超高層建筑鋼結構施工技術分析

李慶

（中鐵建設集團有限公司，北京100040）

1 引言

超高層建筑在節約空間資源、土地資源方面發揮著較大的優勢，成為當前建筑行業的重要發展趨勢。超高層建筑施工作業中，涉及多方面內容，對于鋼結構，需要采用先進的、科學的施工技術，把握施工要點，提升工程建設水平，更好地適應建筑行業的發展要求。

2 超高層鋼結構的特點

鋼結構在超高層建筑施工作業中占據著重要地位，對增強建筑結構的穩定性和可靠性具有積極意義。超高層鋼結構具有高度高、自重大的特征，一般情況下，建筑物的總高度可以達到幾百米，而高空作業是超高層建筑的重要作業方式，對施工安全防護工作是一項重大考驗，更對施工技術有較高的要求[1]。

3 超高層建筑中鋼結構施工技術的重要性

現階段，超高層建筑鋼結構的風格越來越個性化和多樣化，表現出斜、扭、懸等特點，增加了建筑的施工難度，這些都要求不斷提高鋼結構施工技術水平，并且鋼結構施工技術的合理運用能夠有效減少結構變形問題，從而更好地提高超高層建筑鋼結構的穩定性、安全性和可靠性。

4 鋼結構施工關鍵技術

超高層建筑鋼結構施工技術的應用過程中，應著重把握以下關鍵技術。

4.1 螺栓預埋技術

螺栓預埋技術是鋼結構建筑施工中重要的技術之一，重點在于確定預埋柱腳螺栓的位置，位置的精準性決定了鋼柱安裝的準確性。在進行預埋螺栓位置施工的過程中，需要嚴格控制基礎軸線和標高基準點，一般需要進行2 次測量：第一次測量在埋設定位后進行；第二次測量在混凝土澆筑完畢后進行，標高偏差保持在5 mm 以內，定位軸線偏差保持在2 mm以內。

4.2 吊裝技術

吊裝是超高層建筑鋼結構施工的重要環節，其操作的規范性會給建筑項目的施工質量帶來直接影響。把握好吊裝技術施工效果，需要做到以下幾點：

1）吊裝前要能夠全面分析建筑項目施工現場和鋼結構的基本情況，確定施工標準、塔吊裝置以及結構形式，為后續施工作業提供良好的基礎[2]。

2）鋼結構吊裝過程主要分為豎向立體吊裝和平面內吊裝，二者的吊裝順序存在較大的區別。豎向吊裝作業進行中，要嚴格按照先下后上的順序進行，完成下層框架梁的吊裝工作；中層、上層框架梁的吊裝，要一邊進行固定作業，一邊進行實時測量，直至完成樓蓋鋼筋混凝土樓板施工作業。平面吊裝過程中，需要沿著核心筒進行，吊裝和固定好周圍設備。另外，在吊裝過程中，要合理控制起重機的載重，合理設置載重參數。

4.3 焊接技術

在鋼結構的施工過程中，構件之間的連接通常需要依靠焊接技術，在焊接技術的應用過程中，應注意以下要點：

1）施工過程中，盡量使用高性能的焊接設備以及適合的焊接技術。目前，二氧化碳保護焊接技術成本低、焊縫成形質量良好，得到了普遍應用。

2）焊接方式的選擇十分重要，在焊接平面內鋼結構時，要注重堅持先中心、后四周的順序進行擴散焊接；對于豎向結構，焊接作業要嚴格遵循上層框架梁、壓型鋼板支托、下層框架梁、玉型鋼板支托、焊接檢驗的順序進行。鋼結構柱與柱的焊接過程中，要同時由2 位焊接人員進行，并及時清理好焊縫層，避免焊接途中有雜質產生[3]。

3）焊接作業進行中，會產生大量的熱，若焊接冷卻速度過慢，產生鋼結構變形的概率也較大。要減少焊接變形問題，合理選擇焊接方法，發揮變形工藝、強制約束工藝的優勢和作用。進行箱型桿件與工型桿件焊接時，為了提升焊接效率，可以使用埋弧自動焊工藝。

4）焊接過程中，要減少焊瘤或裂紋問題，需要事先對焊條進行檢查，把控焊接咬邊效果，減少漏焊情況的發生。對焊接質量進行檢查時，可以采用超聲波探傷等無損檢測技術。

4.4 預變形技術

目前，超高層建筑中的鋼結構多采用不規則造型，使施工作業中容易產生三維變形，需要加以充分重視，采用科學的技術手段進行應對和處理。施工企業要高度關注鋼結構施工技術的運用，合理制訂施工方案，控制設計質量和施工質量，減少結構變形，保障總體結構的穩定性。預變形技術施工主要包括構件夾固法和反變形法。構件夾固法主要是為了防止中小型構件變形，在固定剛性較好的夾具之后進行焊接，可以使高溫帶冷卻變化中所產生的收縮變形被夾具強行固定，此工藝技術適用于低碳鋼結構施工。對于中長型鋼結構構件，需要采用反變形法控制構件變形，在判斷焊件冷卻后所產生變形的方向及大小后，在焊接前以方向一致，大小相等的冷焊件進行變形，抵消焊接完成之后所產生的變形。焊接順序的選擇會產生不一樣的焊接變形，所以，正確的焊接施工非常重要[4]。

5 施工實例

某高層建筑為鋼結構高層住宅，建筑面積約4.8×104m2，主要采用鋼結構-中心支撐結構體系，框架柱為箱形截面，采用圓鋼管進行中心支撐，樓面次梁和框架梁采用熱軋H 型鋼，施工過程中，對建筑中的鋼結構采用了鋼結構施工技術，強化了鋼管、柱等鋼結構的施工作業效果。施工企業在全面分析和總結位置數據后，確定了鋼管柱的傾斜度、偏移等數據，然后進行鋼結構安裝，為控制鋼結構構件變形，在實際施工中采用預變形技術，實際焊接工種控制焊接工序，并在焊接前判斷鋼結構構件的焊接變形情況，提前選擇反變形焊接技術，將鋼結構構件的變形控制在相關規范規定的范圍內，并且符合設計要求。

6 結語

現代建筑行業發展過程中，超高層建筑中的鋼結構不斷增多，鋼結構施工技術是保障此類建筑物施工質量的重要手段。在施工過程中，要合理選擇施工設備，科學使用吊裝技術、焊接技術以及預變形技術，實現提升建筑物整體建設水平的目標。