结合工程实例探析钢结构高层建筑施工技术要点

结合工程实例探析钢结构高层建筑施工技术要点

杨文智

惠州市惠阳区建筑工程质量监督站广东惠州516211

摘要：本文结合工程实例，对钢结构高层建筑施工技术要点进行了分析与探讨，以供同仁参考。

关键词：钢结构；高层建筑施工；技术要点

一、前言

钢结构有着强度高，自重轻，有良好的塑性和韧性，抗震性能好，工业化程度高，安装容易，投资回收快，环境污染轻，施工周期短，造型美观等独特优势在建筑业被越来越广泛应用。本文结合工程实例，对钢结构高层建筑施工技术要点进行了分析与探讨，以供同仁参考。

二、工程概况

某高层建筑，地上32层，地下3层，总的建筑面积大约为70000m2，使用的建筑结构是钢框架和剪力支撑结构，使用的钢构件主要有钢柱、主梁、次梁、斜支撑、钢梯等。建筑外立面工程吊装任务重，钢构件总量约10000t；外轮廓由折线柱组成双曲面，给安装测量造成了极大难度；材料采用Q345GJC，最大板厚达100mm，焊接难度大。

三、操作要点

（1）做好施工前的准备工作。首先是强化施工图纸的会审工作，图纸是工程施工的依据，工程开工前项目监理机构要组织监理人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件，充分领会设计意图。同时，要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”，力争把问题解决在施工之前，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。其次是认真审查钢结构安装施工组织设计，施工组织设计是施工单位全面指导工程实施的技术性文件，施工组织设计的完善程度直接影响工程的质量、进度。

（2）抓好原材料质量控制。钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件。在选择中，首先钢筋的质量证明文件应齐全有效，且进场检验应符合规范和设计要求。连接套筒应有出厂合格证，材料一般为低合金钢、优质碳素结构钢，其设计抗拉承载力标准值应不小于被连接钢筋的受拉承载力标准值的1.2倍，套筒长为钢筋直径的二倍。

（3）钢构件验收。钢构件住进入安装现场后，由专业质量检测人员对构件的质量进行检杏。弹出钢柱的安装轴线，若发现在运输过程中钢构件发生变形缺陷后，马上进行矫正和处理。同时还需要对构件纵横两个方向的安装中心线进行验收，对中心线不清晰的要重新弹上安装线。

（4）塔吊的选择与布置。塔吊是高层钢结构工程施工的核心设备，其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑，并保证装拆的安全、方便、可靠。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊，因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固，并且在起重机布设位置上有较大的自由度。另一方面，采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工，对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。从经济上考虑，为节约成本，优先选用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑的施工。

（5）吊装。钢结构吊装前应根据结构平面和立面形状、结构形式、塔吊的数量和位置、现场施工条件等因素确定吊装分区与吊装顺序。本工程划分为东、西两个作业区，由两个作业组分别完成各自范围内的构件吊装。在本工程主体钢结构施工中，通过采取“区域吊装”及“一机多吊”技术解决了工期紧与工程量大的矛盾，从钢结构施工流程可以看出，各工序间既相互联系又相互制约，选择何种测量控制方法直接影响到工程的测量精度与进度。在本工程测量施工中，我们采取“预先控制”与“跟踪校正”相结合，即在吊装前对楼层柱标高及定位进行测定，并对构件进行标线控制，吊装后在柱梁框架形成前将柱子初步校正并及时纠偏，形成单元体后进行最终校正，这样大大减轻了校正难度，并实现了区域施工各工序间良性循环的目标。在结构整体测量控制方面，根据结构无标准层及空间双曲面的特点，摸索出一整套采用激光铅直仪与全站仪进行“空间坐标点定位”与“双系统复核控制”的测量方法，很好地解决了双曲面结构定位难题，保证了项目质量控制目标的实现。

（6）焊接。①焊接质量要求。该工程钢结构焊接要做到：焊缝表面不得有裂纹、焊瘤；一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷；一、二级焊缝不能有气孔、夹渣、弧坑裂纹。另外，焊缝要按要求进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印，不合格的焊缝则需在定出修改工艺后再做处理，同一部位的焊缝返修次数不宜超过2次。在对钢结构进行涂刷工作时，则需要做到涂刷的构件表面不得有毛刺、焊渣、水、油污等异物，涂刷遍数和厚度应符合设计要求。②焊接顺序。a.平面内：应从建筑平面中心向四周扩展，采取结构对称、节点对称和全方位对称的顺序焊接；b.竖向上：L层框架梁→压型钢板支托→下层框架梁→玉型钢板支托→中层框架梁→压型钢板支托→焊接检验(柱与柱焊接可在梁焊接前进行，也可于之后进行)；c.柱柱焊接应由两名焊工相对，两面等温、等速对称施焊；d.柱梁节头的焊接，一般先焊H型钢的下翼缘板，再焊上翼缘板。一根梁的两个端头应先焊一个端头，待其冷却至常温后，再焊另一端。③焊接工艺。该工程钢结构焊接施工难度较大，不仅钢板厚，而且由于结构为双曲面，设计中采用了大量的斜撑及斜柱，造成立焊、斜立焊较多，此类结构不仅处于结构的重要部位，而且大多处于外向、斜向，安全操作与施工防护都比较困难。尤其是紧迫的工期与较大的焊接工程量之间的矛盾，我们采用CO2气体保护半自动焊应用于立焊、斜立焊和俯角焊的工艺，从根本上解决手工电弧焊速度慢影响进度的问题，满足了焊接施工的需要。

（7）质量要求及安全保证措施。1）专职质检员对大型焊接、钢构件等主要材料认真进行质量验收；2）构件上连接孔的孔径、孔距进行全部跟踪生产检查，对样板、模具、胎具每天至少检查一次；3）钢结构工程所采用的钢材应附有钢材的质量证明书，各项指标应符合设计文件的要求；4）设立管理组织体系，委派专人负责工程项目及有关安全防火工作，专人了解各工种的安全操作规程，设立各级安全生产岗位责任和定期安全检查制度、安全教育制度等；5）施工前对管理人员、施工人员进行现场教育，介绍有关安全生产管理制度及规定和要求；6）施工人员进入施工现场，必须佩戴安全帽，高空作业要有安全带。冬季构件表面结霜，在构件上行走应系好安全带，穿防滑鞋。拆除的临时螺栓、手头工具应拿稳当或装入工具袋，严禁随意乱扔。穿着防护用品，如电焊手套、护目面罩、绝缘胶鞋；7）吊装前检查起重设备、吊具是否符合安全要求，否则不得使用；8）吊装现场地面平整坚实，松软的土层要夯实或加垫木以保证吊装机器稳定作业；9）在吊柱子时外墙设安全网，吊框架梁时架设临时活动式走道，并随框架吊装逐层升高；拧高强螺栓时在梁端挂设吊篮，焊接时搭设操作平台，另外做到及时铺设楼层压型板以确保施工安全。

四、结论与建议

总之，在钢结构建筑施工过程中,应充分理解节点深化图，合理制定施工工艺；根据工程特点合理选用机械设备，特别是塔式起重机的选用，并要考虑其装拆的可行性；根据不同的结构特点、焊接形式及气候条件选用合理的焊接工艺及参数；结构构件的加工顺序及进场数量要充分考虑现场堆放条件及吊装设备的吊运能力；严格工厂制作工艺，减少现场处理数量；测量控制要做到分区段、分层次、分阶段进行闭合、校正，防止累计误差的产生；安全防护要及时跟进，措施要严密，检查要到位，这样才能确宝钢结构工程的安全质量。

参考文献

[1]《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）.

[2]《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）.