超高层建筑高耸钢结构施工技术

李海波

摘 要：超高层建筑通常会选择应用高耸钢结构施工技术，因为此种施工技术能够保证超高层建筑的质量，再加之，钢结构的强度、韧性都非常强，能够抵抗外界环境的影响。但是由于超高层建筑本身施工难度就比较大，尤其是安全问题十分突出，因此在施工过程中，项目管理者必须做好安全管理工作。本文首先以某一工程为案例，首先对超高层建筑高耸钢结构施工技术以及安全施工等进行了简单分析，希望能够为超高建筑施工技术的提高提供借鉴。

关键词：超高层建筑；高耸钢结构；施工技术

所谓的高耸钢结构主要是指高度非常高，但是横断面却非常小的钢结构，其设计的主要依据是水平荷载或者是风荷载。此种结构主要是沿袭古代宗教建筑风格。其对设计人员的设计水平要求非常高，同时对施工人员的施工技能要求更高。日常生活中，我国能够看见非常多的高耸结构，比如导航塔、雷达塔、环境气象站等，只是这些建筑结构才采用的材料并不都是钢。高耸钢结构通常别应用在超高层建筑中，设计人员在对其进行设计时，务必要遵循相应的原则。

1 工程简介

工程由塔楼、配楼、连廊3部分组成，总建筑面积111818m2。其中塔楼地下4层、地上35层，总建筑面积79012m2。总檐高150m，为全钢结构。工程吊装任务重，钢构件总量达15000工；外轮廓由折线柱组成双曲面，给安装测量造成了极大难度；材料采用Q345GJC，最大板厚达100mm，焊接难度大。

2 超高层高耸钢结构施工技术

2.1 施工步骤

超高层高耸钢结构的施工步骤如下：

首先，施工人员需要对构件进行验收，因为钢构件质量直接关系到整个钢结构的质量，同时直接影响到整个超高层建筑的质量，因此构件验收十分重要；其次，吊装，将所需要的钢材放置到指定位置进行吊装；再次，高强螺栓；第四，将需要所有的部位进行焊接处理，处理的过程中还需要进行检测；第五，压型钢板并且进行栓钉。

2.2 施工技术要点

2.2.1 塔吊的选择、布置及装拆

任何超高层建筑高耸钢结构施工时，都需要塔吊，最为核心设备，施工人员一定要认真的选择其型号，同时对其进行详细的布置，以便其能够顺利的将其装拆。由于超高层建筑与普通的建筑有一定的区别，因此塔吊起重能力也应该要求更加严格。由于本工程钢结构的高度为150m，如果选择应用附着式塔吊不仅成本比较大，而且各项参数数据都不符合要求，因此施工人员最终决定选择应用内爬式塔吊，经济成本低，质量也有所保证。

2.2.2 吊装

超高层建筑高耸钢结构施工过程中，吊装是最为重要的工序，吊装的效率与质量直接关系到超高层建筑的质量。在正式吊装之前，施工人员需要按照结构平面来选择塔吊数量，并且依据现场施工环境来对对吊装进行明确的分区，同时合理的安排出吊装的顺序。施工人员依照本工程的特点，将其分为东西作业区，每个作业区都有一组作业组来进行构件吊装。吊装时，还需要遵循一定的原则：

第一，如果是平面，其应该由中心向四周扩散，简单说，就是施工人员将中间某单元作为初始单元，在此基础上，安装成刚度柱网单元，之后进行吊柱，随后进行吊梁。如果柱网单元已经完成了吊装并且已经固定，则以该柱网单元为基础，在其左右、前后进行吊装，当吊装结束之后，施工人员还需要精确校正。

第二，竖向吊装时，必须按照相应顺序进行吊装。该工程由于是高耸钢结构，因此需要应用区域吊装施工技术以及“一机多吊”的方法，这样就能够很好的解决工程紧张的问题。高耸钢结构施工中，每个程序之间联系密切，同时又相互制约，为此，施工人员在进行施工时，既要做好预先控制工作，同时还需要做好跟踪校正工作。简单的说，就是在吊装之间，施工人员要做好标高以及定位测量等工作，同时还需要做好标线控制工作。

2.3 焊接钢结构

具有工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高的特点，而焊接作为钢结构施工的重要工序，其焊接顺序与工艺参数的选择与施焊水平对工程的“安全、优质、高速”的完成影响重大。本工程约15000工钢结构安装施工任务，月施工最快完成9层；采用CO2气体保护半自动焊完成了超厚钢板焊接的施工（最厚达100mm），整个工程的焊缝100%超声波探伤，100%合格，一次探伤合格率达98%；在钢结构吊装方面，经过项目技术人员不断探索与总结，解决了超高层钢结构空间定位及折线形钢结构箱型柱吊装技术问题，且整体垂直度最大偏差9mm。

2.3.1 确定焊接顺序

（1）平面内：应从建筑平面中心向四周扩展，采取结构对称、节点对称和全方位对称的顺序焊接。（2）竖向上：L层框架梁→压型钢板支托→下层框架梁→玉型钢板支托→中层框架梁→压型钢板支托→焊接检验（柱柱焊接可在梁焊接前进行，也可于之后进行）。（3）柱一柱焊接应由两名焊工相对，两面等温、等速对称施焊。（4）柱梁节头的焊接，一般先焊H型钢的下翼缘板，再焊上翼缘板。一根梁的两个端头应先焊一个端头，待其冷却至常温后，再焊另一端。

2.3.2 确定焊接工艺

中关村金融中心工程钢结构焊接施工难度较大，不仅钢板厚，而且由于结构为双曲面，设计中采用了大量的斜撑及斜柱，造成立焊、斜立焊较多，此类结构不仅处于结构的重要部位，而且大多处于外向、斜向，安全操作与施工防护都比较困难。尤其是紧迫的工期与较大的焊接工程量之间的矛盾，我们采用CO气体保护半自动焊应用于立焊、斜立焊和俯角焊的工艺，从根本上解决手工电弧焊速度慢影响进度的问题，满足了焊接施工的需要。

2.4 安全施工

安全施工是钢结构施工中的重要环节，超高层钢结构施工的特点是高空、悬空作业点多。在施工过程中，仅高强螺栓就有40万颗，这些零件虽小，但如果从l00m以上的高空掉下去，后果可想而知。针对超高层钢结构施工的特点，采取事前与过程控制相结合的方法，即事先采取防护措施（如防坠板、防坠器、安全梯、缆风绳等），并加强对施工人员的安全教育，坚持日安全巡视。

结束语

综上所述，可知施工人员在进行超高层高耸钢结构施工时，需要做好非常多的准备工作。首先理解设计图纸，确定施工方案；其次选择使用的施工机械设备，尤其是起重机等比较重要的设备。由于建筑钢结构比较复杂，需要应用到各种工艺，有关人员应该对其合理安排，以免出现各个施工环节重复施工的情况。最为重要的是做好安全防护工作，确保施工人员安全施工。主要每一个环节，施工人员都认真负责的完成，此种结构的超高层建筑定会保质保量的完成。

参考文献

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