高层建筑工程钢结构安装技术的关键工序与质量控制措施

郝广华 骆法成

摘要：钢结构建筑具有自重轻、强度高、节能环保、工业化程度高以及施工速度快、抗震性能好的的突出特点，是我国重点推广的项目之一。并且随着城市建设的迅猛发展，高层的钢结构建筑越来越普遍。文章从高层建筑钢结构特点及现场安装存在的问题入手，重点的论述了关键工序施工技术及质量控制措施，最后简要的论述了安装的措施建议以及施工安全问题。

关键词：高层建筑；钢结构安装；关键工序；质量控制

Abstract: the steel structure building is light weight, high strength, the energy conservation, environmental protection, high degree industrialization and construction speed is quick, the seismic performance of good outstanding characteristics, is our country key promotion of one of the items. And along with the rapid development of city construction, the top of the steel structure building more and more common. This article from the high-rise steel structure characteristics and the existing problem of installation, the focus of the key procedure discusses the construction technology and quality control measures, and finally briefly discusses the measures and the installation of construction safety problems.

Keywords: high building; Steel structure installation; The key working procedure; Quality control

中圖分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

高层建筑工程的钢结构安装就是将钢结构制造厂生产的钢结构的各部分单元部件，通过运输到施工现场，再经过建筑起重机设备将其逐个的起吊、安装到设定的位置，并进行临时的连接、固定，构成空间钢结构。由于高层钢结构与一般的钢结构施工相比有着自身的特殊性，因此在具体的施工中要根据具体的工程特点，制定科学、合理的施工方案，精心的组织施工，确保施工的质量。

1.高层建筑钢结构特点

（1）高层建筑钢结构工程主要用于贸易、办公以及旅馆等，一般地处繁华的都市。建筑的站地面小、构件多、工程复杂以及现场物品堆放位置有限。（2）施工过程的影响因素多，自然条件的变化会导致材料的压缩变形、焊接变形以及钢结构与土建的连接质量等。（3）高层建筑的安装要求具有很高的标准。（4）立体交叉施工，这是钢结构建筑的普遍特点，施工中混凝土结构与钢框架结构同时作业并相互干扰。

2.关键工序施工技术及质量控制措施

由于高层钢结构建筑施工技术复杂以及安装的构件多，本文重点的对一些关键的工序进行了研究。通过一些质量控制措施和各种专项的施工技术，以实现高层建筑钢结构的高精度、迅速的完成施工。

2.1地脚螺栓预埋

钢结构工程整体安装的质量很大程度上取决于地脚螺栓的预埋位置。为了达到较好的施工质量，可以使用6—10mm厚的钢板制作加工成定位钢板，然后进行地脚螺栓的定位。制作的定位钢板的尺寸要和钢柱底垫板的尺寸一致，然后还要在钢板底部的螺栓上加上止退调节螺栓，相应的上部的螺栓要固定调节螺母。此外钢板上要设置直径为150mm的浇捣孔，进行钢板下部绑扎梁钢筋同时，将地脚螺栓也焊接在柱筋上，以实现二者的一体性。在对以上部件的位置核对无误后就可以实施混凝土的浇筑施工了，并将露出地面的地脚螺栓用塑料布包起来。定位钢板如下图1所示。相比来说这种方法较为的简单实用，可以充分的保证预埋螺栓的位置的精确性。

（a）定位钢板的平面图（b）定位钢板的剖面图

图 1 定位钢板图示

2.2钢柱安装

高层建筑的刚机构钢柱的安装重点是确保每一节柱的标高、垂直度以及定位轴线的偏差。同时，第一节柱与第二节柱的控制重点不同，前者是控制其标高与定位轴线，后者的重点是垂直度、轴线位置以及标高；同时实现的 方法有不同，第一节柱通过调节定位钢板以及螺母实现，而第二节柱通过调节丝杠完成。

（1）第一节钢柱安装方法

第一节的钢柱起吊后，当地脚螺栓与柱脚相距30—40cm时通过人工保证螺栓与安装孔对接。初校后垂直偏差在20mm时就可以拧紧螺栓、临时固定并脱钩。第一节柱的标高可以通过设置在交底的地脚螺栓进行精确的调节，如下图2所示。

