超高层建筑钢结构吊装施工技术研究

超高层建筑钢结构吊装施工技术研究

刘鸿伟 ,马千为,常群峰

中国建筑第八工程局有限公司，河南郑州，450000

摘要：钢结构材料以其较高的强度和弹性模量成为超高层建筑的主要施工材料，钢结构的加工和安装已成为目前现代化超高层建筑常用施工技术。钢结构施工工程是一个综合系统的工程，在应用时必须全面了解整个体系结构，把握各技术要点，确保该技术应用的有效性，从而为建设高标准的超高层建筑提供技术支撑。

关键词：超高层建筑；钢结构吊装；施工技术

1 超高层建筑钢结构发展概述

基于土地资源利用率要求，超高层建筑建设规模持续增大。钢结构已经成为超高层建筑结构的首选，构件强度高、单位承载力大，可满足建筑高度不断增加的需求，也有利于确保底部稳定。相关研究显示，钢结构具有自重轻、施工迅速、质量可靠等优势，与传统建筑结构相比，超高层建筑钢结构施工可有效减少施工中的资金消耗，保证项目按期保质完成，最终获得应有的经济效益，促进我国建筑行业的稳定、健康发展。

2 超高层钢结构的特点

（1）结构自重轻。依据相关的统计可以发现，钢结构的高层建筑相较于传统的钢筋混凝土来说，建筑物的自重有着明显的减轻，而结构自重减轻之后，能够有效地减少地震所产生的作用。不仅如此，结构减轻也会降低地基处理的难度，这在整体的成本控制上也有一定的好处。（2）抗震性能好。因为钢材结构本身就具有非常良好的弹性，所以即便是在地震的作用影响下，钢材结构也能够表现出非常良好的延展性，可以有效地减弱地震所带来的反应，能够更好地抵抗地震所带来的变形。（3）减少结构所占建筑面积，充分利用建筑空间。对于30~40层的钢筋混凝土建筑来说，结构面积大约能够达到整体建筑面积的7%，如果我们使用钢结构相应的面积只是整体楼层结构的3%。这样能够更好地增加建筑的使用面积，所节省下来的经济效益是非常可观的，除此之外，因为钢结构本身的承载力比较大，因此在设计的时候，选择钢柱尺寸的幅度也很大，更加有利于划分建筑功能的空间，提升了整体布局的灵活性。

3 超高层建筑钢结构的施工要求

超高层建筑钢结构施工过程较为复杂，容易受到多种因素的影响而降低应用效果，所以应从设备、材料的选用开始，直至整个施工过程都应加强对该技术的管理，消除各种不稳定因素对施工的影响，从而降低质量隐患和安全隐患的发生概率。在实际施工时，施工单位应按以下施工要求开展作业，第一，钢结构施工过程采用的焊接材料与焊接工艺非常多，不同的工序选用的材料和工艺各不相同，为保障施工效果，焊接操作结束后，应由专业技术人员对焊接施工质量进行全面的检测，这是确保钢结构承载力和安全稳定的重要举措。第二，钢结构构件安装时应严格遵循相关标准规范的开展，构件安装完成应对构件连接处和焊缝处进行加强处理，确保结构连接的稳定性。第三采用合适的材料做好钢结构的防腐与耐火处理，提升钢结构的耐腐、耐火性能。

4 超高层建筑钢结构吊装施工技术

4.1 钢结构预埋件施工技术

钢结构柱体安装工作质量直接关系到整个钢结构的施工质量，为了保证柱体结构拥有更高的强度和稳定性，施工单位必须采取强有力的措施保障钢结构预埋件方位的准确性。首先根据超高层建筑的实际施工面积，测算出预埋件的具体位置，完成对预埋件安装孔的精准测量，由测量人员对螺栓预埋位置进行仔细复核与校正后，通过卡盘将其固定结实，然后进行柱体浇筑。其次钢结构柱体基础浇筑并完全凝结后，需再次测量钢结构柱体基础浇筑标高、轴线以及螺栓预埋的位置，这是降低螺栓在浇筑过程中发生位移的重要举措，经全面检查复测合格后，才能开展下一步施工。

