高层钢结构工程施工难点及施工技术

文/向明超 中国十九冶集团有限公司深圳分公司 广东深圳 518052

在我国经济高速增长的带动下，建筑行业取得了突飞猛进的发展，高层建筑数量日益增多，使城市面貌发生了巨大的改变。钢结构作为一种具备良好经济性能、力学性能与使用性能的工程结构，其凭借自重轻、无污染、抗震性能好及施工周期短等应用优势，使其深受工程人员的青睐与认可，这也使钢结构广泛应用于厂房、展览馆、体育中心等建筑，并成为建筑领域的一大热点话题。

1、高层钢结构工程中的塔吊选择

在高层钢结构工程施工中，塔吊在其中发挥着至关重要的作用，对塔吊进行合理选择是高层钢结构工程施工中的首要难点。在对塔吊进行选择和布置时，必须要结合高层钢结构体系的施工特点、现场条件、场地布置情况以及施工队伍自身的技术水平等，只有这样才能确保塔吊在安装和拆除时能够安全、可靠、方便，同时还要预先编制专项装拆方案。在高层钢结构工程中，塔吊主要包括两种，一种是内爬塔式，另一种则是附着式，对于高层钢结构工程来说，需要确保塔吊使用的安全性与可靠性，并且还要兼顾经济性与便捷性，因此，通过这两种塔吊的对比，建议选择内爬塔式塔吊，相比于附着式塔吊，内爬塔式塔吊的有效施工能力要更大，制作成本与使用成本也更低，而且具备更高的安全性，占地面积也较小，能够实现在狭小场地中进行高层钢结构施工。目前，内爬塔式塔吊的型号有很多种，这使其能够在不同级别的高层建筑物中进行钢结构施工。

2、高层钢结构工程的构件吊装

高层钢结构工程的构件吊装是施工过程中的主要难点之一，其难点在于构件类型和数量都非常多，而且各个构件的尺寸需要精确，并且必须要对构件的吊装顺序进行妥善安排，同时在构件吊装完毕后还要进行全面的检查。

2.1 构件进场

在构件吊装之前，施工人员必须要对进场构件进行检验，在检验合格后对不同的构件进行正确的堆放。在堆放构件时，经常会遇到场地空间狭小、施工条件较差等问题，在解决该问题时，必须要明确构件的堆放顺序，可对进场构件进行周密的安排，并根据构件的吊装顺序进行编号，然后规划出不同构件的堆放位置，以此确保构件的验收工作能够顺利开展。

2.2 钢柱吊装

在对高层钢结构中的构件进行吊装之前，需要预先检查柱基轴线间距、预埋螺栓位置以及柱基面的标高，在检查合格后还要在柱的底部设置一个支承块，并吊装钢柱，在吊装过程中，钢柱应垂直于地面并避免与其他构件相碰撞，吊装到预定位置时，需要由支承块进行垫实，然后安装登高爬梯，由施工人员对钢柱进行固定，在固定时，应先由地脚螺栓进行临时固定，然后利用经纬仪及缆风绳来对钢柱的垂直度进行调整，由垫板来调整钢柱标高，在标高与垂直度均调整完毕后，先安装上节柱，再安装下节柱，上节柱应和下节柱的中心线相对准，调整时应先校正两个柱头的扭转与错位，然后对柱子的标高及垂直度进行调整，待确认无误后进行螺栓初拧并摘全球此，然后对钢柱进行测量与校正，完毕后进行终拧，并进行焊接与测量。

2.3 钢梁吊装

在对钢梁进行吊装之前，需要在柱子牛腿位置中的柱间距及其标高进行检查，在对主梁进行吊装之前，需要预先安装扶手绳与扶手杆，等到主梁吊装完毕后，把钢柱和扶手绳系在一起，确保施工人员在进行钢梁吊装时的人身安全。通常需要在钢梁的上翼缘位置中进行打孔，以便于吊装钢梁。在打孔时，其孔洞位置应由钢梁的跨度来决定。为了使钢梁吊装的速度加快，如果次梁或小梁的重量较小，可通过多个吊索来进行多个次梁或小梁的吊装作业，也可事先在地面中对梁与柱进行组装，使其成为排架后再进行整体吊装，这样做能够使吊装过程中的高空作业得到有效减少，保证了施工人员的人身安全，加快了钢梁的吊装效率，提高了钢梁的吊装质量。

