高层建筑钢结构的安装方法分析

2014-11-25陈剑波张晓岩樊兆月朱善磊

安徽建筑 2014年3期

陈剑波，张晓岩，樊兆月，朱善磊

（南京交通职业技术学院，江苏南京 211188）

0 前言

高层钢结构一般是指6层以上(或30m以上)，主要采用型钢、钢板连接或焊接成构件，再经连接、焊接而成的结构体系。高层钢结构常用钢框架结构、钢框架-混凝土核心筒结构形式。后者在现代高层、超高层钢结构中应用较为广泛，事实上，它属于钢-混凝土混合结构。钢结构安装的技术方案分为常规方案和特殊方案两大类。常规方案包含钢结构测量监控技术、钢结构吊装校正技术、高强度螺栓安装技术、焊接技术、防火涂料施工技术以及高空安全防护技术。

1 施工重点及难点

①高层钢结构一般具有现场场地小、工期紧等特点，如何协调钢结构吊装与核心筒施工的关系，是确保安全、质量和工期的关键，是实际工程现场生产管理的重点和难点。

②高层钢结构涉及专业分包多（含指定分包和独立分包），工程体量大，场地小，多专业、多工种的交叉作业、立体作业情况多，因此，施工总承包管理、协调工作是钢结构工程的重点。

③钢结构大量采用大厚度的钢板制作，构件每米重量大，吊装单元长度小，现场焊接量大，在工期紧的情况下，如何保证焊接速度和质量是重点、难点；钢结构外筒构件连接主要采用全方位等强对接焊，焊接要求高，焊接工作量大，焊接操作条件差。

2 具体施工与安装方法的分析

2.1 安装工艺流程

一般而言，高层钢结构±0.000以上结构安装同土建施工交叉紧密，根据高层钢结构施工特点，为了在钢结构安装各大工序间以及钢结构安装与混凝土结构施工之间形成高效、合理的施工流水节拍，大部分钢结构的施工安排一般采取如图1所示的交叉施工方法。

图1 地下室阶段与土建交叉施工安排图

图2 钢结构安装总工艺流程图

2.2 施工区域划分及构件吊装顺序

2.2.1 施工单元划分

一般考虑到在地下室施工阶段，由于土建施工特性及现场基坑支撑支护影响，构件在竖向方向上分层安装外，在平面方向上不作施工区域划分。

在±0.000以上施工阶段，由于内部的核心筒影响，且钢梁与埋入核心筒的预埋件连接，造成在平面上核心筒内构件与外部构件不能同时安装的现象；并且，为了合理组织施工，并能在同一柱节内形成流水施工，将核心筒外部的构件分为南北两个施工区域。这样，就形成了核心筒内部区、核心筒外南区、北区三个施工区域。

2.2.2 构件吊装顺序

南、北两个施工区域以中线开始向外辐射安装，所有误差向两端分解，有效的减少累积误差产生；在每一个单元构件吊装时，先吊装钢柱，再吊装主梁，最后吊装次梁；空间安排上，基本每一个吊装节钢梁安装时，上层梁先就位、然后是中间层梁、最后是下层梁。

2.2.3 钢结构安装总工艺流程

大部分的高层钢结构安装总工艺都可参考图2所示流程。

3 高层钢结构工程测量的特点

高层钢结构工程整体精度要求较高，尤其在钢结构施工部分要求十分严格，不但要重视其空间绝对位置，更需精确控制各施工环节的相对精度，减小误差的累积。必须确保工程的整体安装精度符合要求，以满足结构完成后设计安全达到要求。

其次，由于高层钢结构比较复杂，随着高度的变化施工前需充分掌握设计要求，做好内业计算工作。作为超高层钢结构，必须充分考虑结构变形、环境温度的变化及日照对安装精度的影响，并妥善处理。

对于核心筒同钢结构之间存在一定的高差和施工时差，必须考虑用于核心筒施工的土建控制点与钢结构施工时的控制网的衔接问题；作为高层钢结构，在高空架设仪器及棱镜困难，且稳定性差，需设计和制作适用于本工程的测量辅助装置和设施，以满足测量操作及精度控制的需要。

最后，需在充分考虑构件工厂制作误差、工艺检验数据、测量及安装误差、各类变形数据（如光照、温度、沉降、焊接等）的基础上制订钢结构安装控制方案，并根据施工中实时反馈的实际监测数据，及时调整和制订阶段性控制方案。

4 钢结构安装高空防护技术方案

在高层钢结构建筑施工中，钢结构安装一般超前于土建楼层混凝土施工3~6层，这就决定于钢结构安装必然是在狭小平面上的高空作业，而且主体结构安装、测量校正、高强螺栓、焊接、压型钢板等施工都是在不同层面上同时作业，形成一个多层面立体交差作业的局面，高空人员和物件的坠落必将成为高层钢结构施工中的最大安全隐患。因此，必须采取切实可行的安全防护技术措施，创造一定的作业平面，增强施工的安全可靠性。