超高层建筑钢结构施工技术要点探析
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摘 要：近年来，越来越多超高层建筑在各大城市拔地而起，带动和辐射了城市建设的发展，有的超高层建筑也成为了城市地标建筑。在超高层建筑中，因钢结构强度高、自重轻、节能环保、施工速度快等优点，越来越多的钢结构施工应用到超高层建筑中。本文介绍了超高层钢结构施工的特性和施工技术准备，重点论述提出了结构测量、吊装、焊接等超高层钢结构关键技术要点的控制。
关键词：超高层;钢结构施工;施工特性;技术准备;施工技术要点控制
1 超高层建筑钢结构施工特性
（1）节能环保。钢结构有着高强度和高能效的特点，与钢筋混凝土超高层相比，在超高层中使用钢结构，保证同等强度的同时可使建筑材料使用量大幅度降低，节约大量的结构空间，从而减轻结构自重，也积极响应了国际上和我国建设部们倡议的绿色建筑理念。相对较少的建筑使用材料降低了消耗和运输成本，而且钢材还可以回收利用。
（2）较高的强度和韧性。钢结构的抗折、抗拉性能远超混凝土材料。在与使用钢筋混凝土同等用量时，超高层中使用钢结构，可以增加超高层建筑高度和建筑结构使用面积。钢结构可以使设计师大胆的进行外观设计（比如扎哈-哈迪德设计的北京Sohu系列），创造更多更美的建筑。钢结构可使超高层建筑整体受体更趋于平衡，钢结构的高强度和高韧性可以对外力进行有效的分配与传递，从而保证超高层整体结构的稳定性。
（3）工期进度优势。超高层钢结构的制作以及结构部件的加工完全可以工厂标准化加工作业，施工材料大多数需要在工厂加工为成品或半成品，运送现场用相应的机械吊运安装，通过螺栓或者焊接使各结构部件连接。成品与半成品的精度控制质量高，钢构件加工制作不受工序限制，提高了生产速度和施工质量。
2 超高层建筑钢结构施工技术准备
（1）施工技术资料的准备。超高层钢结构施工的技术交底记录、图纸会审、设计变更、洽商记录汇总表、图纸会审记录、设计变更通知单、工程洽商记录、设计交底记录等技术准备资料已全部准备齐全。相应施工的组织设计、计划、方案等已逐级上报，经监理机构和业主审批通过。
（2）施工现场和钢结构加工场的准备。施工前完成施工现场和加工场“三通一平或七通一平”，由于超高层属于大工程量高密度集约型工程施工，须合理规划好施工区域与材料的存放区。施工区域重点合理规划起重吊装区域以及钢结构与混凝土交叉做作业施工区域的的设计，保证钢结构起吊安装和其他施工的需要。加工场内钢部件按照计划提前生产制作，逐一经过质量验收，按照施工顺序码放，并有一定的防护措施。
（3）施工设备的准备。超高层建筑钢结构施工除采用的常用土建机械设备外，主要对起重吊装设备要求较高，目前超高层钢结构施工中主要选用塔式起重机，施工电梯、履带吊、门式起重机等其他辅助起吊设备进行配合。另外超高层建筑钢结构施工要配备相应的测量、试验设备，如全站仪、铅锤仪、沉降观测仪、应力应变检测计、GPS等。
3 超高层建筑钢结构施工关键技术控制
3.1 超高层钢结构的测量与变形技术控制
测量控制。在超高层钢结构施工过程中，对建筑结构高程及垂直度指标有相当严格的要求，指标偏差较大严重影响建筑物受力和安全。首先配备专业测量人员和标定实验设备。具体测量中建筑物的四角轴线坐标桩采用全站仪配合激光经纬仪进行测设。全站角度的系统误差1”，测距系统误差2ppm.整体精度标准按二级导线点布置原则;轴线控制桩是工程施工过程中测量放线的依据，必须进行保护。以控制桩为中心砌长宽均为0.5m、高0.3m的砖墩，砖墩周围砌砖，中间填充砂浆，再搭设钢管进行保护。为保证建筑物竖向施工的精度要求，在场区内应布设东西南北四个水准控制点，建立高程控制网。 水准点应布设在通视良好的位置，距离基坑边线不小于15m;超高层垂直控制：超高层钢结构0.00以上的轴线测量采用激光垂准仪内控接力传递法进行。