图2 第一节柱标高的确定

土中编号1—7分别为地脚螺栓、止退螺母、紧固螺母、螺母垫板、柱脚底板、调节螺母以及钢筋混凝土基础。

（2）第二节柱及以上钢柱安装方法

第二节柱及钢柱的安装方法基本和第一节柱相同，钢柱的标高与垂直度通过调节丝杠实施：通过控制上下节钢柱的焊缝宽度确保楼层的标高，而通过四个方位的调节丝杠保证钢柱的垂直度。

轴线的位置确定可以通过以下的操作保证其准确性：厂家在出场的钢柱梁段冲好轴线的标记；实施上下节柱的对接时，把下节柱的轴线位置设为基准点，通过调节至同轴后再固定上节钢柱；轴线的标记点要随着钢柱而变化，并做好标记，以作为上节钢柱的基准点。

2.3钢梁安装

钢梁的安装重点在于通过限位钢板临时固定以及多次反复的校正，以达到控制钢梁和钢柱的连接垂直度、轴线位置。

（1）钢梁吊装临时固定就位

钢梁的吊装可以通过在钢梁上安装吊装耳板，以及在其上部的两端各焊接一块安装限位钢板的措施实现。吊装耳板可以在L/4处各设置一个，其规格要能承受钢梁，其厚度为10—16mm。限位孔在钢梁的上部各设置一块，厚度如上，钢梁安装时可以将安装限位钢板设在钢柱的牛腿上，起到临时固定钢梁的作用，如下图3。限位钢板与吊装耳板的安装极大的提高了安装的精度及速度，保证了施工的质量及安全。

图3安装限位钢板详图

（2）钢梁校正

吊装初步就位的钢梁要继续进行调整与校正，知道钢框架符合设计要求。校正可以通过倒链与千斤顶，通过反复的对钢梁的垂直性以及钢梁的轴线的位置进行校正。

2.4焊接及螺栓连接

钢结构的连接方式主要有螺栓连接与焊接方式。螺栓连接通常是先安装临时的螺栓，然后安装高强度螺栓以达到安装螺栓的质量；焊接质量的控制重点是安排科学合理的焊接顺序以及有效的控制焊接应力以及焊接变形问题。

（1）螺栓连接

首先是安装临时螺栓进行那个钢梁的固定，螺栓的个数为螺头的1/3，并且每个接头大于2个。组装的时候使用冲钉瞄准孔位，然后再适当的位置插入临时螺栓，同时使用扳手拧紧；高强度螺栓的安装时保证螺栓以同样的方向子哟偶的穿入孔内，直到高强度螺栓安装完毕后再卸下临时螺栓。

（2）焊接连接

高层建筑钢结构的焊接所遵循的原则为：降低焊接应力、减少焊接变形。具体的操作中可以通过从中心的框架向四周扩展焊接、首先焊接收缩量大的焊缝、避免同时焊接一根梁的两端、对称焊接等。

此外钢柱之间一般为坡口焊接；柱与柱接头的连接在梁柱的连接完成后才可以进行；梁柱之间的焊缝适于首先焊接梁的下翼缘板，在焊接上翼的缘板。

3. 施工安全

由于高层钢结构建筑施工具有很大的危险性，在安装钢结构时要尤为的注意安全防护，切实的采取有效的措施保证施工安全。首先要防止物件以及人员的坠落。施工人员必须配备安全带，禁止任何施工人员向下抛扔物件。其次要做好防风措施。当作业区域的风力达到6级时要立即停止施工。同时将那些可能被风吹落的物体放置到安全的位置或者绑扎到固定物体上。再次要防火，防止焊接中的火花向下坠落引发烫伤或者火灾。最后还要进行防触电和防雷的措施，电气线路要经过安全检测，绝缘性能耗，各电路之间进行隔离。

结束语：

高层建筑的钢结构体系对于施工的安全性及安装的质量都提出了更高的要求，尤其是对于钢柱、框架梁的制作及安装更是一个严峻的考验。但我们相信，只要严格的遵照操作规范，时时处处的加强安装的质量控制，通过各种措施处理好细节问题，以达到保证施工的安全，促进高层建筑的钢结构迈入一个新的水平。

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