超高层建筑钢结构的关键施工技术分析

王文杰

【摘要】本文分析了现代大型超高层钢结构的结构特点及对施工的影响，同时从设备选择、测量技术、焊接技术等多方面分析了施工企业应如何进行超高层建筑钢结构施工，以便提高我国超高层建筑的施工质量以及安全性。

【关键词】超高层建筑；钢结构施工；措施

1、现代大型超高层钢结构的结构特点及对施工的影响

超高层建筑钢结构基本都具备高、重等特点。建筑物高度可达几百米之上，对施工企业的施工技术要求较高。超高层建筑物需要施工人员进行高空作业，也是对施工企业安全防护措施的考验。上海环球金融中心高度为492m，台北国际金融中心的高度达到508m，可见，超高层建筑物的高度正在不断增加。不仅如此，超高层建筑物高度增加，便代表所使用的钢结构质量也应相应提高，钢结构的重量也会随之增加。

施工企业应不断更新自身运输钢结构的工具，以适应重量逐渐加重的钢结构。近些年来，超高层建筑物在为人类提供活动空间的同时，也更为注重视觉上的追求。于是超高层建筑物的建筑风格也有所变化，出现如下较为特殊的特点：其一，斜。以西班牙马德里的超高层建筑物欧洲之门双塔为例，建筑物设计时双塔按照一定角度倾斜，且倾斜角达到15度，施工企业施工过程中，可能会出现水平变形，对施工企业的施工技术有较高要求。

第二，扭。部分建筑设计完成之后整体呈螺旋上升形状。以广州新电视塔为例，钢结构从下而上扭曲了约45度，结构呈现三维倾斜的状态。施工企业在进行该类建筑物施工时，无法轻易对钢结构各部分进行定位，且此时钢结构会受到温度的影响，荷载量产生变化。第三，悬。部分超高层建筑局部悬空，且悬空部分距地面较高。如CCTV电视台新台址，该超高层建筑物延伸出巨大的悬臂。施工企业在进行该部分施工时，需考虑如何进行结构吊装，同时还需考虑变形对钢结构的影响，对钢结构变形的控制极为复杂与困难。高层吊装对施工人员的安全也具有一定威胁，导致施工较为困难。

2、超高层建筑物的施工技术以及具体措施

2.1机械设备的选择

施工企业在承包项目之后，需先对项目要求有所了解，并对施工现场进行实地考察，确定工具的选择与购置。施工企业在施工之前选择与项目情况相符的吊装机械，为之后的施工奠定了基础，使得施工能够顺利进行。以目前建筑行业的发展而言，塔式起重机依旧是施工企业进行超高层建筑物施工的主要施工设备，该设备主要负责进行高空吊装作业。

除塔式起重机以外，施工企业还应准备履带吊、门式起重机作为辅助设备，负责搬运施工用的钢构件，还可以进行低空吊装作业。如今，液压集群千斤顶发展迅速，在超高层建筑物建造当中的应用也较为频繁，受到广大施工企业的青睐。其在施工现场当中主要负责对大型钢构件、组装而成的钢构件甚至是整体钢结构进行升高、平移以及旋转，将构件放置于施工方案当指定位置。以我国广州新电视塔建造工程为例，施工企业应根据外框筒结构建造特点以及实际情况进行施工工具选择。

在对广州新电视塔进行全面考察之后，施工企业应选择使用两台重量达1200tm级别的M900D式塔吊进行施工，作为施工当中的主要起重机械，主要负责实施钢结构的吊装作业，同时负责将钢结构放置于施工方案当指定位置。两台机械进入施工现场之后，分别放置于核心筒的两侧。除此以外，施工人员还需考虑工期、钢结构重量以及塔吊安装时长等问题。因此，施工人员在实施高度不足100m的吊装作业时，可用两台300t的履带吊作为辅助设备，帮助施工人员进行施工，构成多条作业线，实现同步吊装，从而缩减施工时长。

2.2测量技术

超高层建筑物对施工企业的测量技术具有较高要求，施工方案设计人员需对测量基准点进行科学合理地设计，以便形成基准网。不仅如此，施工人员在进行测量过程中，也应选用正确合适的测量与校验方法，同时还应注意对数值传递路线的选用，上述都是保证测量结果的基础。

超高层建筑物高度过高，因此测量会受到通视条件的影响，无法轻易测量钢结构。如今，施工企业较为常用的测量方式为双重控制网，即施工人员通过GPS定位系统，对测量基线网进行测定以及设立，并使用高精度全站仪进行辅助与配合，利用空中三维坐标对钢构件进行定位。

2.3焊接技术

通常情況下，施工人员使用焊接技术对超高层建筑物的钢构件进行连接，焊接量极大，对焊接质量的要求也较高。超高层建筑物的焊接施工往往需要在高空当中完成，施工人员的安全问题难以得到保障。若此时气候较为恶劣，则施工条件不佳，施工难度也相应加大。

施工企业在施工开始之前，需对施工现场的气候进行判断，同时建立完善的施工人员保护措施。不仅如此，施工企业还应对即将使用的钢材构建有所了解。施工企业在综合分析上述因素之后，选择合适施工的焊接方式、设备以及相应材料。

2.4预变形技术

我国大部分超高层建筑物的设计愈发具有个性，存在斜、扭等较为特殊造型的建筑物数量较多。然而这类建筑物在建造过程中，往往会发生空间三维变形，这一问题不可避免，故而应该引起施工企业的注意，施工方案设计人员与施工人员也应重视该部分的设计与施工，对设计质量与施工质量进行控制，否则，空间三维变形必然会影响超高层建筑钢结构的稳定性，若变形严重，甚至会对超高层建筑物整体的安全产生影响，进而引发事故。

不仅如此，超高层建筑物还会受到差异压缩变形以及不均匀沉降的影响，施工企业在施工之前，应综合考虑上述问题，并提出相应的解决方案，施工企业可采用预变形技术解决空间三维变形等影响钢结构稳定性的问题。所谓预变形技术，指施工企业在施工之前，对施工全过程进行模拟与仿真实验，并通过实验获得钢结构各节点在吊装与施工过程中持续变化、累积的变形值，并以该述据为基础，对施工方案与技术进行调整。施工企业可对钢构件的整体长度进行缩减或增加，或是要求施工人员在施工过程中，对预先反向变形值进行调整，以便钢结构在施工完成之后与施工方案所限定的几何位置之间基本不存在偏差，最大限度降低空间三维变形对钢结构的影响，以达到稳定钢结构的目的。

参考文献：

[1]万荣涛.浅谈超高层建筑钢结构施工技术[J].浙江建筑，2009（03）：33-37，58.

[2]赵玉宝.超高层建筑钢结构施工技术与管理[J].黑龙江科技信息，2014（14）：180.