超高层异形钢结构施工质量控制

超高层异形钢结构施工质量控制

发表时间：2017-03-07T15:42:02.507Z 来源：《基层建设》2016年第33期作者：郭南京

[导读] 摘要：为了充分的提高城市空间利用率、提高人们生活质量城市建筑物逐渐朝着高层、超高层方向发展。

中天建设集团浙江钢构有限公司杭州市 311305

摘要：为了充分的提高城市空间利用率、提高人们生活质量城市建筑物逐渐朝着高层、超高层方向发展。本文针对超高层异形钢结构施工中的质量管控要点，并结合杭州来福士广场工程项目的工作，从抗震审查、图纸设计、安装方案、构件加工、预拼装、现场安装、监理监督等7个方面进行分析，阐述了质量管控要点及其相应措施，为类似工程的质量监管积累经验。

关键词：超高层；异形钢结构；施工质量控制

1、前言

近年来，随着建筑技术的进步和国民经济的发展，在我国大中型城市中，超高层建筑的投资建设越来越多。在此形势下，超高层建筑技术得以迅速发展，但有些建筑为了产生独特的建筑效果，其结构造型非常奇特，更增加了其质量管控的难度与复杂性。本文从加强超高层建筑质量管控的角度出发，针对超高层异形钢结构施工中的质量管控要点，结合某超高层工程项目的工作体会，进行初步探讨。

2、工程特点

2.1概述

某超高层工程总建筑面积约39.5万m2，由地下3层、地上10层的裙房及2栋塔楼组成。2栋塔楼均为250m高，其结构形式为混凝土核心筒+组合结构外框架（图1）。为配合建筑造型，塔楼外框22根大直径钢管混凝土柱倾斜上升，塔楼每层轮廓均不同，无一标准层。

2.2异形钢结构测量控制难

由于钢管柱呈两个方向倾斜上升，且每根钢管柱倾斜的角度均不同。所以在实际施工测量控制时，除需控制其平面位置及标高外，还需采用三维空间坐标法精确控制钢柱的倾斜、扭转，确保其空间位置准确，从而确保后续钢梁安装质量的受控。

3、施工质量管控要点

3.1建设程序管理

3.1.1抗震审查

（1）为了加强超限高层建筑工程的抗震设防管理，提高超限高层建筑工程抗震设计的可靠性和安全性，保证超限高层建筑工程抗震设防的质量，建设部在2002年即发布《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》，要求对超限高层建筑工程进行抗震设防专项审查（以下简称超限审查）。

（2）我们目前设计高层建筑的规范与抗震分析方法并不完美，规范中所推荐的反应谱法与时程分析法均采用了一系列假定，它对地震三要素（峰值加速度、频谱组成与持续时间）只考虑了峰值加速度，频谱组成也仅近似地考虑了振型耦合。基于以上原因，现行规范实际上只是在一定范围内适用，而超出这个范围，规范的计算方法可能已经不适用，由此导致其电算输出的可靠性就存在一定问题。（3）超限审查的本质是设计管理，是要保证在现有设计水平的前提下，超限高层建筑在计算的适用范围内，其计算结果形式应该是可靠的。设计质量是工程质量的源头，对超高层建筑设计质量的把关，就要求我们把超限审查提高到决定工程质量的战略高度来进行监管。

3.1.2图纸设计质量审查

一个项目工程的建设首先是图纸设计，设计的质量直接影响工程的整体质量。

（1）施工图设计。结构选型及造型要力求简单、合理地实现建筑师的要求，能够通过幕墙设计实现建筑造型的就应避免通过结构选型。因为越是简洁的结构，施工时就越容易实现，同时其施工质量也越容易保证；所以施工图设计需要有众多专业相互配合和协作，在考虑结构安全和满足规范要求的同时，细部设计也应力求施工简便，易于保证质量。

（2）施工图审查。设计审查是对施工图设计质量的把关，为避免结构选型不合理、结构设计与计算模型不符等问题，在完成施工图设计后，应选择合适的施工图图审机构对施工图进行审查，不能将审图环节流于形式，并应重点检查设计单位是否已对审图机构所指出的设计问题进行修正。

3.1.3安装方案

超高层异形钢结构体量大、结构复杂、施工控制难度大，因此在施工前应具有完善、可靠的安装方案。安装方案应包含施工技术路线、安装方法、质量控制措施、安全保证措施等，安装方法及质量控制措施应有针对性。若安装时需要采用非常规安装方法及起重量超限的，应对安装方案组织专家评审。

