鋼結構在某房地產項目主體工程中的應用研究

曾 海

（山東華邦建設集團有限公司，山東 濰坊 262500）

鋼結構在房地產項目中的應用已經有一段時間，近些年在我國呈現蓬勃發展的態勢。在具體實踐中應用鋼結構主體結構需要加強對施工技術的重視，明確施工技術要點，嚴謹地落實施工工藝要點，確保高層、超高層建筑最終建設質量。

1 工程概況

該地標大廈是一座具有代表性的，具有甲級寫字樓、超五星級賓館和相關輔助設施的綜合性建筑。該塔樓的總高324.25 m，總占地143 331.9 m2。地下兩個樓層，地下一層高7.6 m，地下二層高4.0 m，地下二層的深度為15.6 m；地上62層，1—35層為甲級寫字樓，36—62層為五星級酒店，部分為酒店服務區、避難層和機電設備層。建筑物的外型輪廓隨著高度的改變而改變，其平面形態在垂直上從帶有切角的三角逐漸變成近似圓，然后逐漸變成一個與底邊相對的倒置三角。中心柱為正方形，其功能是垂直交通（樓梯、升降機）、設備用房和維修用房。

標志性塔樓結構采用帶伸縮式網架和腰部網架為中心圓筒的形式。塔內的主體管段：8層及下部為CRC剪力墻筒身，其他層為RC剪力墻筒身；核心筒體外側構造：35樓和中間部分設有腰肋和伸臂梁；38層以上框柱體系中，圓柱采用的是D1800型鋼管砼材料，長方形立柱采用的是鋼筋混凝土材料；結構梁采用的是C-C復合梁形式。鋼鐵建筑總計20 000 t左右。

工程特點及難點如下：

（1）建筑的平面呈圓弧狀，制造和安裝困難。

（2）周邊的鋼結構都是懸吊，施工困難。

（3）外部鋼柱由鋼梁與芯筒相連，由于建筑技術與鋼構件的設計要求有差異，會增加安裝和校正的難度。

（4）由于在建造過程中，芯筒內勁鋼柱體不易固結的特性。

結合以上工程特點及難點，確認圖紙就緒后，鋼結構工程師請相關技術人員熟練掌握圖紙，核對建筑、構件等幾何尺寸和標高是否相符，并對圖紙進行審查，了解其設計思路。根據工程實踐和結構設計圖，了解相關的施工規程，做好技術主管的技術訓練。與業主、監理及鋼結構制造廠進行零件編號，如有變更，應通知有關部門。特別是專業技術工人的培訓和證照（如焊工、吊裝工人和塔吊工人；測量師和超聲檢驗師等）。

（1）組織工藝測試：焊接工藝評定、栓釘焊接和檢驗工藝評定。

（2）高強度螺栓接頭的檢查與復查：大六角轉矩因子的再測，預拉力的再測（扭剪型），摩擦面抗滑動因子的再測。上述各測試項均分批進行，每一批2 000 t。

（3）鋼材、螺栓和焊接材料的預備：按照設計要求和現場要求，對上述材料進行前期的充分準備，并做好材料的入廠復查。

在此之前，所有的建筑工人都要接受崗位前的訓練。結合項目焊接工程量的大小，工序要求和建筑工人的技術能力評估。根據項目的實際進度，需要對焊接工人的人數進行適當調節。

2 鋼結構構件制備及進場

該工程工期緊，工程規模龐大，耗鋼量達20 000多噸，各種不同的鋼種和數千個大部件。由于施工場地狹窄，施工過程中零件必須分批次進行，所以對零件的科學管理是確保項目進度的一個重要前提。該項目設有一名專業的組合工，負責施工現場的施工進度，并負責現場施工人員的清點、倒運工作。

3 鋼結構吊裝工藝及施工總體安裝方法

3.1 吊裝總體思路

塔式鋼架是在“軌道起重機+塔式起重機空中分散裝配”基礎上進行。核心管內部+1.0 m、外側框架+18.0 m（即下層鋼架），地面上的起重方式以軌道起重機為主；核心圓管+1.0 m，外側框架+18.0 m（即上層鋼架），由兩個懸臂式起重機安裝在核心圓筒中。

