超高层建筑中钢结构加工和安装施工技术

史兰兰 黎再国

（1.远东宏信有限公司，上海 200120）

1 工程概述

针对某超高层建筑，其总施工面积总计270998m2，项目的占地面积总计35345 m2，该超高层建筑是一栋拥有43层的写字楼，写字楼的内部支撑结构为钢框架。其中最中间6 层裙房的设计结构符合钢框架，其余的设计结构满足混凝土框架。

2 加工钢结构

在该项目施工过程中所用到的钢结构一共分为H 型结构、T 型结构和箱型结构三种，且使用的钢结构数量多，焊接工作也非常艰巨。特别是对箱型结构进行焊接加工的时候，箱型结构内部含有的隔板数量少，导致其结构出现变形扭曲的概率高于其他两种。要想避免在对钢结构进行焊接加工时出现变形扭曲现象，就应该提升焊接技术，同时强化钢结构的质量。

2.1 H 型钢结构的制备

H 型钢结构的制备通常分为以下4 个步骤：

1） 校正钢板。通过钢板校正机器能够规范校正钢板，排除钢板轧制应力的干扰，进而强化钢板的紧密程度。

2） 钢板放样和加工。H 型钢板在放样的时候使用NC直条切割机装备，保障钢板的翼缘和腹板处要留出足够空隙进行焊接加工，且焊接方式采取直条式方法，焊接结束之后对钢板桩的边缘进行打磨。H 型钢板的加工有一定的焊接顺序，如图1 所示，同时焊接过程要满足对称性原理，即先中间后两端。

3） 对变形部位进行校正。H 型钢结构在焊接加工时最容易出现变形和扭曲，因此在加工结束之后需要对其进行局部校正，校正范围应在4mm 之内。

4） 检验和除锈涂抹。对H 型钢结构进行校正加工之后需要重新检验其长度、高度和宽度是否满足制作标准。在满足规范的前提下对H 型钢结构展开除锈涂抹工作，通常选取油漆涂抹且涂抹必须均匀规整。

2.2 T 型钢结构的组立

完成对T 型钢结构的校正环节、钢板放样环节和焊接环节之后才能对其组立[1]。在进行组立工作之前由专业技术人员熟悉掌握结构图纸，核对钢板的型号规格与设计图纸提供的标准是否相符。一旦确定无偏差可借助自动化组立机械对T 型钢结构进行组立，在满足准确度的前提下设置间隔为4m的临时支撑进行组立。

2.3 箱型钢结构的加工

箱型钢结构的内部含有2 块腹板和2 块盖板，借助全熔透焊的焊接方式对箱型的4 个顶角加工，同时在箱型支架中设立横隔板和加劲板并加工焊接，最后在采取二氧化碳保焊熔透焊的方法对箱型截面加工操作。具体的加工保障分为三步：

1） 对助板进行焊接加工。先将H 型钢结构上的助板组立，要求组立点的焊缝距离高达45mm，焊缝的间距范围在505～585mm，使用的焊接技术为第一等级才能满足高层建筑所需钢结构强度。

2） 安装内隔板。为了使内隔板的安装符合设计图纸要求，需借助专业胎架设备，统一内隔板的灌浆孔和电渣孔，同时在下翼缘部位表明内隔板的安装位置。

3） 安装腹板。腹板是箱型结构的主要组成，依据设计标准制定出腹板之后借助吊车将其吊至实施安装的台架上，腹板要和翼缘、隔板紧密相贴，最终完成组装。

3 钢结构的安装施工过程

3.1 预埋件的安装

安装预埋件是超高层建筑钢结构施工的前提，通常预埋件为矩形结构，主要由预埋螺栓、矩形短柱及钢板组成，规定总质量10.9t，总长度7.0m，埋件的最大横截面积是1205mm×1205mm×55mm。对于质量规格大的埋件要借助塔吊完成施工。具体的预埋件安装应注意几点：

