管世國(guó)

摘要：隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于環(huán)境要求越來(lái)越高，環(huán)保建筑是未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)，鋼結(jié)構(gòu)就逐漸被普遍采用。本文根據(jù)作者工作實(shí)踐，對(duì)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：高層；建筑；鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

隨著城建速度的加快，高層建筑的出現(xiàn)不但解決了城市人口過(guò)多帶來(lái)的住房問(wèn)題而且美化城市、降低建筑用地。而如今傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于自重過(guò)大已經(jīng)慢慢被重量輕的鋼結(jié)構(gòu)替代，而高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)的使用能大大改善建筑整體的承重，給我國(guó)建筑行業(yè)帶來(lái)了深刻的變革。

1 高層房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

第一，鋼結(jié)構(gòu)的自重比較輕，所以在遇到地震等自然災(zāi)害的時(shí)候，整個(gè)高層建筑物的反應(yīng)也不會(huì)太強(qiáng)烈，在一定程度上可以起到防震抗震的效果。第二，鋼結(jié)構(gòu)的有效空間較大、抗壓性能方面較好，與其它結(jié)構(gòu)相比，在同樣的強(qiáng)度之下，鋼結(jié)構(gòu)的整體截面較小，可以有效擴(kuò)大高層房屋建筑的內(nèi)部有效空間。第三，鋼結(jié)構(gòu)可以縮短整個(gè)工期，與其它結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)在具體的施工之中，使用的腳手架比較少。而且鋼結(jié)構(gòu)大部分是在工廠制作加工后，直接進(jìn)行施工，無(wú)需在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行二次加工，這都為節(jié)省工期提供了必要條件。第四，鋼結(jié)構(gòu)比較環(huán)保，鋼結(jié)構(gòu)具有節(jié)能、綠色的特點(diǎn)，可以進(jìn)行循環(huán)利用，產(chǎn)生的建筑垃圾相對(duì)來(lái)說(shuō)較少。

2 高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的主客觀條件

在熟悉所施工結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，確定大型高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)路線，同時(shí)還要考慮到經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、技術(shù)等方面因素。在確定技術(shù)總體路線之前必須對(duì)周圍環(huán)境、 自身資源以及結(jié)構(gòu)本身充分了解。一般來(lái)說(shuō)優(yōu)秀的技術(shù)路線常常能夠充分利用自身優(yōu)勢(shì)以及時(shí)間空間并滿足主客觀條件。首先，對(duì)于結(jié)構(gòu)的荷載傳遞途徑以及基本組成要充分理解， 據(jù)此做出合理的施工順序， 從而能夠按照設(shè)計(jì)要求保證施工順利完成。鋼梁、鋼桁架、鋼柱是高層鋼結(jié)構(gòu)的組成部分，同時(shí)也是分析的對(duì)象。其次，在選擇合理的施工設(shè)備、進(jìn)行有效的施工組織與施工之前必須充分熟悉施工現(xiàn)場(chǎng)的周邊環(huán)境以及條件。施工環(huán)境主要包括場(chǎng)外運(yùn)輸條件、業(yè)主對(duì)施工的要求、設(shè)備安裝與施工等操作工序?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)的制約等。因此，在確定安裝路線時(shí)應(yīng)該充分利用施工現(xiàn)場(chǎng)的各種條件，從而做到高效、連續(xù)、快速施工。最后還要充分了解現(xiàn)場(chǎng)資源配置以及自身的技術(shù)能力。每個(gè)施工企業(yè)都應(yīng)該有其獨(dú)特的技術(shù)特長(zhǎng)以及環(huán)境優(yōu)勢(shì)，因此，在確定施工技術(shù)路線時(shí)必須充分發(fā)揮出自身的優(yōu)勢(shì)，才能事半功倍。