4.2 钢梁吊装技术

超高层建筑钢梁结构吊装施工要点如下：（1）吊装前，全面检查钢梁结构型号，确保其与设计图纸要求一致，选取适当的吊装位置，确保钢梁结构安装时平衡、可靠。（2）钢梁结构规模大，可采用可旋转控制缆绳进行钢梁吊装控制，以此确保钢梁结构可对准安装轴线，保证吊装的精确性。（3）完成钢梁的吊装后，利用临时螺栓对钢梁结构进行固定，保证钢梁吊装的安全性。

4.3 钢柱焊接技术

高空作业是超高层建筑常见的施工现象，不但会增加施工难度，还会影响施工安全。钢柱焊接是钢结构施工的重要环节之一。在钢柱焊接作业之前，需要了解施工现场环境以及钢材特性等，进而选择合适的焊接材料与设备，以保证良好的施工效果。由于钢柱焊接技术涉及多项专业工作，需选择具有高素质焊接水平的施工人员推进该项工作，以保证焊接工作的专业性。自然天气对焊接工作的开展具有重要影响，因此，钢柱焊接前有必要根据天气情况提前做好施工准备，最大程度降低自然天气对焊接质量的影响。施工单位要在施工过程中要随时进行无损检测，以优化焊接工作。从施工现状来看，钢柱焊接常采用二氧化碳气体保护自动焊接技术，该技术的应用价值相对较高。在施工过程中，还需要以手工焊辅助该技术的实施。由于焊接顺序、区段及焊接节点的对称性等均会对焊接施工质量产生影响，焊接技术人员需要在具体的施工中考虑这些要素，以确保钢结构的稳定性。

4.4 预变形技术

超高层建筑钢结构在施工的时候有时候会遇到一些不规则的造型，这些不规则造型在施工的时候会增加工作人员的工作难度，如果不加以重视，还会在施工的时候产生三维变形。要想避免出现三维变形就必须在施工的时候研究出一些解决问题的技术。同时，相关的施工企业要高度重视所有施工技术的应用情况，根据实际情况随时做好技术的调节工作，保证整个超高层建筑钢结构设计的质量和整个超高层建筑工程的质量，最终在保障整个工程稳定性的基础上尽可能减少变形发生的几率。目前预变形技术在应用的时候主要以两种形式存在，分别是：构件夹固法和反变形法。构件夹固法在应用的时候最主要的目的就是可以减少中小型变形发生的几率，通过夹具固定的方法可以让整个焊接工作在进行的时候更好地完成工作，同时避免整个过程中出现变形的情况发生。在一些中长型钢结构构件进行施工的时候一般都会以反变形法来完成，反变形法在使用的时候需要注意保证焊接方向的一致性。

4.5 钢结构涂装技术要点

为提升钢结构的安全性与稳定性，在施工时应做好对钢结构防腐与防火的处理。目前超高层建筑钢结构施工通常采用涂装防腐与防火涂料来提升钢材的耐火与耐腐蚀性能，这种方式相较于传统的热镀锌技术，成本更低，施工工艺更加简单。防腐和防火材料的选用应根据钢材的物理特性、防火及防腐蚀要求合理地选择，只有性能和质量符合施工标准方可使用。涂装前要预先对作业面进行清洁处理，保障涂料均匀覆盖整个作业面，涂刷厚度需满足钢结构防腐耐火性能标准。涂装工作结束后，为保持钢结构表面的美观性，还应在外层涂装一层面漆来提升其外观形象。

5 结束语

综上所述，在超高层建筑钢结构施工的时候，施工技术和整个施工的质量之间有着密不可分的关系，必须要引起人们高度的重视，这样才能真正地发挥出钢结构施工技术的作用。钢结构施工技术应用的时候要根据实际情况选择合适的技术和设备，这样才能真正地完成制定的建筑物建设水平的目标。

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