高层钢结构分区错层交迭安装施工技术

2018-07-31王茂辉

建材与装饰 2018年33期

王茂辉

引言

由于城市人口越来越密集，而城市用地是有限的，住宅开始采用超高层建筑来满足人们的住房需要。由于传统的混凝土结构自重大、抗裂性差、施工周期长等缺点，超高层建筑一般采用钢结构形式。结合钢结构的优点，超高层钢结构建筑就可以做到跨度大、质量相对较轻、建筑空间大、实用面积大、施工周期快等优点。本文以某高层建筑项目为例，介绍钢结构分区交迭安装方法。

1 工程概况

该建筑项目位于市文化新区，总建筑面积192511m2，建筑地上52层，地下2层，建成后建筑高度192.3m。结构采用框架－核心筒结构体系。核心筒为钢筋混凝土结构，外框架由劲性钢骨柱和钢框梁组成。

2 分区错层施工概述

2.1 分区错层施工原理

高层钢结构分区错层交迭安装施工原理：工程错层重叠的安装施工技术在平面上可对称分为两个区域，一个区第一节钢柱分节为2层1节，另一区1层1节进行安装，实现两个分区钢柱错层1层。钢柱安装后，钢梁安装完成该地板的钢结构施工。在后续的施工中，所有的钢柱应该是两层1节。每一个建筑都要安装低区钢柱和整层钢梁，两个分区交替上升。每次施工都安装半数的钢柱（低区）和全数的钢梁。

2.2 分区错层交迭安装方案

根据现场实际情况，将该项目划分为平面上的A、B区。这两个地区分别有16根刚性钢柱和42根钢梁。图1显示了平面划分的示意图。

当钢结构制作分节时，A区第1节劲性钢骨柱1层1节，B区2层1节，之后两个区劲性钢骨柱按两层1节分节。

按照施工进度，对零部件和材料的入库进行提前规划，完成零部件的验收和材料的复验。

图1 平面分区示意图

根据施工需要组织劳动力和机械设备，并做好钢结构安装的准备，如技术安全底线、焊接工艺评定和测量布线等。

3 建筑钢结构安装前的准备工作

在建筑钢结构施工安装前，应做好前期准备工作。由于建筑钢结构安装施工涉及多方面内容，因此只有做好充分准备，才能确保安装质量。施工安装前要依据建筑工程实际情况，做好科学组织设计工作，要依据相关工程建设安全规定、建设质量标准，确定最佳的施工技术和施工方法，有效把控工程建设过程中的工作质量，科学配置人力设备和物资，组织各方人员共同商议，编制施工进度计划。

3.1 做好物资准备

在安装工程组织设计完成之后，正式施工安装之前，应就整个安装工程涉及的材料、人员、场地及施工进度计划进行全面检验。要检查好建筑材料、施工设备，确保钢结构安装工程的顺利完成，在施工之前有效落实。

3.2 科学配备人力资源

建筑钢结构安装队伍专业素质高低会直接影响安装工程质量，因此要求施工队伍在施工过程中，始终坚持科学合理的施工原则，按照施工方制定的规划科学配置相关工种。在安排施工人员进驻施工现场前，要对整个施工队伍进行专业培训，重点做好施工安全、防火防电、文明施工等方面的宣传教育工作。在工程施工建设过程中，要配备完善的规章制度，严格按照相关规章制度，对每一位安装人员进行严格考核。

3.3 做好现场准备工作

施工材料和人力资源配备到位后，要求施工方对施工现场进行有效测量，要确保测量记录内容和施工图纸一致。如果在测量过程中发现实际测量和施工图纸要求存在较大差异，应进行多次测量，求平均值，在明确施工图纸存在错误时，应及时将实际情况汇报给设计人员，保证在建设单位、施工单位和设计人员同时在场的情况下，对设计图纸进行修改。在施工前，要做好机械设备运输道路规划，配置完善的水利和电力设施。结合现场实际情况，对相关设备进行调试安装，确保进入到施工安装阶段后，设备能够快速投入使用。

4 高层建筑钢结构分区错层交迭安装施工技术

4.1 施工测量技术

高层钢结构建筑受气候条件、施工条件和结构复杂程度等因素的影响，增加了建设工程的施工测量技术难度。高层钢结构建筑对施工测量的精确度要求比较高，因此，必须选择合适的测量仪器，选择测量基准点，建立测量基准网，应用正确的测量方法，找出最佳的测量线路等方法来提高测量的精确度。现阶段采用的测量手段主要是通过GPS定位、双重控制网的建立，再加上高精度的全站仪来进行三维坐标的定位。

4.2 地脚螺栓预埋技术

在高层钢结构建筑工程中，地脚螺栓的预埋直接影响着工程的安全质量。在高层钢结构建筑施工中通常选用9cm的定位钢板来对地脚螺栓进行定位，定位钢板与钢柱底垫板的尺寸要相匹配。另外，在钢板的底部要设置调节和固定螺母的螺栓。

4.3 钢柱安置与固定技术

在安置固定钢柱前，施工人员需要先检查钢柱的标高、钢柱的垂直度和钢柱定位轴线的角度，计算出它们的偏差，保证偏差要在所允许的范围之内，才可以进行钢柱的安装。所控制的钢柱节的关键点在不同位置也是不同的。例如在控制首节柱与次节柱的关键点就不同，首节柱要准确把握定位轴线和标高之间的关系，而次节柱只需要测试垂直度就可以。当然，首节柱与次节柱的调节方法也是不一样的。首节柱是调节螺母和定位钢板来完成调节的，而次节柱是调节丝杠来完成调节的。钢柱通常采用两点就位和一点起吊的方法安装。钢柱构件在进行加工时要在其两端加上固定连接耳板，并且用螺栓和连接板对上下节的钢柱进行临时固定，等到全部焊接完成之后再将连接耳板拆除掉。

4.4 钢梁安装技术

钢梁的安装也是高层钢结构建筑施工中重要的一部分，其影响着施工的整体进度。在钢梁安装的过程中，通过限位钢板来临时固定钢梁，反复校正固定好钢梁，确保梁柱连接处一直处于垂直状态。在钢梁临时固定的过程中，用到了吊装耳板，并在吊装耳板的两端都焊接一块限位钢板。

4.5 吊装技术

在高层钢结构建筑施工过程中，吊装是采用自升式塔式起重机来进行吊装的。吊装技术是高层钢结构建筑施工的一个重要环节，其直接影响着工程质量。在吊装施工前，首先要确定吊装的高度、高层钢结构建筑的环境和施工条件以及选择合适的吊装顺序等，来确保吊装的顺利进行。在吊装操作时，严格控制起吊重量，吊装的高度越高，其荷载重量反而越小。在平面吊装过程中，主要从中心的核心筒开始，接着对周围进行吊装与固定；在竖向吊装过程中，测量工作是十分重要的内容，应随时进行测量。

4.6 焊接技术

高层钢结构建筑的稳定性和可靠性主要是由焊接质量决定的，因此，为了结构的安全必须保证焊接质量。为了确保焊接的技术水平，就必须严格要求焊接技术，在焊接之前，施工人员需要明确掌握焊接的先后顺序及焊接的流程。在焊接过程，为了提高焊接质量，需要根据钢材的特点选择合适的焊接材料。另外，为确保焊接的工程质量，还要进行提高焊工技术和增加焊接熟练程度的培训。为了更进一步地确保焊接质量，还需要对已经焊接完的钢构件进行严格检测，避免出现裂缝、鼓肚和焊瘤等现象。为保证高层钢结构建筑的施工质量，还应在焊接完后进行超声波检验。