刍议超高层钢结构施工技术

刍议超高层钢结构施工技术
1 概述
随着科技水平的不断发展，越来越多的超高层建筑层出不穷，这也是人们征服自然的表现，也是人们不断进步的重要标志，超高层建筑也是一个国家的综合水平的体现。

由于超高层建筑的特殊性，一般的超高层建筑主体都采用了钢结构。

超高层建筑不仅能带来明显的经济效益，同时也是一个国家科技发展的重要体现。

由此，为了保证超高层建筑的稳定性与安全性，都采用钢结构体系。

钢结构的施工是一项技术型非常强的工作，要求从施工的设计、材料的采购、现场的安装、施工管理方面都要做到细心，这也是建筑施工单位技术水平的体现。

从目前超高层建筑物的兴建来看，我国的超高层钢结构施工技术达到了一定的水平。

为了保证国内超高层钢结构建筑建设取得积极效果，我们要对超高层钢结构施工方案进行深入研究。

2提出超高层钢结构施工的主要特点
超高层的钢结构建筑的施工量比较大，其组成的部件很多。

同时，用来施工与对方组成部件的场地较小；超高层钢结构公式的另一大特点就是立体交叉施工，而安装的标准也非常高，不允许有任何的错误，对材料的选取上以及测量，焊接等施工的工艺要求都非常的严格；起重机的安装、升降以及拆除技术要求很高。

这些都是超高层钢结构施工的主要特点，还有一些在建筑施工中需要注意的细节也是能够保证超高层建筑施工的关键。

具体的要点有：
（1）超高层建筑钢结构施工解决了高空施工的难点问题；
（2）超高层建筑钢结构施工形成了吊装机械的有序使用，并突破了吊装作业难点；
（3）超高层建筑钢结构施工解决了建筑物倾斜角的问题，能够使建筑物外观更加多样；
（4）超高层建筑钢结构施工突破了建筑物扭转角度问题，提高了超高层的结构强度；
（5）超高层建筑钢结构施工突破了建筑物的悬吊问题，使悬吊长度有效增加，为超高层建筑钢结构设计提供了新的技术支撑。

基于这些特点，超高层建筑钢结构施工技术得到了充分利用。

3超高层建筑钢结构施工方案的要点及实例分析
从目前超高层建筑钢结构施工过程来看，在施工方案中我们应抓住施工技术要点，重点提高以下几个部分的质量。

以下我们结合某超高层建筑的结构体系为框架-核心筒混合结构工程实例，重点分析超高层建筑钢结构施工方案要点。

3.1 工程概况
外框为钢管混凝土柱与钢框架梁组成。

核心筒为型钢混凝土柱和混凝土钢板剪力墙组成。

4～20 层剪力墙墙体厚度1200～1 500mm，墙体中间采用整体全熔透焊接钢板墙作为钢骨，东西方向钢板墙宽15.1m，南北方向钢板墙宽3～5m。

核心筒暗柱、暗梁、钢板墙连接节点采用全熔透焊接，钢材采用Q345GJC，钢板厚度为35，50，80mm3种型号，焊缝形式为单面坡口全熔透一级焊缝，两侧绑扎钢筋，墙体混凝土为C60自密实混凝土。

钢板墙和钢骨梁应在加工厂制作成整体，以减少现场焊接量从而减小焊接变形（见图1）。

3.2 本工程施工要点
（1）、要选择合理的机械设备作为辅助机械
由于超高层钢结构施工都是在高空作业，因此需要一定数量的机械设备作为辅助机械。

从目前超高层钢结构施工来看，主要需要塔式起重机、履带式门式起重机作为基本的吊装设备，同时还需要液压集群千斤顶作为大型预制构件顶升的主要设备。

例如根据某地新电视塔外框筒钢结构的实际情况和结构的特点，选用
2台1200tm级的M900D塔吊作为主力起重设备，进行钢结构的吊装和就位。

（2）选择合适的测量设备对施工数据进行基础测量
对于超高层建筑来说地基基础十分重要，因此在施工之前我们要选择合适的测量设备对地基基础数据以及一切施工数据进行基础测量，并对测量数据进行分析和验证，保证整体施工的科学性和合理性，从技术层面保证超高层建筑质量和安全达到要求。

