丁威
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摘要：目前随着城市发展，城市土地资源稀缺，因超高层建筑钢结构具有施工快，强度高，结构荷载轻，抗震性能好而被广泛应用。但超高层建筑钢结构的施工控制难点多、标准高、材料堆放场地狭小、立体交叉施工等影响因素也较多。本文从超高层建筑钢结构施工流程和安装技术要点进行探究，要求重视超高层建筑钢结构的施工安全。
关键词：超高层建筑；钢结构；施工技术；安全；措施
1钢结构施工内容
1.1结构设计要求
超高层建筑钢结构因结构布置比较整齐，特别适用于在变化幅度较小的超高层建筑环境中。因此，在对超高层建筑物进行设计时要充分了解钢结构与材料的特性，对施工场地进行实地勘察，通过严谨的计算与测量，设计出最科学，最合理的超高层建筑钢结构体系。同时考虑结构的抗震性，以及风力对超高层建筑物的影响，保证结构总体刚度大，侧移小，满足结构安全性能。
1.2基础预埋预埋
俗话说“万丈高楼从地起”，预埋锚栓埋设精度直接影响到超高层建筑钢结构的安装质量，因此在基础预埋锚栓进行安装前应进行技术交底。首先根据预埋锚栓平面布置图，使用全站仪参照原始坐标点和原始标高，进行放线工作，将测设的轴线投射到底板上或临时加设的钢管上，再画出定位板的十字线，安装之前在钢筋笼上先固定2根￠16的圆钢（高度需低于锚栓顶部100mm），用于架设定位板，把预埋锚栓通过螺母固定到定位板上，通过水准仪进行调平到控制标高，并调整定位板的十字线与测设的轴线重合，焊接固定预埋锚栓，控制锚栓垂直度，安装完成后再次进行复测，裹好胶带纸，并清理施工面垃圾。
为防止在浇灌砼时锚栓产生位移和变形，必须采取加固措施，同时在浇注时安排专人值守，不得用振动棒直接振动锚栓体，如有偏差及时进行校正。
1.3安装
塔吊是高层建筑钢结构吊装的核心设备，机器设备的选择和布置应根据高层建筑物的布局、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。[1]现以上海市北高新区38#楼项目为例：本项目由一幢18层的办公楼及其附属地库组成，地上18层，地下2层，结构类型为框架—核心筒结构，建筑高度72.15m。为满足该工程施工垂直运输和钢结构吊装任务，施工现场安装1台QTZ250（臂长74m）型塔式起重机，同时辅助100吨汽车吊进行现场施工。此塔吊基础施工方案经过专家论证后进行实施。本工程在施工立面上划分为核心筒施工、外框架钢结构安装、框架楼板施工三个施工段。核心筒为混凝土结构，楼层梁通过连接板与核心筒预埋件连接。因此核心筒施工需领先外框架钢结构安装 4~5 个楼层，外框架钢结构安装需领先框架楼板施工 2~3 个楼层。
钢结构施工前，首先踏勘现场，根据超高层建筑的特点与附近环境的情况对施工的具体方案进行合理设计，编制钢结构专项施工方案，提交监理工程师进行审批。预埋锚栓施工完成后，即开始地下负一层钢柱的安装，安装前对预埋锚栓进行复核，保证轴线、标高偏差在规范允许范围内。钢柱上设置指北板，保证钢柱安装方向正确。施工中严格控制“安装垂直倾斜误差”和“安装水平标高误差”。单节柱垂直度为H/1000且不大于10mm,多节柱柱全高垂直度不大于35mm; 对同一层柱顶标高的差值均应控制在5mm以内。[2]本工程以核心筒位置为界，划分为南北两个作业区，由两个作业班组分别完成各自范围内的构件吊装，吊装总原则从中央向四周扩展，先柱后梁，先主梁后次梁，结构吊装每天形成稳定的空间单元。一节钢柱吊装完成后立即进行测量校正—钢梁连接完成后进行钢柱焊前测量校正—钢梁高强度螺栓紧固后，焊接完成再次对钢柱测量。现场尽量采用长柱原则，每节钢柱设置两个楼层，可以提高安装精度，减少焊接量。本工程板厚最大达到65mm, 因此需对钢板进行Z向性能检测，防止层状撕裂，并制定超厚钢板焊接工艺。
现场箱型柱柱芯灌浆，为保证施工质量，全部采用自密实混凝土浇注。
1.4焊接
