超高层建筑钢结构施工技术与管理体会 超高层建筑钢结构施工技术与管理体会
王陈韬
(福建六建建设集团有限公司，福建 福州 350001)
摘 要：我国经济发展越来越好，越来越多的人口涌入城市，这就导致城市人口数量已经远远超出其能够承受的范围，如何有效解决因人口增多而导致用地问题已经成为人们关注的焦点。超高层建筑因其用地少，居住人口多，逐渐被建筑企业重视起来。但是，超高层建筑也有着很大的弊端，那就是其施工难度比较大，由于楼层高，必须要对地基、施工技术以及牢固性严格把关，这是以往其他建筑结构施工不能满足的。为了保证超高层建筑的牢固性与安全性，施工企业选择钢结构体系和构件改造来建造建筑体，这种建筑方式能够最大限度地提高建筑物的质量、荷载量以及安全性，还能有效解决在建设高层建筑时遇到的技术难题。本文主要介绍我国超高层建筑钢结构发展历程，并且对其施工技术进行分析，希望能够强化超高层建筑钢结构施工的管理工作，对国家基础工程建设提供一些帮助。
关键词：超高层建筑；钢结构；施工技术；管理
0 前 言
超高层建筑物的形成最早起源于美国，其发展历史已有100多年。超高层建筑作为一种建筑风格，不仅造型美观、形象特别，对建造工艺与技术的要求也十分苟刻，工程实施难度非常大。作为满足居民居住的建筑物，超高层建筑所肩负的使命要远高于其他建筑物，如埃菲尔铁塔以及美国五角大楼，已经是一个城市乃至一个国家的地标。因此，在建造超高层建筑时，还要考虑其外观所带来的影响。也正是因为这样的特点，很多国家都开始发展超高层建筑，而很多的大型建筑也开始借鉴超高层建筑的施工技术，使用钢结构施工技术替代原有钢筋混凝土结构，在我国，最具代表性的便是北京鸟巢体育馆以及中央电视台倾斜塔等建筑。
1 超高层建筑钢结构体系划分
超高层建筑在具体建造过程中，因其结构、分类、施工工艺以及建筑内部体系的不同，所使用的钢结构也会有很大差异。如果想在建设中突出钢结构的特点，就必须结合建筑物的具体结构、投入成本以及建筑物所满足的需求进行建造。日常生活中所见到的超高层建筑物所使用的钢结构主要分为以下几种：①型钢混凝土结构；②钢管混凝土结构；③钢硷结构以及巨型钢结构等。其中，型钢混凝土结构是超高层建筑施工中最常用结构之一，它是以型钢为钢骨，并结合混凝土材料自身的特点而形成的稳定结构，这两种材料的结合不仅能发挥出自身的优势，而且能伴生出承载力强、强韧性好以及抗震性能优越等特点，是一种非常经济实惠且稳定耐用的钢结构类型。与此同时，将钢结构与混凝土进行结合，还能弥补钢结构容易变形以及混凝土韧性不足的缺点，可谓一举两得。钢硷结构体系主要运用的钢结构是钢管材料，其外部包裹钢结构，内部则填充混凝土材料。这种结构是通过钢管壁对混凝土材料进行约束，防止混凝土发生脆性破坏，既方便施工又能减轻建筑物自重，是一种非常实用的施工技术。巨型钢结构则是由巨型钢梁、钢柱及一些大型支撑部件所构成的建筑结构，这种结构体系层次明显，受力分布均匀，能够灵活运用于超高层建筑的施工当中。
2 超高层建筑钢结构施工技术与管理
本文引用的实例是钱隆金融中心超高层建筑项目，该工程由一栋超高层及4层商业楼群组成，塔楼地下室3层，地上43层，钢结构主要分布在主塔楼及商业裙房屋面。因为本实例主塔楼主要采用方管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构，本文就该工程具体实施流程进行分析。由于本实例超高层建筑项目由商业裙房、塔楼地下室等建筑结构组成，在选取钢材料时，因其环境的不同，也会有很大的差异，本文列举本实例中主要建筑结构所使用的钢结构类型见表1。钢结构整体概况示意见图1。
图1 钢结构整体概况
表1 主要钢结构类型
构件名称典型构件截面尺寸图例使用部位H型钢柱H400×300×20×15核心筒劲性柱十字型钢柱十400×150×20×15核心筒劲性柱矩形钢管柱B1300×1300×50×50；B1100×1100×40×40；B900×900×30×30；B900×900×20×20；B700×700×30×30外框架柱、裙房钢柱箱型钢梁B200×300×6×6；B500×600×42×42；B600×900×60×60；B500×800×60×60；B500×800×44×44楼层钢梁、悬挑钢梁H型钢梁H600×300×20×20；H700×300×30×30；H400×250×12×15；H200×300×12×15；H500×300×20×15；H500×600×25×25楼层钢梁、悬挑钢梁