变形监测。超高层钢结构变形监测主要包括深基坑、建筑物沉降、建筑物空间三维变形等。基坑水平位移观测需至土方回填完毕;。建筑物检测具体在首层离开室外地平0.150m外坪高处，按沉降观测规程埋点要求，埋设沉降观测点。采用永久性沉降观测暗标埋设法、暗标有标体、标盖、标志杆三部分组成，材料使用不锈钢或镀锌铁件。沉降观测精度为0.1mm;建筑物空间三维变形主要是通过数据模型的模拟，通过现实施工的实时监测，保证施工达到设计要求。
3.2 超高层钢结构建筑的吊装技术控制
超高层钢结构建筑施工吊装工作是关键施工环节，直接影响项目的质量、安全和进度。在吊装施工过程中，必须严格执行技术标准和相关操作规范，吊装钢结构前应对起吊机械进行相应的稳定性检测，吊装过程中必须保证起重机械不能超负荷工作，相应的钢丝绳和索具也需配套使用，对发生散股或毛刺的钢丝绳及时处理。钢结构记忆其他构件绑扎必须牢固平稳，起吊位置在构建的重心位置。对不规则钢的吊装，吊挂点需要用的专用连接板，并将钢构件紧固。
在构件吊装就位前，必须先对已完工序检验，同时检查预埋件的尺寸和位置，对钢结构轴线和高程给与定位。起吊过程中钢构件需紧固，另需绑上溜绳或凤揽，辅助调整构件的位置和方向。禁止吊装快速升降，确保吊装钢构件的稳定，雨季施工要采取防滑措施，夜间施工需保证足够的照明。钢构件吊装就位后，每个部位必须对应板上的上、下螺孔，如不满足要求是要求，需及时进行调节。
3.3 超高层钢结构建筑的焊接技术控制
钢构件的焊接是超高层钢结构施工的关键施工工序，现场焊接工作量大、焊接要求质量高，对钢结构质量、安全性能起到关键的作用。此外焊接作业受到天气和高空作业影响，需选择合适的焊接方式，做好焊接工艺评定，高空焊接平台能满足焊接施工要求，设置相应接火防火装置。雨季焊接作业时，要清除焊口附近表面的杂物及铁锈，并用密封贴或塑料密封模进行密封，必要时搭设遮雨棚。在冬季或寒冷地区气温低于-5℃时以及雨雪天气时应禁止焊接，施工安排必须在冬季施焊时，必须采取保温加热措施保证焊接质量。焊接完成后需要对焊缝进行自检、二检甚至业主方单独聘请的第三方进行焊接质量检测，保证作业质量。
焊接的基本原则需按照“先上后下、先内后外、先翼后腹，顺序对称”施焊。在焊接工作开始之前确认部件吊装尺寸、位置符合要求，焊接前及时清理氧化皮、毛刺等杂质;异型构件的角焊缝和对接焊头需按需安装引弧板、收弧版等保证坡口焊接质量。开始焊接时注意焊接顺序，平面上由内向外对称焊接，上部梁体优先焊接，然后焊接梁体与结构柱结合部位，钢结构柱由焊工对称同步施焊。焊接作业时，第一层要把母材和垫板接缝处坡口要封住，所用垫板一定要靠实牢固，梁柱和垫板的连接为连续焊，焊脚高度需符合相应要求，引弧板焊缝的长度需大于引弧板的2/3，焊接完成后割去引弧板一公分左右。逐层施焊时严格清理焊渣和其他杂质，缺陷及时处理。构件焊接层温度保持在规定范围内，将一个接口持续焊完。
在钢构件焊接完成一天后，及时检查外观质量和焊缝焊接质量，对于角接缝和单面焊的对接缝，可以采用磁粉（MT）、超声波（UT）、射线（RT）等无损检测焊缝质量。焊缝外观有超差缺陷时，及时将问题部分磨掉进行补焊，经处理使的补焊与原焊缝平顺过渡，当内部焊缝缺陷问题较大时，必须剔除内部问题焊缝后重新施焊。焊接过程中严格控制钢构件的变形，通过工艺梁、辅助垫板等工艺控制焊接变形，保证焊接质量。
4 结语
随着经济的飞速的发展，新型建筑模式也不断的涌现，因钢结构运用到超高建筑，无论是在美学上还是在功能多变上发生了超高施工技术的变革。本文通过对超高层建筑钢结构施工深入剖析，提出要在施工过程中掌握钢结构施工的关键技术要点，加强组織技术管理，从而提高施工水平。
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