高層鋼結構建筑裝配式快速安裝技術

陶葉林（萬潤房地產開發有限公司，江蘇 連云港 222000）

隨著我國近年來建筑行業的發展，高層建筑作為一種當地經濟發展的重要體現，建筑規模越來越大。在這種情況下，對高層建筑的施工也提出了更高的要求，裝配式快速安裝技術能夠充分滿足這種建筑需求，在高層鋼結構建筑施工中有著極為重要的作用，對高層鋼結構建筑施工而言，也有著十足的促進作用。因此，在高層鋼結構建筑施工過程中使用裝配式快速安裝技術就顯得極為必要，對于建筑行業未來的發展來說也是極具現實意義的。

1 高層鋼結構建筑裝配式快速安裝技術的發展背景

隨著我國社會經濟的不斷發展，國家提出了綠色環保的發展戰略規劃，在建筑領域積極利用裝配式技術，鋼結構高層建筑由于綠色環保且節能的優勢，充分占領了我國的高層建筑市場，這也是今后建筑行業發展的主要選擇，高層鋼結構建筑與傳統類型的建筑結構有較大的共同點，在居住功能以及經濟價值方面與其他建筑類型的高層建筑相比有著較大的優勢。鋼結構相比混凝土結構的建筑來說，具有較大的可塑性，高層鋼結構設計的種類也比傳統建筑更具有多樣性，有著較多的節點，鋼結構高層建筑的構件在整體結構中也能夠得到充分的利用。在此基礎上，對負責施工的建筑企業的要求也有所提升，需要滿足當前鋼結構高層建筑的施工要求與施工標準。因此需要施工公司基于以往的施工技術經驗，通過BIM技術來對鋼結構高層建筑建立模型，并對其進行工況模擬以及碰撞檢查，充分保障運用快速安裝技術施工的鋼結構高層技術能夠順利投入使用，并為其他的工程項目奠定堅實的基礎。

2 高層鋼結構建筑裝配式快速安裝技術的內涵

高層鋼結構建筑裝配式快速安裝技術能夠在施工過程中模擬真實的建筑條件，并保障鋼結構部件的質量能夠完全勝任安裝工作。在加工生產的過程中還能準確的確定部件存在的問題，通過這種方式來充分降低生產企業的生產成本，保障企業的經濟收益性。在施工過程中，對鋼柱與鋼梁來說，它們的加工復雜程度校對較低，安裝過程也更加方便，能夠充分降低影響因素，在合理的成本內將質量達到最優[1]。

3 高層鋼結構建筑裝配式快速安裝技術的優點

3.1 裝配式快速安裝技術能夠模擬現實施工場景

在施工安裝過程中使用BIM技術，并通過相應的技術軟件對施工現場進行高效模擬，能夠保障鋼結構部件的質量，通過這種仿真模擬，就能夠快速找到鋼結構部件在生產制造過程中所出現的問題，充分降低企業成本。此外，利用BIM技術所模擬出的場景是較為嚴謹的，能夠模擬出在實際施工中可能出現的各類狀況，同時還能充分提升施工效率，加快施工進度，保障利用裝配式快速安裝技術能夠在工期內順利完工。

3.2 裝配式快速安裝技術能夠簡化操作工序

在當前施工過程中，對鋼結構建筑所需要的鋼柱與鋼梁進行生產時，還能充分降低加工過程中的復雜程度，通過這種方式充分提升鋼柱與鋼梁的加工效率，利用這種高效的加工方式能夠充分降低加工過程中可能出現的影響因素，更好地把握施工工期的進度[2]。

3.3 裝配式快速安裝技術能夠提升施工作業進度

在高層鋼結構建筑中，使用裝配式快速安裝技術能夠將施工操作方法變得更具有多樣性，在完成主梁的吊裝施工后，就能夠立即開展次梁結構部位的吊裝作業，通過這種方式來加快整體施工作業的效率與速度。

4 高層鋼結構建筑裝配式快速安裝技術的應用

某項目占地約60000m2，建筑面積約為90000m2。其中，主體建筑的面積約為20000m2，所采用的高層鋼結構建筑方式，所采用的裝配式快速安裝技術進行施工，整體樓高十四層，高度約為54m，以下便將主體建筑港城鋼結構裝配式快速安裝技術施工進行分析研究

4.1 主體建筑鋼結構優化施工方案

首先，在施工過程中存在相應的問題，在設計鋼立柱變截面的方位以及主梁連接方位的箱體每部需要提升隔板的質量，在方案中隔板兩側的焊接所采用電渣焊，但是電渣焊的時間成本較大，并不能很好地滿足建筑工期的標準，因此問題在于如何能夠在保障隔板強度的同時降低時間成本。在初始的設計圖的中鋼立柱截面次數較多，而且鋼立柱分段的長度基本上將近10m，鋼柱需要先進行短接，然后進行固定，最后進行焊接。在保障固定性的同時進行打磨，探索鋼柱的質量問題，最后進行噴涂。在這個過程中，如何針對鋼柱進行分段，以及保障施工安裝的質量是需要我們進行注意的問題之一[3]。