2.1 设备的选择
超高层建筑在施工中对设备的依赖性是非常大的，又因为钢结构安装起来难度较大，核心的机械设备便是吊装机械。施工时必须根据现场实际情况选择合适的吊装设备，以便施工顺利进行。本实例中使用的吊装机械见表2。
表2 主要吊装机械
序号机械设备名称规格型号数量/台国别产地制造年份/年额定功率/kW备注1塔吊TC70351中国175吊装、卸车2塔吊QTD4801中国175吊装、卸车3塔吊QTD3151中国175吊装、卸车
吊装设备在安装前必须选择好地点，不仅要方便施工，还要保证施工完成后能够顺利拆卸。与此同时，安装后的检验也是十分重要的，这是工程安全实施的必要条件。
2.2 焊接施工技术
超高层建筑使用的钢结构一般都采用焊接连接的方式，这项工作不仅任务重，而且需要超高的质量要求。焊接工艺的好坏、焊接顺序的安排以及焊接水平的高低都是影响钢结构稳固与安全性的因素，因此，在焊接施工技术上的把控必须严格进行。表3为钢结构施工对焊接技术的要求。
2.3 测量施工技术
具体测量过程中，要求垂直高度、轴线以及标高的偏差都要在允许的范围内，并且随着建筑楼层的高度不同，其要求也要随之改变。本文列举的实例中要求测量控制网的误差限制在毫米级，保证测距相对中误差控制在1/30 000以内，测角中误差限制在±5 s以内，水准点闭合差限制在±3 mm以内，这样才能保证超高层建筑的稳固性。当然测量标准只是测量施工技术中的一部分，如果没有一套精准的测量仪器，以上所有标准都会成为笑谈，所以在超高层建筑施工时，一定要使用精度好的测量仪器，同时对仪器架设位置的选取也要严格要求，以便能对钢结构进行准确测量，保证超高层建筑的质量。
表3 钢结构焊接技术要求
序号施工技术要求1采取适当的措施控制焊接变形2根据板材的厚度采取适合的预热和层间温度控制措施3应该严格按照焊接工艺指导书中的要求焊接，保证焊接参数、焊接方向以及焊脚高低都能符合要求4分段多层焊接时，要及时清理焊渣以及表面飞溅物，发现焊接残缺时，要及时处理5要注意连续焊接时的焊盘温度，使其上下限达到要求的标准。遇到中断焊接等问题，要及时进行保温操作，再次焊接时也要进行预热6进行焊接操作时，只能在焊接部位进行，严禁在其他部位进行打火操作。焊接时应该注意接头以及收尾等容易发生缺陷的部位，在这些部位焊接时，应保证尽量不出现焊接缺陷，一旦出现应立即进行处理7焊接完成后需要认真清理焊渣以及表面飞溅物，焊缝不得出现气孔、裂纹等残缺问题，焊缝表面的尺寸也应该保证在合格的范围内8焊接完成后，焊工之间应该进行仔细的互检自检，并且做好焊接参数的记录工作
3 结束语
投资超高层建筑已经成为我国建筑领域的重点，但是如果依旧沿用以前钢筋混凝土建造方式，建造完成的超高层建筑势必无法达到要求，只有运用新型施工技术才能满足。钢结构体系不仅能提高超高层建筑的承受能力，还能有效改善建筑体的稳固性，是我国建设超高层建筑的重要施工技术。建筑企业应该不断提高超高层建筑的施工技术，强化其管理技术，从而保证建筑体的质量安全。
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参考文献：
[1] 崔晓强，胡玉银，吴欣之.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J].建筑机械化，，30(6)：45-48，55.
[2] 杜建江，潘宁涛，何央素，等.超高层建筑钢结构施工关键技术研究[J].建筑施工，，37(1)：60-62.
收稿日期：-03-09
作者简介：王陈韬(1980-)，福建福州人，本科，工程师，主要从事土木工程工作。
中图分类号：TU
文献标志码：B
文章编号：1672-4011()05-0154-02
DOI：10.3969/j.issn.1672-4011..05.0078