3 高層鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)和措施

3.1 機(jī)械設(shè)備選擇

鋼筋吊裝中最重要的工作是依據(jù)實(shí)際來(lái)選用合理的吊裝機(jī)械，而其吊裝中最重要的機(jī)械是塔式起重機(jī)。而低空吊裝、構(gòu)件駁運(yùn)的輔助機(jī)械主要有門式起重機(jī)與履帶吊等。近些年興起的液壓集群千斤頂則主要用于大構(gòu)件或組件和用于整個(gè)結(jié)構(gòu)平移、旋轉(zhuǎn)或提升工作。

3.2 測(cè)量技術(shù)

工程測(cè)量的主要要素包括儀器的配置、基準(zhǔn)點(diǎn)與基準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)、測(cè)量方法與數(shù)值傳遞路線的正確選擇。而高層往往因?yàn)橥ㄒ晽l件差、結(jié)構(gòu)高等缺點(diǎn)加大測(cè)量難度。目前選用的測(cè)量手段主要是建立雙重控制網(wǎng)、選擇 GPS 定位系統(tǒng)來(lái)測(cè)量基準(zhǔn)網(wǎng)，并且輔之以高精度全站儀來(lái)完成三維坐標(biāo)定位工作。

3.3 焊接技術(shù)

高層鋼結(jié)構(gòu)通常焊接量大， 而且質(zhì)量要求高。因?yàn)槭歉邔咏Y(jié)構(gòu)，因此多數(shù)情況下需要在高空作業(yè)，這就導(dǎo)致控制安全的難度大，受氣候影響大?？傊?， 應(yīng)該根據(jù)具體的現(xiàn)場(chǎng)施工條件以及鋼材特性來(lái)選用合適的焊接工藝、設(shè)備以及材料。鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)焊接技術(shù)的關(guān)鍵是要依據(jù)高空焊接的操作條件大力培訓(xùn)焊接技工，此外選擇焊接技術(shù)時(shí)還應(yīng)盡量選擇能夠保證焊接質(zhì)量、降低焊接變形、提高焊接效果等的焊接技術(shù)。目前的焊接技術(shù)主要是二氧化碳?xì)怏w保護(hù)半自動(dòng)焊，輔之以手工焊。焊接過(guò)程中不僅要考慮區(qū)段、總體間的焊接順序，而且對(duì)于焊接節(jié)點(diǎn)也需要考慮對(duì)稱焊接的焊接順序，盡量降低焊接變形。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的施工來(lái)說(shuō)，焊接施工技術(shù)也是其重要的組成部分。一般情況下，我們?cè)谶M(jìn)行焊接操作的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)重視焊接參數(shù)的選擇，對(duì)焊絲以及焊接電弧電壓等相關(guān)因素都要予以掌握，并且對(duì)于不同的情況和條件我們也要進(jìn)行具體分析，針對(duì)于位置的區(qū)別來(lái)選擇有效地焊接方法。為了能夠便于我們清晰地觀察到焊縫和熔池，我們大多會(huì)選擇左向焊法，進(jìn)而對(duì)焊縫的成型進(jìn)行掌控；而橫焊則會(huì)使用右向焊法等等。

3.4 施工仿真分析技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)往往會(huì)受到施工、自重以及環(huán)境的影響而不斷發(fā)生變形，如果不控制， 會(huì)帶來(lái)安裝困難、精度不準(zhǔn)，甚至?xí)霈F(xiàn)安全隱患問(wèn)題。因此，應(yīng)該利用施工仿真分析技術(shù)提前對(duì)各種因素引起的結(jié)構(gòu)變形與內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算分析，依據(jù)得到的測(cè)算結(jié)果來(lái)指導(dǎo)具體的施工。目前常用的仿真分析軟件主要是 MI-DAS， ANSYS 等， 利用軟件可對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，可以得出重力作用下的變形規(guī)律，同時(shí)也可得出溫度與風(fēng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響程度，通過(guò)仿真分析可為施工提供依據(jù)，確保在誤差范圍內(nèi)順利完成施工。

