超高层建筑钢结构施工技术与管理研究

超高层建筑钢结构施工技术与管理研究

刘振伟

中建二局安装工程有限公司廊坊钢结构分公司 河北廊坊 065000

摘要：钢结构不仅抗震性能、结构强度、稳定性强，同时施工效率非常高，非常适用于超高层建筑的施工建设。但是在具体钢结构施工中，对于工艺技术的要求标准较高，需通过全面有效的技术管理，才可以保证各个环节施工质量的合格达标，避免遗留任何质量问题。因此文章就对超高层建筑结构施工中的技术应用进行了分析研究，并探讨了相关管理措施，以供参考。

关键词：超高层建筑；钢结构施工技术；管理措施

1超高层钢结构的组成

从超高层钢结构建筑实际情况分析可知，其多采用钢框架与地面、混凝土核心筒固接，并设多道加强层桁架；框架柱主要是通过连系梁与核心筒连接，设钢筋桁架板，由此构成水平结构层，超高层钢结构的组成示意图如图1所示。

图1超高层钢结构组成示意图

（1）外框柱。①钢管混凝土柱：普通的混凝土柱无法满足超高层建筑承载力要求，钢管混凝土柱结合了钢材、混凝土材料的优势，自重小、吊装施工便利，施工速度快。②斜撑与斜交网格：随着建筑高度的持续增加，传统垂直梁柱无法满足结构抗侧能力要求，立面斜撑由此产生，通过斜交网格同时承受水平、竖向荷载，结构性能方面更具优势。（2）连系梁。①核心筒外钢梁：多采用工字钢，与核心筒铰接或刚接，与外框柱刚接。②核心筒内钢梁：使用较少，吊装难度大，工序烦琐。（3）水平加强层桁架。此构件安装目的在于增强结构侧向刚度，通常占据2～3个结构层，外框架周围设环带桁架，且核心筒与外框架间设伸臂桁架。

2钢结构施工技术

2.1选择设备和材料

吊装设备是超高层钢结构施工阶段的常用设备类型，也是施工阶段的核心设备，应结合工程施工场区实际状况，选定适宜位置搭设吊装设备。内爬式塔吊是当下国内建筑领域中常用吊装装备，安装设备时也需考虑到需被塔吊的钢材料的重量，确保吊装设备安置部位的合理性与便捷性。在施工结束后，选定合适时机拆除吊装设备，这就预示着假设吊装设备环节也要考虑到拆除问题，确保设备顺利、安全拆除。钢结构材料作为超高层建筑主体材料时，在等同的条件下其抗压强度与承载性能节能用于砼材料，但钢质材料存在着导热性、耐火性方面均存在着一定不足[1]，为使超高层建筑安全性得到更好的保障，施工方应严格依照国家现行标准选用耐火钢材料。

2.2吊装施工技术

在钢结构施工阶段，吊装施工时首个工序，吊装速度与质量关系着钢结构整体施工效果。在正式吊装钢结构前，要求工人依照结构平面与立面形状、结构样式、塔吊数目与方位、当下现场施工条件等，科学设定吊装分区和次序。可以依照施工区域部署情况规划吊装区，可将其分为两个或者四个区域等，确保各个吊装设备使用效率的最大化。针对吊装顺序的问题，多遵照从内到外、从低至高、底层吊装在前的原则，在同个平面中，先吊装中心，而后经由中心缓缓向外部拓展，在一个平面吊装任务完成后，方可吊装较高的平面，以此类推进行吊装施工。在一个平面吊装结束后，需全面检查该平面的吊装状况，确保各平面吊装技术功能均能充分发挥出来。

2.3测量施工技术

测量数据是权衡超高层建筑钢结构施工质量的关键指标之一。当前，在国内超高层建筑施工领域中，多应用预先设定和追踪测量相结合的方法。预先设定即在正式开工前，组织技术人员基于现有的理论与科学的测算方法，预判断建筑物的一些参数指标，获得一组较为客观的建筑数据，并测评误差范畴。而后在钢结构施工作业推进阶段，派遣测量人员对施工状况进行追踪测量，对比实测值和预测值，如若实测值处于误差允许区间中，则提示钢结构施工活动良性运作，若两数据存在较大差异，则要组织技术人员探查钢结构施工中存在的问题，早期纠正。

