陈裕盛 陈嘉伟
中建八局，福建省泉州市362000
摘要：超高层建筑整体高度高，施工时对房屋结构的稳定性有着较高要求，因此，施工期间需要施工单位对影响结构质量的因素进行有效控制，保证钢结构工程有着良好的施工质量。钢结构工程在超高层建筑中应用时，具有施工难度大、技术要求高的特点，因此，施工单位需要结合工程每个环节的施工内容，制定详细的施工方案，要求施工人员严格按照方案施工，以有效降低难点问题对于施工质量造成的不良影响。文章着重从钢结构安装技术展开详细分析，通过探讨超高层钢结构的组成、安装施工要点以及案例运用情况，为类似项目、同行提供有价值的参考，进一步促进我国超高层建筑事业稳步发展。
关键词：超高层建筑；钢结构；安装技术；工程案例
1超高层钢结构工程安装施工的重难点及对策
1.1厚板焊接
重难点：超高层钢结构中许多构件内力很大，为满足强度要求，故有大量构件采用厚板，巨型结构多采用60~100mm厚钢板，CCTV央视大楼最大板厚甚至达到135mm。钢结构现场安装连接多以焊接为主，厚板焊缝数量多，焊接量大，焊接变形大。
对策：厚板焊接尽可能采用带垫板的CO2气体保护焊代替手工电弧焊，不用换焊条，半机械化程度高，无需除渣，焊缝成型快、熔敷效率高，其功效是手工电弧焊的2~3倍，可大大提高焊接速度。由于CO2气体保护焊的线能量小，电弧热量集中，加上CO2气流的冷却作用，使焊接热影响区小，焊后残余变形比手工电弧焊小50%左右。有条件的工位也可采用埋弧自动焊，焊接速度快、效率高、焊接变形小。厚板焊接变形控制要坚持多层多道焊接原则，并做好焊前预热、焊接过程中控制焊缝层间温度、焊后保温工作，必要时可以使用安装临时变形约束板、角撑、反变形等措施尽可能减小焊接变形。
1.2安装时平面和高程测量控制
重难点：超高层钢结构建筑平面和高程控制网垂直引测传递层数多、距离长，测量累积误差大，测量精度受建筑物不均匀沉降、气候、风向风速、日照等因素的影响大，给超高层建筑测量控制带来很大难度，测量精度难以保证。
对策：超高层钢结构工程的平面与高程控制均以建筑物外围的二级测量控制点为基准，不受建筑物沉降及施工等影响。当施工至±0.000m时,根据二级测量控制点测设三级测量控制网至此层预埋铁件上，并闭合平差处理，通过放线孔向上引测。平面控制基准约每20层引测一次、高程控制基准约每50m引测一次。为消除累积误差，每次引测均应以二级测量控制点为基准，从首层引测。
1.3大型节点高强螺栓安装
重难点：高强螺栓是超高层钢结构安装中仅次于焊接的连接方式。超高层钢结构大型复杂节点多，每个节点高强螺栓数量多，质量要求高，施工时螺栓难以穿入或高强螺栓终拧后板件与垫圈产生变形，板件与板件之间无法连接紧密，存在缝隙，影响结构受力。
对策：大型节点高强螺栓施工应遵循从中间向四周施工的原则。高强螺栓施工不能一次施拧到位，必须分初拧、复拧、终拧进行施工。初拧扭矩约为终拧扭矩的60%~80%，复拧扭矩同初拧扭矩。终拧扭矩大六角头螺栓按100%拧紧扭矩来进行终拧，扭剪型螺栓以螺栓头拧断为止，以消除板件与垫圈的变形和板间缝隙，使节点间内力能完全有效传递，以满足设计和施工规范的要求。
2实例分析
2.1工程概况
现以某超高层建筑工程项目为例展开分析，此项目主要由塔楼、裙楼钢结构组成，塔楼高度为350m，钢结构总量为3万t，采用框架核心筒钢混结构，内、外部分别为型钢混凝土核心筒与钢骨柱、外框梁，整体钢结构安装工程量大，部分重要构件必须合理优化安装工艺，保证钢结构安装精确、焊接牢固，整体质量可靠。
2.2塔楼结构组成
该项目塔楼结构组成包括核心筒、外框钢柱、桁架以及塔冠结构。
2.3钢结构工程难点分析
