■蔡水靈 ■福建省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司，福建 廈門 361004

隨著我國國民經(jīng)濟的快速增長，固定資產(chǎn)投資率逐年提高，建筑業(yè)增加值平穩(wěn)上升。1978 年以來，我國建筑市場規(guī)模不斷擴大，國內(nèi)建筑業(yè)產(chǎn)值增長了20 多倍，建筑業(yè)對我國GDP 的貢獻率逐年提高成為拉動國民經(jīng)濟快速增長的支柱產(chǎn)業(yè)。因此，我國建筑業(yè)持續(xù)、健康的發(fā)展對國民經(jīng)濟的持續(xù)、穩(wěn)定的增長起著重要的作用。由于鋼結(jié)構(gòu)自身的特點和優(yōu)點，發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑特別是鋼結(jié)構(gòu)高層建筑，已經(jīng)逐漸發(fā)展為工程建設(shè)的一項基本政策。超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的有關(guān)加工制作、安裝技術(shù)是建筑業(yè)一直研究、探索并尋求突破的重要部分。

1 高層及超高層結(jié)構(gòu)體系定義

高層建筑物即指具有較多層數(shù)高度較高的建筑，但是具體達到何種程度算作高層，不同國家有不同的規(guī)定。一般來說超高層建筑指40層以上，高度100 米以上的建筑物。高層及超高層建筑一定條件下是現(xiàn)代科學技術(shù)的產(chǎn)物，傳統(tǒng)的木、磚、石材料以及結(jié)構(gòu)基本上很難滿足要求，而鋼結(jié)構(gòu)的加工和運用在高層及超高層建筑的使用越來越廣泛和普遍，有利于建筑物整體結(jié)構(gòu)強度的達標。中國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)在近10余年期間發(fā)展迅速，對技術(shù)問題也提出更高的要求。

2 鋼結(jié)構(gòu)施工前的準備工作

2.1 技術(shù)與計劃準備

編制施工組織設(shè)置，確定建筑整體結(jié)構(gòu)的建造思路，確定建筑物各項施工材料的選取，精密計算每一個所需數(shù)值，避免誤差。由于高層及超高層建筑對建造技術(shù)有很高的要求，首要要保證有一個完整的建筑思路和技術(shù)團隊，進行工藝測評和工藝試驗，確定及完善施工及建后驗收標準，保證每一步后續(xù)施工的順利進行。

2.2 材料的選用

鋼結(jié)構(gòu)具有抗震性、抗風性、耐久性、保溫性、隔音性等等優(yōu)點，在使用中、設(shè)計、施工及綜合經(jīng)濟方面都具有優(yōu)勢，造價低。然而鋼結(jié)構(gòu)也具有一些不容忽視的缺點，比如質(zhì)量問題，其導熱系數(shù)大，耐火性差，這就體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)工程項目施工質(zhì)量問題的復雜性，那么在高層及超高層建筑中材料的選用就顯得尤為重要，應(yīng)首選耐火鋼，考慮其屈服強度，保證建筑在高溫情況下也不至于完全喪失承載能力。

2.3 施工現(xiàn)場準備

首先對于吊裝準備，目前國內(nèi)多選用自升式塔式起重機作為吊裝施工機械主機，首要考慮的是吊裝設(shè)備是否符合工程建設(shè)需要。另外施工安裝前現(xiàn)場準備及各項安全檢查也顯得尤為重要，比如鋼構(gòu)件的驗收、測量儀器的準備、材料運輸及存放、設(shè)備工具、組織施工力量等等。

3 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)加工技術(shù)

設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)的加工制作與精密鋼結(jié)構(gòu)類似，介于普通結(jié)構(gòu)件與精密機械加工之間，采用焊接或者栓接的連接方式，超高層建筑中對鋼結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)將提出一些特殊或更高的要求。結(jié)構(gòu)內(nèi)部中，對于結(jié)構(gòu)件，包括其材質(zhì)、表面粗糙度、公差、表面處理、弧度;對于連接處，其孔位偏差、螺栓等級;對于鋼結(jié)構(gòu)其焊接方法、焊接標準、焊材都需進行考量，而涉及材料氣密性等問題，應(yīng)進行無損檢測、液體滲透檢測等。

由于超高層建筑結(jié)構(gòu)的特殊性，對建筑材料要求、結(jié)構(gòu)零件加工技術(shù)都需要特殊或更高的要求，這對于超高層建筑施工的順利實施是必要的前提。

4 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)

4.1 定位軸線、標高和地腳螺栓

超高層鋼結(jié)構(gòu)由于制作和吊裝的需要，對建筑在總體高度方向需要劃分若干節(jié)，鋼柱的定位軸線可以根據(jù)建筑實物和場地的大小在建筑內(nèi)部或外部進行設(shè)置，以滿足重量的大小和運輸?shù)目赡?，通常以通視、可視為原則。標高一般以2-3 層為一節(jié)，而地腳螺栓是一種長的專用螺栓，上端有螺紋，下端成彎成環(huán)狀或鉤狀，一般下端預埋于混凝土中，上端螺紋處穿在設(shè)備或者其它物體的安裝孔中，上面加螺母壓緊，用以固定作用。

