高層鋼結構施工技術新探

郭 濤

（陜西建工機械施工集團有限公司，陜西西安 710032）

鋼結構具有輕質高強、工業化、裝配化、綠色環保的特點，使鋼結構在建筑和橋梁領域具有更為廣闊的應用前景。（1）鋼結構建筑自身重量較輕，強度高。在高層建筑施工中應用鋼結構，對下部結構不會產生較大壓力，可確保施工質量，降低建筑地基建設成本。在相同跨度及載荷狀況下，鋼結構重量與混凝土結構重量之比為1∶3。（2）施工周期短。與混凝土結構相比，鋼結構的施工時間大幅度縮短。首先，工廠化制作，工業化生產可顯著提高生產效率；其次，構件加工精度和質量有保障；最后，鋼結構施工便捷，現場均為干作業。（3）環保節能。鋼結構施工在高層建筑中應用時，將綠色環保理念凸顯，傳統混凝土建筑施工中，粉塵、噪聲十分常見且較為嚴重，給周圍居民生活造成影響，對環境污染較為嚴重。

1 鋼結構施工中常遇問題

1.1 柱腳處理問題

鋼結構實際施工進程中，柱腳處理存在以下問題：（1）錨栓連接問題。施工進程中，受各類因素影響，柱腳錨栓未擰緊，相應墊板與地板未焊接，使各結構間穩固性難以保障。（2）預埋件錨栓。預埋件錨栓未及時處理，使鋼柱地板螺栓孔未能對應，整體布局發生偏移，主要因標高存在偏差，未及時給予絲扣保護策略。（3）錨栓未處于垂直狀態。鋼結構施工進程中，柱子安設完成后未能處于同一直線上，使鋼柱安裝存在較大偏差，建筑結構受力不均衡，難以滿足最終驗收要求。

1.2 鋼結構制作問題

首先，對鋼板進行切割及下料時，翼緣板尺寸寬窄存在差異，使牛腿及H型鋼尺寸不一。切割邊緣存在顯著切割痕跡，制作工藝較為粗糙，使拼板邊緣切割垂直度難以保障。其次，組裝進程中，焊接H型鋼時沒有組裝胎架，使H型鋼高度尺寸存在較大偏差；腹板完成對接后，施工人員對焊縫未加以重視，存在顯著凹凸現象。再次，焊接輕鋼H型鋼翼板開料后，再實施拼接，焊縫未裝設引熄弧板，使焊縫缺乏飽滿，邊緣存在凹坑。柱腳、牛腿焊腳未嚴格依照相關圖紙實施，造成焊縫產生嚴重塌邊。最后，未做好除銹及構件運輸堆放。除銹指鋼結構施工前，除銹工作未落于實處，使構件表面涂抹厚度不均，且出現落銹狀況。使用油漆涂抹防銹前，沒有清除構件表面雜質，使表面凹凸不平，流掛現象時有發生。構件運輸堆放指構件運輸及堆放進程中，未及時給予針對性保護層，使構件直接暴露在空氣中，一旦被雨水浸透，會增加構件腐蝕風險。

1.3 鋼結構安裝中問題

鋼結構安裝進程中，受各類因素影響，安裝質量難以保障，存在問題主要為以下方面：其一，實際安裝前，未制定完善的施工安裝流程，未嚴格依照相關安裝標準實施，無法形成穩固框架，受外界強烈沖擊影響，會出現倒坍事故。其二，錨固螺栓高度不一。針對柱腳平面未能初期測量，預埋時發生位移，使柱子位置偏移，無法保證鋼結構安裝質量。其三，高強度螺栓連接。鋼結構施工進程中，高強度螺栓的擰緊需涉及初擰、復擰、終擰，方可確保穩定性。在實際施工中，施工人員出于施工進度考量，未嚴格依照要求將高強度螺栓擰緊，難以保證鋼結構穩定性。其四，端接板摩擦面間隙與規范標準不符。高強螺栓連接板發生形變，接觸面無法緊密貼合，主要由于高強度螺栓連接，依靠構件連接處通過摩擦對構件滑動進行約束。

2 高層建筑鋼結構施工關鍵技術

2.1 施工圖紙審查階段

施工圖紙為鋼結構施工的指導文件，高質量施工圖紙為施工質量核心保障。施工前加強圖紙審核可避免后期圖紙出現變更，影響施工進度，可使施工工藝、要求與規定吻合。在圖紙審核過程中，一旦發現不當部位，須立即與相關設計人員進行溝通，并進行妥善解決，進而保障施工質量。加強設計圖紙審核可為施工提供完整的數據參數，確保項目設計完整性，為后期檢驗施工環節提供便捷，針對隱蔽工程需加強審核力度，保證項目順利開展。

2.2 施工測量技術

高層鋼結構的施工技術、測量精度、準確性要求較高。首先，在施工之前，為確保測量數據準確性，施工單位需擁有完整的測量系統以及科學、合理的施工方式，保障測量結果的精準性。其次，測量前需校準測量儀器，嚴格根據相關標準操作，避免校準不當造成測量結果存在誤差，增加施工質量風險。最后，選取測量方法，立足于項目實際狀況，對測量環節加以重視，測量是施工初始點，決定工程能否順利開展。高層建筑施工中，多以雙重控制網為主，利用GPS定位系統確定基線網，進一步獲取準確的建筑坐標定位。