2.4预埋螺栓

螺栓预埋在钢结构施工前期进行，并要认真落实前期准备工作，确保螺栓预埋方位的精确性、科学性。常规做法是利用超高层建筑的实际施工面积，测算出预埋螺栓的具体方位和深度值。预埋螺栓阶段，应加强轴线定位点、螺栓浇筑等各个环节的质量控制。

2.5钢结构安装

在认真落实施工齐纳器各项准备工作以后，便进入到钢结构安装的施工工序中。在具体实践中，由于各节中的钢结构施工方式有差异，故而就需制定不同的安装方案。安装工序中需联合使用多种设备，施工操作时要确保设备安稳运转，设备振动可能会损伤钢结构。还需要给予如下两点问题一定程度的重视。一是要确保钢结构框架已经组合完毕后，在对钢结构进行统一安装，有助于提升安装作业效率[2]；二是加强钢结构安装顺序的控制，要求工人严格遵照由上至下、先顶梁后底梁、先拴后焊的规则进行，以防因施工顺序错乱而造成施工不能顺利推进，使施工方承受不必要的经济损失。

2.6超高层钢结构建筑焊接技术控制

钢构件需要利用焊接的方式做好拼接，为了全面保证质量，则要做好流程控制。焊接是超高层钢结构施工关键工序，如果出现问题，则会导致更大的安全责任。可以说，钢结构焊接的现场焊接工作量大、焊接要求高，特别是对钢结构质量影响最大，焊接安全是现场最主要的环节。焊接技术要求难度大，整体作业受到天气和环境影响，特别是一些高空作业，更是需要合理做好控制。对不同的部件需要选择合适焊接方式与工艺，对焊接工艺做好技术评定。建立合适的高空焊接平台，保证焊接施工顺利进行，要科学设置防火装置，保证平台的安全。雨季焊接要清除焊面杂物及铁锈，用密封贴或塑料密封，对于一些重点区域施工，要搭设遮雨棚，-5℃时及雨雪天气禁止焊接。

3超高层建筑钢结构施工管理措施

3.1施工前期的管理

首先，严格审查施工图。在开工前，一定要组织专家严格评审施工图，确保其符合有关设计标准，选用的施工工艺与技术规范均符合超高层建筑钢结构对安全施工提出的要求。审查图纸阶段，也能协助有关人员更全面的了解设计结构与施工方式，便于施工活动整体推进。其次，加强材料质量的管理。施工方一定要聘用专业人员开展材料采购工作，通过培训增强他们的辨识能力，选择符合现行国家质量标准的钢结构材料。并且工作人员要结合施工设计方案测算出工程所需材料数量，而后开展购置工作，以减少物资出现不必要的浪费[3]。最后，科学部署钢结构施工。钢结构主体施工阶段，很多工序和多种工序施工同步推进。一定要在前期做好施工部署工作，确保多种工种有效配合、多个工序并行施工顺利推进。科学规划钢结构的施工时间，在维护主体安全性及施工质量的基础上，尽量减短工期。

3.2构件安装准确度及工件测量校正

为确保钢结构施工质量安全，应严格控制各个工序，加强工期控制，全面检查工件安装、组装顺序。质量上严加检查，在其完全符合标准后方可进入到下一个项目施工中。依照施工现场地理条件、结构样态及特征等布设工具并进行安装，特别是要加强吊装准确度的控制，这是后期施工作业顺利、安全推进的重要基础。严格依照相关规范落实工件的校正工作，明确钢结构施工中的垂直度、轴线和标高各自的允许偏差范围，保证其质量合格，设施工程阶段的一种控制方法，也能为施工质量检查环节提供可靠凭据。超高层钢结构施工管理的关键一项内容是控制垂直度，其贯穿于安装全过程。安装施工阶段一定要指派专人在现场进行追踪测量。

结束语

在现代城市未来发展进程中，超高层建筑将是建筑发展的主要趋势，这在很大程度上也带动钢结构施工技术的应用及发展进程。在具体实践中，相关人员应立足于工程实际状况，明确钢结构施工技术要点，加强施工技术管理控制等，进而方能确保钢结构施工作业安全、有效推进，确保超高层建筑能按期、保质保量完工。

参考文献

[1]钟俊.超高层建筑主体结构施工技术[J].技术与市场，2020，27（7）：79-80.

[2]孙振泉，张进红，年永林，等.超高层建筑钢结构施工综合技术[J].建筑技术，2018（7）：696-700.

[2]周翔.超高层建筑中的复杂塔冠结构施工技术[J].建筑施工，2020，42（4）：532-534.