4.2 標準節(jié)框架的安裝

超高層鋼結(jié)構(gòu)標準節(jié)框架的施工一定情況下代表著超高層鋼結(jié)構(gòu)框架施工的主動權(quán)，其安裝方法通常分為節(jié)間綜合安裝法和按構(gòu)件分類大流水安裝法。前者節(jié)間綜合安裝法是選擇一個區(qū)間作為標準區(qū)間，安裝4 根鋼柱構(gòu)成空間標準間，按照施工進程逐漸擴大框架，最終完成施工。這種方法多為國外采用，不過對現(xiàn)場管理相當嚴格，供貨流通度要求較高，運輸條件是保證此類方法順利實行的重要條件。后者按構(gòu)件分類大流水安裝法是在標準節(jié)框架中先安裝鋼柱，再安裝框架梁，然后逐步安裝其他構(gòu)件，從上到下進行，最終完成框架構(gòu)建。目前我國國內(nèi)多采用此類安裝方法，具體使用哪種方法應(yīng)當依據(jù)建筑實況和現(xiàn)場施工條件和狀況擇優(yōu)選擇。

4.3 特殊節(jié)框架的安裝

特殊節(jié)框架指不用于標準節(jié)的框架，如底層大廳和屋頂花園層等等，由于超高層建筑中建筑和結(jié)構(gòu)的特殊要求，施工技術(shù)方案也應(yīng)有所不同。對于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)跨度較大且多位于高層建筑或旁邊，施工難度較大，一般采用“地面拼裝，整體提升”“搭設(shè)平臺，高空散裝”的安裝方法。而屋頂花園型特殊節(jié)框架由于結(jié)構(gòu)較輕可以采用塔吊進行散裝法。

4.4 鋼柱的安裝方法

大跨度公共建筑、高層房屋、輕型活動房屋、工作平臺、棧橋和支架等的柱，大多采用鋼柱，在超高層建筑結(jié)構(gòu)中，鋼柱的應(yīng)用必不可少。鋼柱安裝前應(yīng)與定位軸線、標高等進行檢驗和多次校對，復驗安裝定位所用的軸線控制點和測量標高使用的水準點，找出誤差范圍外的部分及時修正，同時安裝之前在地面要把鋼爬梯安裝在鋼柱上，供登高作業(yè)。

對于鋼柱的安裝準備，首先，放出標高控制線和鋼柱軸線的吊裝輔助線，復驗鋼柱支座及預埋件;其次，軸線、標高、水平度、預埋螺栓位置及露出長度等，超出允許偏差時，應(yīng)做好技術(shù)處理;然后，檢查吊裝機械及吊具，按照施工組織設(shè)計的要求搭設(shè)腳手架或操作平臺，為防止構(gòu)件變形、失穩(wěn)，必要時應(yīng)采取措施。最后，測量用鋼尺應(yīng)與鋼結(jié)構(gòu)制造用的鋼尺校對，并取得計量法定單位檢定證明。鋼柱一般采用兩點就位，一點起吊的方法。

4.5 鋼結(jié)構(gòu)的安裝方法

超高層建筑結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)的安裝方法總結(jié)起來有以下幾種方法:桁架式屋架，屋架結(jié)構(gòu)直接擱在混凝土墻上;網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，比屋架結(jié)構(gòu)更方便布置柱子;管桁架體系，是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的簡化版，美觀好;張弦結(jié)構(gòu)體系，適合體育場;空間網(wǎng)殼體系，更適合大跨度公共建筑，造價高;門式鋼結(jié)構(gòu)，一般廠房比較常用，拼裝靈活，施工方便，實用。

在整個建筑結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)的安裝尤其是特殊型鋼結(jié)構(gòu)的安裝十分重要，結(jié)構(gòu)不同，安裝方法和工藝也會不同，應(yīng)因地制宜，因時制宜。

5 結(jié)語

超高層鋼結(jié)構(gòu)的施工過程是一項錯綜復雜的系統(tǒng)工程，施工前需要作出縝密計劃，考慮現(xiàn)場施工條件，綜合利用高層建筑技術(shù)。同時鋼結(jié)構(gòu)強度高、自重輕、剛度大;材料勻質(zhì)性和各向同性好，屬理想彈性體，最符合一般工程力學的基本假定;材料塑性、韌性好，能很好地承受動力荷載;建筑工期短;工業(yè)化程度高，可進行機械化程度高的專業(yè)化生產(chǎn)。對于鋼結(jié)構(gòu)在超高層建筑中的應(yīng)用我們既要掌握各項方法，也要尋求突破創(chuàng)新，增強建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性與實用性。

［1］吳振亞.高層鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)［J］.施工技術(shù)，2005，34(10);21-22.

［2］金天德.高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)［J］.浙江建筑，2002(5).

［3］張海升.高層辦公樓鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工方法［J］.建筑技術(shù)，2004，35(2).