超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)分析

中建五局第三建設(shè)有限公司鋼構(gòu)分公司，湖南 長沙 410000

1 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展概述

基于土地資源利用率要求，超高層建筑建設(shè)規(guī)模持續(xù)增大。鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為超高層建筑結(jié)構(gòu)的首選，構(gòu)件強(qiáng)度高、單位承載力大，可滿足建筑高度不斷增加的需求，也有利于確保底部穩(wěn)定。相關(guān)研究顯示，鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、施工迅速、質(zhì)量可靠等優(yōu)勢，與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)相比，超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工可有效減少施工中的資金消耗，保證項(xiàng)目按期保質(zhì)完成，最終獲得應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定、健康發(fā)展。

2 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)

2.1 鋼柱吊裝技術(shù)

超高層建筑工程作業(yè)中，鋼柱整體規(guī)模相對較大，應(yīng)分成多個部分吊裝，保證鋼柱結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量與安全。鋼柱吊裝施工要點(diǎn)如下：（1）首節(jié)柱安裝時，鋼柱需定位精確，鋼柱結(jié)構(gòu)中心線與超高層建筑中心線吻合、螺母和下墊板標(biāo)高與設(shè)計(jì)要求相符，將螺母、下墊板擰緊，以此固定好首節(jié)柱。（2）完成首節(jié)柱吊裝后，繼續(xù)安裝上節(jié)柱，做好定位軸線及標(biāo)高的控制工作，必要時可根據(jù)鋼柱標(biāo)高優(yōu)化鋼柱安裝模式，保證鋼柱結(jié)構(gòu)安全可靠。

2.2 鋼梁吊裝技術(shù)

超高層建筑鋼梁結(jié)構(gòu)吊裝施工要點(diǎn)如下：（1）吊裝前，全面檢查鋼梁結(jié)構(gòu)型號，確保其與設(shè)計(jì)圖紙要求一致，選取適當(dāng)?shù)牡跹b位置，確保鋼梁結(jié)構(gòu)安裝時平衡、可靠。（2）鋼梁結(jié)構(gòu)規(guī)模大，可采用可旋轉(zhuǎn)控制纜繩進(jìn)行鋼梁吊裝控制，以此確保鋼梁結(jié)構(gòu)可對準(zhǔn)安裝軸線，保證吊裝的精確性。（3）完成鋼梁的吊裝后，利用臨時螺栓對鋼梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定，保證鋼梁吊裝的安全性。

2.3 節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)

超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)由多個構(gòu)件組成，安裝時需做好節(jié)點(diǎn)連接工作，避免出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)散架問題，切實(shí)保證結(jié)構(gòu)的安全性。鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接可采用手工電弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊等焊接方法，也可采用螺栓連接方法。值得注意的是，鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接時，需根據(jù)具體要求選取適當(dāng)?shù)穆菟ǎ◤?qiáng)度螺栓、普通螺栓，切實(shí)保證節(jié)點(diǎn)連接可靠，鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定可靠。

2.4 測量控制技術(shù)

超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工時，安裝偏差問題較為常見，為妥善處理這一問題，必須落實(shí)鋼結(jié)構(gòu)安裝施工測量工作。超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝中，需根據(jù)結(jié)構(gòu)形態(tài)和規(guī)模制訂測量控制方案，如首層構(gòu)建測控網(wǎng)，引出每層基準(zhǔn)觀測點(diǎn)，基本消除每層測量誤差；采取相對測量法，以每層基準(zhǔn)觀測點(diǎn)為基準(zhǔn)，進(jìn)行高效、精準(zhǔn)測量，鋼結(jié)構(gòu)安裝精度應(yīng)與設(shè)計(jì)圖紙一致，以滿足超高層建筑建設(shè)要求。

3 工程案例

3.1 工程概況

案例工程為綜合樓建筑項(xiàng)目，總建筑面積為24萬m2，分為A、B塔樓，高度分別為211m、180m，兩棟塔樓通過鋼連橋連接。該項(xiàng)目結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋼結(jié)構(gòu)部分施工難度大、技術(shù)要求高。兩座塔樓采用帶懸掛層的支撐-框架結(jié)構(gòu)體系，A、B塔樓分別設(shè)6個懸挑長方體以增強(qiáng)建筑漂浮感，具體結(jié)構(gòu)設(shè)置情況如圖1所示。該項(xiàng)目鋼材用量達(dá)5萬t，主要類型有 Q420CJC、Q345CJC、Q345B、Q235B。

圖1 核心筒結(jié)構(gòu)

3.2 工程重難點(diǎn)

（1）鋼材厚度大，焊接難度大。該項(xiàng)目施工中采用的Q420GJC是高材質(zhì)鋼，最大板厚達(dá)100mm，如何有效控制焊接難度十分關(guān)鍵。（2）現(xiàn)場平面規(guī)劃要求高。該項(xiàng)目施工現(xiàn)場只有一條出入道路，同時支撐胎架、底部轉(zhuǎn)換桁架的占地面積均較大，在場地規(guī)劃方面的要求十分高。（3）支撐體系安裝、變形控制難。該項(xiàng)目在懸挑長方體施工時，對支撐要求較高，主要支撐措施為底部支撐胎架+上部臨時桁架，必須加強(qiáng)安裝控制，保證結(jié)構(gòu)變形在允許范圍內(nèi)。（4）復(fù)雜節(jié)點(diǎn)安裝難度大。該項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)施工中有較多復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，數(shù)量多、安裝難度大。

3.3 施工總體部署

基于該項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)情況，主要劃分9大施工階段，具體如表1所示，平面與立面施工部署如表2所示。

表1 施工階段劃分情況

表2 平面與立面施工部署

3.4 鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）安裝施工方案。該項(xiàng)目地上每棟塔樓核心筒內(nèi)鋼柱、外框吊柱、桁架層分別為28根、10根、6個，由2臺塔吊安裝，具體設(shè)備使用情況如表3所示。

表3 塔吊使用情況

（2）總體安裝流程。結(jié)構(gòu)總體安裝流程如圖2所示。

圖2 結(jié)構(gòu)總體安裝流程

（3）施工技術(shù)要點(diǎn)。①核心筒鋼結(jié)構(gòu)安裝。依次安裝角部柱、斜撐/梁、另一半柱及斜撐/梁。②外框懸挑長方體安裝。懸挑長方體標(biāo)準(zhǔn)層：由下至上安裝；懸挑長方體桁架層：此為大截面構(gòu)件，安裝難度大，采用由下至上安裝法，就位后焊接固定。③臨時支撐措施。該項(xiàng)目為非對稱懸挑，采用底部胎架支撐+中部支撐柱+上部臨時桁架層支撐，具體如表4所示。

表4 臨時支撐組成情況

（4）現(xiàn)場總體焊接。該項(xiàng)目采用整體對稱焊接、單根構(gòu)件對接焊接方法，依次焊接核心筒、周圍懸挑結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)代超高層建筑項(xiàng)目中，鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用越來越廣泛。在超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，施工單位要注重對工程進(jìn)行詳細(xì)分析，結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的施工方法，規(guī)范落實(shí)各道工序，保證項(xiàng)目施工質(zhì)量可靠、安全性好，真正打造優(yōu)質(zhì)工程。