（1）钢板墙施工方面。该项目钢板墙施工主要存在的难点有以下两点：①地下核心筒内暗柱少，柱间距大，较难进行钢板剪力墙分段，安装难度大；②钢板自身平面外无约束，稳定性差，焊接难度较大。为保证钢板墙结构顺利安装，必须制订专项施工方案，做好与设计单位、加工厂的沟通工作，合理确定分段部位，并做好相关加固工作；钢板剪力墙整体安装完成后方可焊接，严格按规范工艺操作，保证焊接质量可靠。
（2）大型构件安装方面。该项目钢结构安装施工中，钢柱的截面十分大，每延米的重量达到6t，钢结构与土建穿插作业采用塔式起重机进行吊装，施工难点主要在于提高起重机施工效率方面。经综合分析，在进行大型构件施工时必须合理分段、分节，最大限度地利用起重机资源；钢柱、钢板剪力墙吊装做好预拼装工作，及时发现、调整运输与堆放中产生的误差，同时钢板墙一侧增设临时加劲肋，防止起吊时产生变形问题，安装完成后拆除加劲肋。现场施工时，由专人负责协调塔式起重机的使用时间，兼顾土建、钢结构各项作业。
（3）焊接变形控制方面。该项目厚钢板、高空焊接量大，在焊缝质量控制方面要求较高。现场作业中，所有的钢柱分段制作、分节安装，高空进行焊接时严禁出现结构变形；钢梁刚接节点、剪力墙拼接采用全熔透焊缝，焊接量大、焊材耗用量大，且施工环境相对较为复杂，必须做好焊接质量控制。对此，应协调好焊接、吊装顺序，合理选择焊接工艺，尽可能地减少焊接内力；焊缝位置增设反变形措施，分段焊、对称焊、焊缝预热后做好保温，防止焊接变形；厚钢板在现场落实样板焊接，并送至试验室检验合格后方可现场作业。
2.4钢结构安装施工技术要点
（1）塔式起重机选型。该项目6层以下、以上施工分别采用不同的塔式起重机，具体选择方案如下：①6层以下南、北各设1台起重机，分别为D1250-80型、S1200-M64型，臂长分别为80m、60m；②6层及以上选用2台LH800-63动臂塔式起重机。
（2）钢结构分段计划。该项目钢柱、钢板墙分段计划如下：①钢柱分段。-4层至2层，4个角钢柱分为8节（最重为31t），中间柱分为6节；2层至15层，2层为1节（最重为15t）；16层以上，3层为1节（最重为15t）。②钢板墙分段、分块。最重钢柱（附带钢板墙）为17.7t。
（3）钢结构安装工艺。该项目钢结构安装具体情况如下：①地脚锚栓安装。使用槽钢、角钢制作地脚锚栓支架，并使用塔机将其安装到位，连接每组支架，并对柱脚底部进行灌浆处理。②钢板剪力墙安装。钢板墙每层分为东、西两部分，南北塔机同时安装，西南、西北钢板墙分别由中间向外顺时针、逆时针安装；东南、东北钢板墙分别由中间向外逆时针、顺时针安装。③钢柱安装。外框钢柱由角点朝着两侧对称安装，吊装就位后校正、焊接。④钢梁安装。钢梁在地面穿完端头连接板后，绑扎吊绳、起吊，吊至设计位置后临时固定，矫正后更换高强螺栓固定。⑤核心筒钢柱钢梁安装。依次吊装钢柱、钢梁后，绑扎核心筒钢筋、浇筑混凝土。⑥桁架安装。悬挑桁架在地面拼装然后采用两点吊装，环桁架依次安装下弦杆、腹杆、上弦杆。
在所有钢结构安装中，必须落实焊接质量控制工作，尤其是厚板焊接时，焊缝层间温度应为100～120℃，一次性焊万接头，严禁出现层状撕裂问题，必要时选用超低氢型焊条，保证所有构件焊接牢固。此外，该项目全面落实了各项安全防护措施，包括水平通道、梁下水平兜网、安全绳等，切实保证钢构件安装施工安全。
3结束语
综上所述，超高层建筑施工中，钢结构的运用越来越多，钢材弹塑性较好，在抗震性能方面具有显著优势。同时由于采取加工厂集中制作模式，现场施工以吊装、焊接为主，施工速度较快、无污染，具有极大的推广应用价值。在工程实践中，为保证钢结构安装作业高效、高质量完成，必须根据项目实际情况合理选择吊装机械设备、吊装与焊接方法，保证所有构件精确就位、固定牢固，整个建筑结构安全可靠。
参考文献
[1]GB 50661-2011.钢结构焊接规范[S].
[2]黄杰，浅谈超高层钢结构工程安装施工的重难点及对策[A].2016.