梁表層的污垢；吊裝時，吊索的角度維持在50°左右，并且吊鉤需用橡膠皮進行包裹以免刮傷鋼梁；鋼梁在塔吊的輔助下安裝，再使用吊車兩側的纜繩把鋼梁的安裝軸線和標準對準，并用螺栓進行加固以避免出現位置偏移。除此之外，要求主梁和次梁的水平角度保持一致，鋼梁之間的安裝孔要對準，最后用螺栓加固。如果人為不能很好地控制安裝角度是否一致，可借助對應的校正儀器，在安裝過程中，為了加快安裝進度會采取先固定頂梁，再固定底梁，最后固定中間梁的順序。

4 結語

在超高層建筑施工過程中選取鋼結構的加工安裝技術，不僅能提升工程質量，而且能加快施工進度。但需要注意的是，鋼結構分為H 型鋼結構、T 型鋼結構和箱型鋼結構三種形式，施工企業也結合工程的實際特征選取合適的鋼結構類型。在安裝鋼柱時保障其安裝角度垂直，并滿足先下后上、先主后次的安裝順序。