下層鋼架首先進行鋼架的整體吊裝，在完成所有的鋼架后，才開始進行建筑工程。在上層鋼架建設中，將與土建間歇進行，應與土建配合。在進行鋼結構時，首先進行芯管的埋設和勁性立柱的裝配，然后是外框架的鋼筋混凝土，根據其本身特性，從下往上按照順序進行。

3.2 安裝流程

3.2.1 總體施工流程

總體施工流程依次為：塔樓鋼柱預埋——11.6 m基礎板澆筑→軌道吊退場，土建進場施工至±0.0 m，2#塔吊安裝→一層核心筒鋼結構吊裝→二層核心筒混凝土澆筑→二層中心筒鋼布局吊裝→三層中心筒混凝土澆筑→軌道吊離場，土建進場施工到±0.0 m，2#塔吊安裝→一層中心筒鋼結構吊裝→二層核心筒鋼梁、壓型板安裝→三層中心筒鋼梁吊裝→三層核心筒鋼布局吊裝→四層核心筒鋼構件吊裝→四層中心筒鋼筋澆筑→五層中間筒鋼結構澆筑→五層中間筒混凝土澆注→六層核心筒鐵結構吊裝，二層外框鋼柱吊裝，夾層二外框鋼梁、壓型板安裝→五層核心筒鋼筋澆筑，三層外框鋼結構吊裝，二層外框鋼梁和壓型板吊裝→六層核心筒鋼構件吊裝，N-4層外框鋼柱、N-5層外框鋼梁及壓型板的安裝→N-1層核心筒混凝土澆筑。

3.2.2 地腳螺栓施工方法

在地面上安裝固定支座，并對其座標和樁頂高度進行嚴密監控。與施工結合，在鋼筋加固時進行錨栓固定，防止錨栓區的鋼筋聚集，使各螺栓不能進入鋼筋區域。

在固定支座的定位、錨栓的標高校正完成后，將下端的螺栓焊好；在施工中，所有的錨桿都是由D20鋼筋與混凝土梁連接而成，每一根螺栓上都有2條以上的鋼筋，并且這些螺栓可以焊接在一起，以確保在施工中不會搖晃。

當裝配完畢，檢查通過后，應在螺栓上涂抹潤滑油，并用油紙包裝，以避免在澆注時造成損壞。

3.2.3 下部鋼結構吊裝

下鋼結構為：內框+1.0 m，外框+18.0 m，主體框架+18.0 m，主體鋼結構由核心筒鋼柱、外框鋼柱、兩個外框網狀網框和雨棚組成。

在+1.0 m以上、+18.0 m以內的核心管，主要由軌道起重機來進行，并結合實際條件，選擇SCC1000C100 t軌道起重機進行此段的吊裝。其工作條件是45 m的主臂架，42+3 t的重量。

吊裝之前，要求吊裝現場必須平坦，能夠滿足汽車搬運、100 t的軌道吊行走、吊裝（5 t/m2）的要求。在部件的起升過程中，起重機應在塔的外環上沿著軌道行進，同時嚴禁超載。

在完成二次施工并滿足注漿強度的前提下，第一節鋼立柱才能進行。第一節有46個鋼柱，而核心管可以分成2個部分，每個部分34個，總共68個；框架式鋼管立柱可分成4個部分，每個部分12個，共計48個。其特殊的分段和起重條件見表1。

從表1和100 t履帶式起重機的工作特性可以看出，起重條件符合設計的需要。

表1 構件分段情況及吊裝工況表

二層幕墻桁架在17.15 m的位置，這時，框架的鋼結構已經完成。按照桁架的構造特征，可以將其拆下，然后再進行整體的吊運。從桁架的節段要求可以看出，其節距后的工作狀態見表2。