3.2钢结构实体质量

3.2.1构件加工

钢构件的制作质量将直接影响钢结构安装质量及最终形成的结构实体质量，因此从构件制作阶段开始就应严格进行质量管控。监理单位应独立向加工厂派驻工作组，与加工厂共同监督管理钢构件加工。

（1）加工厂应依据施工图进行深化，编制工艺流程、绘制工艺图，并严格按工艺图确定的工艺流程制作构件。

（2）钢构件运到中转仓库后，应根据发运清单移交。质检人员对构件的外观质量进行预检查，凡不符合要求及运输过程中发生变形的构件经修理、复查合格后方可供现场安装。

（3）工厂定期将构件制作进度、检验部位及存在问题向工地通报，工地则把安装中出现的问题、安装进度等信息反馈给工厂。（4）监理单位作为第三方监管，依据国家、地方、行业规范及工程本身的质量要求进行全过程质量监管。

3.2.2预拼装

预拼装的主要目的是检验并掌握加工制作的精度，以便分析误差产生的原因、及时调整、消减误差，并加以控制，从而确保构件现场顺利吊装，减少现场特别是高空安装过程中对构件的安装调整时间。

（1）对于超高层异形钢结构，应当进行累积连续预拼装，以确保后续安装质量，若条件所限，可采用计算机模拟预拼装。（2）预拼装前应编制实施方案，确定拼装数量、拼装方式、工艺流程、矫正措施。

3.2.3现场安装

现场安装应从测量定位、校正、焊接、高强螺栓、质量验收五方面进行质量控制。（1）测量控制应分平面测量基准网、施工控制点传递、安装测量3个阶段进行管控。同时，主动进行测量检验，竖向安装累积误差，在钢柱接缝处调整，逐节消除。主楼竖向变形或沉降的补偿每隔一楼层将偏差数据反馈加工厂，由加工厂调整构件制作长度予以补偿。对于异形钢构件的测量还应有针对性的措施。本工程塔楼大部分钢管柱为倾斜状，钢结构深化设计阶段在顶部设置三维测量控制点，并给定

控制坐标，钢柱安装前在其顶部坐标控制点位置贴好贴片，用全站仪进行定位。

（2）结构构件的安装精度除需控制其测量精度外，还必须采用有效的校正手段和固定措施来实现，校正结束，各连接节点处用临时定位板进行固定。

（3）应当通过焊接工艺评定、现场接头施焊试验、焊接施工流程、焊接变形及焊接应力控制、焊接质量检查及焊接缺陷返修等步骤来实现对焊接质量的控制。焊接工艺评定后正式施焊前，应在现场进行主要接头施焊试验。一方面，通过试验可进一步复核所确定的焊接工艺的可实施性；另一方面，可确定出在标准接头安装状态下的焊缝收缩量，这个数值的取得，对整个结构的焊接变形控制至关重要。对于异形结构，也采用控制焊接顺序的措施来控制焊接变形，从而减少焊接应力，提高安装精度。立面上采取先焊柱顶上层梁接头，再焊下层梁接头，其次焊接柱间接头的焊接顺序。平面上采取围绕中心部位对称的焊接顺序，避免集中于一处焊接。（4）高强螺栓连接副（螺栓、螺母、垫圈）应配套成箱供货，并附有出厂合格证、产品质量证明书及质量检验报告。高强度螺栓连接副在施工前，应复验其预拉力、扭矩系数和连接构件磨擦面的抗滑移系数，合格后方可安装。（5）一个安装单元内钢构件安装完成后，应当进行质量检验，包括结构实体表观质量、焊缝表观质量、焊缝无损检测、高强螺栓、结构几何偏差。表观及内部缺陷应当采取适当措施返修，几何尺寸偏差应纠偏，并在下一个单元内予以调整，避免误差累积。

4、结语

超高层异形钢结构工程的施工质量管控是一个系统工程，只有从源头开始，并全过程重视质量管控，从建设程序到实体质量、再到第三方监督，使每一个环节都能起到质量把关的作用，才能真正搞好超高层异形钢结构工程的质量管理。参考文献：

［1］黄周才.复杂体型高层建筑施工测量质量控制[J].广东土木与建筑，2005(9）. ［2］张峰，何凯锋.高层建筑的施工测量与控制[J].铁道勘察，2005(6）.