1） 用塔吊进行预埋件安装之前需检测预埋锚栓的标准高度、锚栓的轴线和锚栓延伸出的长度，保障钢柱脚螺栓的施工精准性及施工质量，提高施工效率；2） 对于承重力不强的钢结构要时刻观察，一旦出现变形或扭曲现象应立即对其校正，并做好后期防护工作；3） 在距离钢结构脚螺栓柱最近的底板处设置标高垫块并焊接加工，以加固其稳定性；4） 用标高垫块的方式设置标高，首先应该在钢结构脚螺栓柱的底部铺放4 组垫块打底，然后在钢板柱安装成功之后依据施工实际状况对标高垫块略微调整；5） 施工人员用分层浇筑的方法对混凝土进行浇灌，该方式能最大程度避免因混凝土疏松引发的锚栓位置发生偏移现象[2]。在具体浇灌过程中，施工人员会根据过程特点对浇灌方式做出微调。

3.2 安装钢柱

安装钢柱过程看似复杂其实不然，只有在安装时调整好每一节钢柱的标高和垂直度才能顺利开展安装工作。在进行第一节钢柱安装工作时，首先要在柱脚和地脚螺栓间隔约为35cm 处把柱脚调至垂直角度，保障柱脚的安装孔和地脚螺栓一致，方便一次性对准安装成功；钢柱落位之后检验钢柱是否保持垂直，在满足垂直度偏差范围的前提下可拧紧螺栓。确定好钢柱的垂直度后再检测钢柱的标高，校正标高需要结合实际施工状况调整垫板厚度，调整成功时再将地脚螺栓拧紧，如下图2 所示，然后进行加固柱脚底板环节，加固柱脚底板通常选取细石混凝土浇灌，最后借助定位钢板确定钢柱的定位轴线，此时首节钢柱才算安装成功。

第二节钢柱的安装方式和首节一模一样，两节钢柱之间会借助调节丝杠完成对接工作，需注意的是，调节丝杠不仅可以对钢柱的垂直度和高度做出微调，而且能够调整两节钢柱间的缝隙距离，最终保障钢柱安装符合楼层设计标准。在生产钢柱时，厂家会在钢柱的上端和下端标记轴线，轴线在钢柱对接过程中可作为参考点调节距离，完善钢板安装的垂直度和标高，保障钢板安装工作的顺利开展。

3.3 安装钢梁

钢梁的安装需要和钢柱同时进行，主要原因在于钢梁的数量很多，若不和钢柱一起安装会造成钢柱和钢梁型号规格不符的困扰。为此，在钢柱快安装完成时需要立即将钢梁与其连接，保障钢柱结构的稳定性和高性能。由于一些外部不可控因素导致钢梁和钢柱无法一起连接，需采取缆凤绳进行临时加固。

在安装钢梁时要满足先下后上、先主后次的安装顺序。平台的焊接方式采取H 型钢结构进行焊接加工，同时在平台的四周安装防护栏保障施工人员的人身安全。钢梁实施吊装环节之前，应该先检测钢梁的型号规格是否和钢柱一致，并清除打扫钢梁表层的污垢；吊装时，吊索的角度维持在50°左右，并且吊钩需用橡胶皮进行包裹以免刮伤钢梁；钢梁在塔吊的辅助下安装，再使用吊车两侧的缆绳把钢梁的安装轴线和标准对准，并用螺栓进行加固以避免出现位置偏移。除此之外，要求主梁和次梁的水平角度保持一致，钢梁之间的安装孔要对准，最后用螺栓加固。如果人为不能很好地控制安装角度是否一致，可借助对应的校正仪器，在安装过程中，为了加快安装进度会采取先固定顶梁，再固定底梁，最后固定中间梁的顺序。

4 结语

在超高层建筑施工过程中选取钢结构的加工安装技术，不仅能提升工程质量，而且能加快施工进度。但需要注意的是，钢结构分为H 型钢结构、T 型钢结构和箱型钢结构三种形式，施工企业也结合工程的实际特征选取合适的钢结构类型。在安装钢柱时保障其安装角度垂直，并满足先下后上、先主后次的安装顺序。