表2 桁架分段情況及吊裝工況表

從表2和100 t履帶式起重機的工作特性可以看出，100 t履帶式起重機在10 m范圍內，可以舉起37.8 t，12 m范圍的30 t，當起重機達到規定的起重高度時，可以達到規定的起重條件。

3.2.4 上部鋼結構的吊裝

上部鋼結構由中心圓管+1.0 m、外側框架+18.0 m及以下的全部構件組成，以塔式起重機為主。

工程項目在35、36層的中心圓管與外部框架之間，設有4個豎直的桁架，外側框架與立柱的連接點上，設有12個豎直的桁架。為了方便構件的搬運與裝配，桁梁按照設計中的結合部，采用散塊方式進入，在空中進行散裝。

4 工程安裝工藝的節點形式及工藝選擇

4.1 鋼柱分段及節點形式

鋼柱節段參見狀態解析，采用安裝有固定接頭的方式，接頭焊好后切斷接頭的位置。

綁扎點的選擇：在鋼樁安裝之前，應將攀巖繩索捆在立柱上，然后用塑料膠帶將其封閉，確保雨水和其他物體不會掉進管道中。在立柱的耳板上釘上一套帆布工具箱，里面裝有臨時螺栓、撬棒和扳手、沖頭等，應將工裝的口子系牢，防止刀具掉落。

4.2 吊裝的方法及步驟

在吊桿高度超過30 m時，吊索停止工作，并對著下部立柱的中線，緩緩下降。下面柱子需要2個人來控制，一人將柱子的底部與下面的柱子對齊，另一人負責穩定，將柱子上的普通螺栓充分固定，然后將吊索和吊索解開。

為了防止在安裝過程中對芯筒的受力造成破壞，使用攬風索對其進行糾偏和定位，然后使用14#槽作為支架進行臨時加固。

鋼柱與核心筒、柱與柱形成一體，當柱與柱形成一體后，將其從下向上與柱相連形成一個空間剛性單元，通過調整固定后，按順序向外延伸。在進行鋼梁的定位軸線、標高和鋼梁的裝配之前，應進行編號；長度、截面尺寸、螺栓孔徑和定位；對磨削表面進行徹底檢查，并清理磨具表面的鐵銹，確保表面光滑，無毛刺、飛邊和油污。

將連接片用兩個常規螺釘固定在對應的腹板上，且與梁齊平，不得向梁末端突出。連接件需要用到的螺栓，按照要求的尺寸和數量將其裝入到梁的結點上，每個結點用一個工具箱，封套一定要打牢，以防掉下的螺栓造成傷害。

鋼柱的吊裝應為雙點式，在施工中不得與鋼柱和纜風繩發生沖突。在梁的兩端，每根立柱上都有1個操作員（大型部件一端需要2個操作員），通過懸掛在梁端的滑索來調節橫梁的搖擺和空間定位，從而保證橫梁的穩定。將兩端網片的一片拆下，移動到結合處，用沖釘穿孔作為臨時到位對中，再把另外一片板片移動到對應的部位刺進沖釘內，把橫桿的兩頭壓緊壓正；每根連接處都要插上兩組臨時螺栓。

為了加快工程建設，尤其是在100 m以上的高空，起重機的起吊需要花費很多時間；對于輕質量的大梁，采用一次吊多個懸臂的方式，橫梁的間隔要從作業的安全性出發；同時對鋼柱與鋼索的接觸點進行防護。

在固定位置時，在梁每側的上端設有兩個固定的馬卡盤，方便其安裝。在下層鋼立柱安裝之前，應對其坐標、基礎軸、高程和錨固部位等進行檢驗，并進行交工驗收；同時，對鋼筋的編號、外形尺寸、螺孔位置和管徑等進行詳細檢查。

5 結束語

綜上所述，隨著我國超高層建筑的建設規模不斷擴大，鋼結構的使用也日益廣泛。由于許多因素都會對鋼結構施工質量造成一定的影響，因此，必須嚴格審核施工設計圖，加強施工質量控制，加強施工全流程的監控和控制，從而提高我國超高層建筑鋼結構施工質量，促進超高層建筑施工事業的發展與進步。