焊接在钢结构施工中必不可少，在超高层建筑钢结构中，构件主要结构形式有箱型柱梁、圆管柱、十字型和H型等。工厂焊接多采用机器进行焊接，质量控制很好保证。而现场焊接受到天气、施焊位置等外界客观条件影响较大，最主要还有人为因素。针对本工程特点，按《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002的相关规定进行焊接工艺评定和焊工资格考试，制定焊接工艺指导书，焊工全部持证上岗，保证中厚板焊接质量。现场焊接主要二氧化碳气体保护焊，优化焊接顺序，对称施焊。对于现场柱与柱，柱与梁对接焊缝均一级焊缝，现场进行100%的超声波探伤，同时甲方和监理进行平行检测。
对于超高层建筑钢结构总的焊接顺序：
（1）由核心筒平面为中心向四周扩展，采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接，严格执行焊接工艺评定报告，控制焊接变形。
（2）框架施焊顺序应先从整个结构的中间开始，形成框架后向外围扩展焊接。
（3）对于箱型柱的焊接，应由两名焊工同时从两个对称面进行施焊，两人先焊接A，B（两个对面）焊缝高度的40%，再进行C，D（另外两个对面）焊缝40%的焊接，之后再进行A，B（C，D）焊缝剩余60%的焊接，最后结束C，D（A，B）焊缝的焊接。[3]
（4）对于十字型柱焊接：A、B两对面焊至三分之一板厚，另一个对面C和D焊至三分之一板厚，割去连接板，A、B面焊完，再焊C、D。H型钢柱先焊翼缘板，后焊腹板，在焊接过程中注意防止层间温度过高，当焊缝过长时，可采用分段跳焊法，但要保证两焊工同步，减少变形。在焊接最后一层时需一次焊完，不得分段焊接，在柱转角处注意成型。
1.5高强螺栓施工
（1）高强度螺栓安装前，应清除连接处构件上的飞边、毛刺、焊接飞溅物。表面产生浮锈杂质，使用电动角磨机清除。高强螺栓的初拧和终拧， 都要按照紧固顺序进行，从螺栓群中央开始，依次由里向外、由中间向两边对称进行，逐个拧紧。
（2）高强度螺栓安装应顺畅穿入孔内，严禁强行敲打，如不能自由穿入时，使用铰刀进行修整，修整后的孔径应不大于 1.2 倍螺栓直径，严禁用气割扩孔。同时要求高强度螺栓穿入方向应一致。
（3）扭剪型高强度螺栓连接副终拧验收，以目测螺杆尾部梅花头拧断为合格，螺杆拧紧后，外露螺纹不应少于2个螺距。
2超高层建筑钢结构安全施工管理措施
2.1施工安全措施
超高层建筑钢结构安装，具有一定危险性，在安装时必须保证安全措施到位，需提前安装辅助设施确保安装顺利。
（1）钢柱起吊前，应在钢柱上绑扎好钢爬梯，并设置防坠器，作为临时垂直交通。
（2）柱梁对接处梁下方，在柱上设置操作平台或设置挂笼；次梁安装前在主梁上设置操作平台或挂笼；
（3）高空钢梁安装可通过吊笼或高空升降车进行操作，大型钢梁吊装时必须提前在梁面上拉设好生命线，高度不低于1.0米，采用￠10钢丝绳，绳的自由下垂度不大于100mm。
（4）主梁吊装完成后在主梁下方拉设安全平网，钢结构外围设置生命线或围挡；
（5）现场焊接，必须办理好动火证，安排专人监护，垂直交叉进行焊接作业，必须设置接火盆。
2.2安全与质量
安全和质量是工程两大主题。我们在严把质量关的同时，密切关注安全生产问题，公司管理层采取“四不两直”方式进行安全检查，发现隐患及时整改，对安全采取零容忍，将一切违法作业行为消除在萌芽状态，避免安全事故发生。
3结束语
总而言之，当下超高层建筑钢结构施工安装技术也越来越规范，必将会推动我国建筑行业的蓬勃发展，也更加契合当下社会环境与节能理念，同时对超高层建筑使用寿命和安全性能改善有重要意义。施工过程重点是检查施工节点，按照国家标准及验收规范进行检测和质量验收，确保超高层建筑钢结构高质量健康发展。
参考文献：
[1]《分析超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施》陈赞、赖世文、施时祯 《中国房地产业》
[2]《GB50205-2020钢结构工程施工质量验收标准》
[3]《大型支撑—高层钢结构抗震性能分析》 杨超 《大连理工大学》