在制作安裝的過程中，連接面積所需要的焊接程度較大，因此所能夠支撐焊接的空間較小，導致實際操作的難度上升，在這個基礎上該采用哪些焊接工藝，并在此基礎上實現高質量的焊接是需要進行充分考慮的。由于鋼立柱的變截面次數較多，而且變化的差較高，同時變截面與鋼梁的距離較為相近，因此內部隔板的強度是較高的，倘若能夠對上述內容進行拼裝，而且能夠達成坡度變化，但是在此基礎上焊接會造成重疊，因此怎樣下料截面壁板是保障建筑設計要求的重要基礎。在主建筑結構設計的過程中，樓板所利用的腳手架需要鋪設模板再進行施工，但是工期設置的期限較為緊張，而且以往的保護體系所需要的施工要求是較多的，對地面、腳手架、木板以及防護裝置的要求都是較為全面的，因此如何能夠在保障施工效率的同時滿足工期標準，是設計施工方案的重要基礎。在主體建筑中，所采用的鋼柱需要承載不同的變截面柱，并需要將鋼柱分成若干段，充分保障安裝質量以及安裝效率。

4.2 主體建筑鋼結構優化設計方案

在滿足隔板受力的同時還需要切實降低加工鋼結構部件的時間，在箱型柱三邊組立安裝隔板，并將隔板的開坡口進行焊接，所采用的焊接方式應是電渣焊。在安裝方案制定的過程中，還應該對鋼立柱的安裝步驟進行分析，將各個安裝工序按照相應的步驟進行開展，例如焊接、拴接等等，通過這種方式來保障施工的安全性，結合吊機的起重質量，同時根據吊裝來對工況進行掌握分析，確定鋼立柱變截面位置的樓層梁上分段，過程中施工人員可以直接進行檢測，對吊機工況進行分析，滿足吊裝安裝要求。同時，梁上的連接板也需要利用單面焊雙面成型的技術來對襯墊進行焊接，充分精簡工序，并改變焊接方式，從施工人員的仰身焊接變為與身體平行焊接，在降低焊接難度的同時也增加了焊接精度，充分提升焊接效率[4]。

針對安裝技術進行分析，可以將梁上5m~13m處的壁板取料，并利用壓型設備進行壓制成型，防止因為鋼板出現分縫導致重疊問題，在根本上保障焊接質量。而針對樓板進行施工時，需要在腳手架支護方式上鋪設木板進行施工，在變更構建節點的同時還應該在梁上加上支撐次梁，通過這種方式來保障安全性，同時還需要將組合板進行焊接，將鋼筋與模板進行充分結合，并在施工階段作為側向支撐來進行使用。在這個過程中，鋼筋桁架與混凝土需要進行結合，共同承擔符合，通過這種方式來降低腳手架的施工成本，充分提升樓板施工的效率。最后，需要保障變截面鋼立柱的安裝效率，可以在鋼立柱的對接口處對限位板進行工裝，并在其中打孔上螺栓，這樣一來就能利用螺栓位置，以及限位板及時找到鋼立柱的位置。

4.3 主體建筑鋼結構主要研究內容

針對主體建筑鋼結構的主要研究內容，為單元焊接反變形胎架，以及空間立體可調節式箱型立柱定位胎架，通過對這兩方面進行研究能夠充分保障節點的準確性，同時還能針對構件的組裝、焊接等工序的步驟進行合理分析，在保障加工工藝的同時還需要保障幾何尺寸，通過這種加工方式解決精度加工制作的問題。同時，還可以通過多種三維空間構建孔的鉆制方法來保障制孔精準度，能夠切實保障安裝質量。此外，在箱型立柱高空快速安裝過程中利用定位測量技術也能加快安裝速度。此外，在研究箱型縱橫梁的安裝步驟時，還可以根據實際施工工況來確定相應的安裝進度。最后，在研究鋼構件安裝與二次結構以及裝飾裝修工的同步實施，通過這種施工方式能夠避免交叉作業問題，保障工期的要求。最后，還需要制定一個能夠進行快速施工的方法，通過降低結構材料使用成本來節省整體的施工成本，并切實提升建筑工程的施工效率，降低施工的時間成本[5]。

4.4 主體建筑鋼結構主體研究方法

可以通過技術軟件來對箱型柱三維多項整體式解題進行建模分析，例如TEKLA或sino CAM等軟件都能做到精確定位并出圖，通過這種方式能夠準確分析出鋼結構部件的組裝順序以及焊接方式，通過這種方式來制作出空間節點板定位胎具，并通過加工標準來保障構建的加工效率。此外，還可以利用上述軟件創建鋼結構模型，在排版后直接進行加工。其次，安裝鋼柱時，在異形變截面鋼立柱加工時需要保障平臺的設定準確度，保障鋼立柱的加工質量，并能夠對其中所存在的問題進行修復。此外，在鋼梁的制作過程中，還需要由以下結構部分組成，包括了平臺基礎、剛性平臺、匹配模板以及定位彎板所構成，利用數控機床對匹配模板進行加工，頑板所起到的作用是為了提升鋼梁組裝過程中的穩定性，同時還需要利用頂絲進行固定，實現高質量裝配。最后，在制作鋼立柱時，還需要對將氣體保護焊以及埋弧自動焊設備進行優化升級，改變焊接過程中的參數，通過這種方式來降低焊接軌道對焊接效率的限制，切實提升焊接質量[6,7]。

5 結語

高層鋼結構建筑裝配式快速安裝技術能夠充分提升建筑質量，保障建筑效率，同時還能降低傳統施工過程中所造成的污染性，更加環保節能，節省了人力物力的同時還降低了成本的損耗，與當前國家綠色環保的發展戰略保持了充分一致。在這個基礎上，裝配式快速安裝技術在建筑工程施工過程中有著充分的優勢作用，而隨著高層鋼結構裝配式快速安裝技術的不斷應用，相關施工技術人員也應該在施工過程中充分探索更優質的施工方式，保障高層鋼結構建筑的裝配式快速安裝技術擁有更加高效的施工效率，這對于我國未來的高層建筑施工來說是極為有利的，還能帶動我國整體的建筑行業的快速發展。