3.5 預(yù)應(yīng)力技術(shù)

目前的很多高層建筑常常出現(xiàn)斜的結(jié)構(gòu)特征，這種結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生空間三位變形，如不加以有效控制，則會(huì)影響結(jié)構(gòu)功能甚至?xí)绊懡Y(jié)構(gòu)安全。此外，地基不均勻沉降與差異壓縮變形也會(huì)引起結(jié)構(gòu)變形，而解決這個(gè)問(wèn)題的技術(shù)就是預(yù)應(yīng)力技術(shù)，這種技術(shù)的方法是：通過(guò)仿真分析得到結(jié)構(gòu)施工中連續(xù)變化、不斷積累的節(jié)點(diǎn)變形值，然后通過(guò)預(yù)先調(diào)整構(gòu)件尺寸以及節(jié)點(diǎn)變形值的方式，來(lái)達(dá)到最后施工完成后與初始設(shè)計(jì)吻合的目的。

3.6 實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)

因?yàn)槭┕み^(guò)程中什么情況都有可能發(fā)生，甚至仿真得到的結(jié)果與實(shí)際也會(huì)有很大的差異，因而就采用實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)來(lái)確保施工過(guò)程的安全與可控。實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控施工過(guò)程中關(guān)鍵部位位移與應(yīng)力變化，從而可以實(shí)時(shí)得到結(jié)果，進(jìn)而與實(shí)際施工結(jié)果進(jìn)行比較，確保施工的安全性與準(zhǔn)確性。

3.7 安全操作系統(tǒng)與臨時(shí)措施

高層鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，為了施工技術(shù)人員的安全需要布置安全操作系統(tǒng)。同時(shí)，為了穩(wěn)定整體結(jié)構(gòu)以及具體施工的通道，還需要根據(jù)實(shí)際情況采用臨時(shí)措施。

3.8 氣象保障措施

風(fēng)雨雷電以及高溫等不可控自然條件始終是高層建筑施工的一大威脅。目前高層建筑的施工周期長(zhǎng)，而高層建筑極容易受到雷擊，因此應(yīng)做好對(duì)不利自然條件的防御工作。具體措施就是施工方可以請(qǐng)求氣象站對(duì)施工周圍的天氣情況如空氣濕度、溫度、風(fēng)力等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并及時(shí)匯報(bào)，必要時(shí)可采用防雨、防雷、防風(fēng)措施，如此便形成預(yù)測(cè)為主、時(shí)刻防御的雙重保障。

3.9 整體結(jié)構(gòu)提升

針對(duì)高層結(jié)構(gòu)中的天線桅桿結(jié)構(gòu)或者高空連體結(jié)構(gòu)，可以將其與地面某個(gè)物體組合在一起，然后再通過(guò)頂升來(lái)安裝到目標(biāo)位置。這樣做可以用小起重機(jī)代替大起重機(jī)來(lái)操作，不但降低起重機(jī)的作業(yè)半徑而且便于起重裝備落實(shí)、加快施工進(jìn)度。另外，減少節(jié)點(diǎn)連接工作的高空作業(yè)，盡量在地面來(lái)完成，這樣利于操作安全同時(shí)使施工質(zhì)量可控，而整體結(jié)構(gòu)平移或提升通常使用計(jì)算機(jī)控制的液壓千斤頂來(lái)實(shí)現(xiàn)。

結(jié)束語(yǔ)

高層鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程技術(shù)難度大、工藝復(fù)雜，因此必須綜合分析整體結(jié)構(gòu)的情況、施工環(huán)境以及企業(yè)環(huán)境等來(lái)確定施工技術(shù)路線與工藝，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該加強(qiáng)自身的專業(yè)知識(shí)，不斷探索研究，緊跟時(shí)代潮流，創(chuàng)造出符合時(shí)代要求的新技術(shù)來(lái)指導(dǎo)施工。

參考文獻(xiàn)

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