目前比较先进的方法是建立双重控制网，选用GPS定位系统进
行测量基线网的测设，并以高精度全站仪为重要手段，进行构件空中三维坐标定位。

（3）选择合适的焊接技术和焊接方法提高焊接强度
在超高层建筑的钢结构施工中，焊接是连接钢结构的重要手段，也是保证钢结构连接质量和强度的重要方式，所以，我们要选择合适的焊接技术和焊接方法，保证接口强度和焊接质量能够达到要求，满足钢结构连接强度的安全性指标。

目前以二氧化碳气体保护半自动焊为主，手工焊为辅的焊接工艺最为常用，施焊时不仅需要考虑总体和区段的焊接顺序，对一个焊接节点也需采用对称分布焊接的施焊顺序。

（4）利用施工仿真分析技术对超高层的变形进行分析和预测
由于超高层建筑总高度较高，在施工过程中的任何一个误差如果处理不好就会被放大很多倍，最后对总体质量造成严重影响，甚至会危害超高层建筑的安全。

因此，为了避免出现误差放大现象，在施工过程中我们要利用施工方针分析技术对超高层的变形进行分析和预测，对可能出现变形以及误差进行有效的干预和控制，避免出现质量事故。

（5）利用预变形技术有效应对钢结构的形变
考虑到超高层建筑在钢结构施工中的变形是不可避免的，因此我们要利用预变形技术有效应对钢结构的形变，使形变量控制在最小的范围内，符合钢结构的质量要求和安全性要求。

从目前来看，超高层建筑的钢结构施工最容易发生的变形就是三维扭曲变形，所以我们在采用预变形技术的时候，应该将预防三维扭曲变形作为防控重点。

（6）利用实时监控技术对超高层的变形情况进行跟踪监测
由于超高层建筑的钢结构施工的一些变形情况是不可预见的，为了满足整体质量和安全性要求，我们要利用实施监控技术对超高层建筑施工过程中的变形情况进行跟踪监测，不放过任何一个细节，一旦发现有变形点和变形趋势，要立刻采取积极措施进行干预，保证变形量处于可控范围内。

从根本上提高钢结构的施工质量。

目前来看，施工监测系统包括信息采集（传感器）、信息收集、信息传输和信息处理4个部分。

（7）设置临时通道，方便高空施工和作业
在超高层建筑钢结构施工过程中，有些钢结构的设计方案中没有预留作业空间，导致了在高空作业的时候缺少必要的临时通道，不利于高空施工作业。

因此，我们要根据工程实际要求，合理设置临时通道，便于高空施工和作业。

由于新电视塔楼层分段集中分布，有大量楼层缺失，给钢外筒施工过程中的结构稳定和登高作业带来极大难度。

通过在楼层缺失处设置临时径向工字钢支撑，即可以作为外筒钢柱安装定位和结构临时稳定的措施。

（8）利用气象防御技术，减少大风和雷击对高空作业的影响
由于超高层建筑的钢结构施工都是在高空作业，因此气象因素对整体施工质量和安全起到了较大的影响，为了尽可能减小气象因素的影响，我们应积极利用气象防御技术，减少大风和雷击对高空作业的影响，提高施工质量和安全性。

施工过程中可以委托气象站负责工程周边地区的近地和高空的气象监测，对风力、温度、湿度和异常气候条件进行近期、中期及长期的气象预报，必要时进行实时监测和即时报告。

5结语
通过本文对超高层钢结构建筑施工要点的研究，我们深入的认识到，其施工的困难还是相对比较大的，在实际施工中需要根据实际的情况以及综合技术水平进行全面的考虑。

参考文献
[1]崔晓强，郭彦林.大跨度钢结构施工过程的结构分析方法研究[J]，工程力学，2010，（5）：83—88.。