2.3 吊裝施工

鋼柱實際吊裝前，需明確鋼柱位置及軸線標高，且應反復檢查，主要內容包含尺寸、連接板方位等，確保各項數據與設計要求吻合，確定鋼柱兩端安裝中心線及標高線，鋼柱吊裝應嚴格遵循安裝順序，形成穩定框架，在安裝過程中應循序漸進操作。首先，安裝完成吊裝各類輔助工作用具，譬如吊索用具、爬梯等。吊裝實施階段，安裝整體框架，之后實施樓板安裝，并遵循由四周擴展，安裝主梁為首，其次為次梁。第一節鋼柱安裝中，需給予地腳螺栓架設保護套，避免地腳螺栓絲牙受損。在第一空間單元核心受力鋼柱安裝完畢后，實施主橫梁及次橫梁，將其安插于鋼梁兩端的螺孔內部，使用臨時螺栓予以緊固。鋼梁安裝時，針對鋼梁與鋼柱連接整體垂直度以及明確軸線位置，利用限位鋼板進行固定，位置通過多次審核校對完成。其次，主梁安裝前，將扶手桿及繩索安設于主梁上，吊裝就位后及時牢固，根據鋼梁實際跨度確定具體吊點位置，一般開孔位置在鋼梁翼緣部位并作為吊點。

針對小梁進行吊裝時，通過多頭繩索實現多根吊裝或在地面組裝，再實施吊裝，以減少在高空作業的頻次及時間，降低高層施工危險性。最后，鋼梁起吊就位后，測定安裝中預先留有的焊縫收縮量，通過經緯儀測量傾斜及垂直狀況，將構件調整至準確安裝部位，使用螺栓緊固，主梁吊裝完成后，使用高強螺栓實施緊固，應注意施工中使用的高強度螺栓規格及性能，均應滿足設計要求，螺栓根據規格及型號存儲，施工中使用螺栓連接副緊固力平均值，在工廠內進行檢測。

2.4 焊接鋼結構

高層建筑結構中選取鋼材厚度較厚，在設計中使用大量斜柱，此類設計增加了焊接工作量，需實施大量斜焊作業，增加了施工安全風險，且難以確保施工質量。因此，為解決上述問題，焊接中使用二氧化碳氣體保護半自動化焊接，根據項目實際情況進行斜焊，確保焊接質量，且提升焊接速率。確定焊接技術后，需抽調專業人員組成焊接工藝評定小組，將焊接參數進行編制。在焊接過程中，焊接節點繁多，加之鋼結構安全性較低、結構高，給鋼結構焊接工作提出新的挑戰，為提升焊接技術質量，明確焊接順序，根據鋼材類別選取合適的焊接技術。加強培訓焊接專業人員，確保人員持證上崗，對焊接后產品審核，特別為缺陷及內部損傷檢測，進而控制焊接質量。

焊縫質量等級檢測部分項目如表1所示。

表1 焊縫質量等級檢測部分項目

2.5 仿真技術

高層鋼結構施工中，鋼結構自身重力、外界因素影響，鋼結構焊點位置極易發生形變，若未能有效解決，便難以保證建筑質量。

施工中焊點發生形變，主要通過仿真技術進行檢測，在鋼結構未發生形變前，先預測及計算，通過實施仿真試驗，明確結構形變特征，若發生變形應基于針對性防護。

3 加強高層建筑鋼結構施工技術策略

3.1 完善實時監控操作系統

高層建筑鋼結構施工中，質量易受外界因素影響，存在變量較多，需完善實時監控技術系統，收集施工中各類數據信息，為施工安全及可靠性做保障。當前動態監控系統，可將施工全過程進行展現，可展現部分盲點，避免隱蔽部分出現質量問題，且根據收集數據信息進行整合分析，為施工有序性及科學性提供支撐。

3.2 加強安全操作系統

高層建筑施工危險性與普通建筑相比，系數大幅度提升，應重視安全操作系統，應確保施工人員安全，且提升施工效率及質量。根據施工實際狀況，設置部分防護設施，從根本上遏制各類安全隱患。加強安全操作系統建設，如針對樓層缺失層面，可布設工字鋼支撐設備，為結構穩定安裝提供便捷。

3.3 實施氣象保護措施

高層鋼結構施工中，易受外界氣候影響，如雷擊破壞，給施工人員安全構成嚴重威脅，施工單位應與氣象部門建立良好溝通，及時索取天氣狀況，避免外界因素影響，加強保護措施，為項目順利實施提供保障。

4 結語

城市化進程不斷加快，為建筑行業帶來新的機遇，帶來相應的挑戰，鋼結構施工成為建筑行業核心技術。為了提升企業市場競爭力，掌握鋼結構核心要點，嚴格根據相關要求操作，加強優化及完善部分關鍵部位，提升鋼結構施工技術質量，為項目質量做以支撐。