3、高层钢结构工程的测量控制

在高层钢结构工程施工中，对工程质量的衡量主要是通过标高、轴线及垂直度这三个指标来实现的，可以说，测量控制是高层钢结构工程施工中的重要环节，也是高层钢结构工程施工中的一大难点。在对钢结构进行安装之前，需要检查高层建筑物的平面封闭角、定位轴线以及柱底部轴线，并由专人对进场构件的强度、尺雨等进行质量检查，在检查合格后方可进行构件安装。在进行钢结构构安装时，需要引出地面控制线，基准点间距应控制在25m至50m之间，同时在各个基准点的正方位接板位置中预留出一个边长为26cm的正方形洞口，将其当作轴线在进行竖向传递时的通道。应根据高层建筑物的平面特点来对竖向高程基准点进行建立，以此形成闭合的基准网。应根据吊装区域来对基准点的位置进行划分，平面基准点应和高程其准点进行同点布设，在核对无误后将其当作高层建筑的各个层基准点，应确保各层基准点和轴线能够沿着基准层进行向上传递，同时还要消除积累误差。可通过直角坐标法来进行两套控制网的布设。由于高层建筑中的梁柱分布较多，并且具备较强的空间整体性，需要应用中心单元校正技术来进行校正，在校正过程中应沿中心向两侧进行校正，校正工艺应采用三校，首先要对柱口与梁口进行校正，其次要对柱顶的垂直度与位移进行校正，最后是对框架尺寸进行复核后来对焊接顺序进行校正。为了使校正难度降低，可通过跟踪校正的方法来实现，在进行柱梁连接与梁梁连接时，其施工工艺应为先栓后焊安装。对于高层钢结构来说，应将其划分为各个安装单元，待一个单元的所有安装、校正、栓接及焊接等工序全部完毕后，经过检验合格后，方可进行下一单元的安装、校正、栓接与焊接工序。在对钢柱、钢梁等构件进行安装时，应结合这些构件的截面形式及安装位置来进行测量与标识。钢结构安装过程中应通过多次调整才能合格，这需要施工人员对钢结构的偏移趋势做出预先的估计，并在测量过程中强化临时固定措施，并进行密切监测，以此确保各个构件的安装能够精确无误。

4、高层钢结构工程的焊接

在高层钢结构工程焊接中，其焊接质量往往是较难控制的，而焊接质量的高低更直接关系到整个钢结构的稳定性，因此必须要采取合理的焊接技术，在焊接时应严格遵守技术规定来进行施工与检验。在超高层钢结构中，焊缝的数量过多，会造成高层建筑物的残余应力与收缩变形过大，因此，必须要对焊缝的质量有所控制，而在焊缝质量控制过程中，焊接变形控制是整个焊接控制工作中的重要内容。应对焊接顺序进行科学的安排，可通过多种工艺来进行焊接顺序安排，如刚性固定、多层多道焊、间隔跳焊等，在对焊接变形进行控制时，需要编制工艺质量控制方案，立面焊接顺序应采用先上层梁、后中层梁与下层梁，最后是柱口。在进行平面焊接顺序安排时，应根据流水作业范围来进行分区焊接，在各个区的平面焊接中，应采用先中心、后四周、最后活口的顺序进行焊接。在焊接梁口时，施工人员应优先焊接下翼缘，随后焊接上翼缘。

5、高层钢结构工程的安全施工

在高层钢结构工程施工中，确保施工安全是其中至关重要的控制环节，也是整个施工阶段的重难点之一。在进行安全施工管理时，管理人员必须要转变自身的安全思想观念，对钢结构施工中的安全行为进行规范，明确物的安全状态，同时还要建立安全监管小组，严格遵循安全第一、预防为主的思想来进行安全管理工作，制定详尽而健全的安全生产条例，积极开展施工人员的安全教育培训。同时，施工企业应投入大量的人力与物力来进行周密的安全防护，安全网应进行双层搭设，同时预先铺设压型钢板，通过这些工艺来保障高层钢结构的施工安全。此外，还要通过平台防护架的设计与制作来进行安全防护，将其和上下钢梯、双层安全网等防护设施共同组建一个完善的钢结构工程安全防护体系，以此杜绝高空坠落事故。此外，在采取技术手段进行安全施工时，还应严格按照设计人件、招标文件、合同文件、操作规程及检验标准等来进行。在对钢结构构件进行吊装和支撑时，应事先进行大量的计算，确保吊装后的结构强度、稳定性及刚度能够满足要求，同时利用书面的形式来确认机械吊装及临时支撑点给砼结构造成的反作用力。

结语：

综上所述，本文通过对高层钢结构建筑施工中的难点进行了分析，并提出了相应的施工技术。经实践表明，对于高层钢结构建筑的施工技术来说，要想得到长远发展，就必须要经过系统化的工程研发，实现钢结构制作与安装的集成化与一体化，不断提高我国高层钢结构工程的制作与安装水平，打造一流的施工团队，采用先进的施工技术，凭借出色的管理模式与优质的材料来建设一个可靠的钢结构高层建筑。