超高層建筑鋼結構施工的關鍵技術和措施

1超高層建筑鋼結構的發展

           超高層建筑是人類征服自然，不斷取得進步的重要標志，是現代科學技術發展的結晶，也是一個國家科技發展水平和綜合實力的集中體現之一。因此無論是發達國家，還是發展中國家都把興建超高層建筑作為展示社會發展成就的重要手段。而超高層建筑通常采用鋼結構作為主要構成部分，因此超高層建筑一般都是超高層鋼結構。現代超高層建筑起源于美國，已有110年的發展歷史，超高層建筑的興建不但具有顯著的經濟效益和社會效益，能夠展現一個時代、～個國家的科技發展成就，而且可以極大地促進相關領域科技的發展。因此目前興起了超高層建筑建設的新高潮。不僅高度越來越高，如高達492m的上海環球金融中心，508m的臺北國際金融中心，阿聯酋超過700m高的Burj Dubai大廈(迪拜塔)，圖l。而且超高層建筑造型也更加多樣化，扭轉的廣州新電視塔和傾斜的中央電視臺新臺址建設工程就是其中典型的代表。

2.現代大型超高層鋼結構的特點

           大型超高層鋼結構通常具有高、重等突出特點和共性；而最近十幾年間，大型超高鋼結構又呈現出斜、扭、懸等更多特異性特點。參見圖2。1）高：高度帶來施工高風險。2)重：結構構件重，用鋼量大，對機械設備要求高。3）斜，如西班牙馬德里的歐洲之門雙塔（The Twin Towers of Puerta De Europa）是人造斜塔，傾斜度達15。平變形。，施工過程會發生較大的水4)扭：如廣州新電視塔，鋼結構外筒自下而上扭轉45。，使結構呈三維傾斜，施工過程中不僅定位復雜，而且受溫度等隨機荷載影響較大。5)懸：如CCTV新臺址，高空巨大的懸臂挑出，使得結構吊裝和變形控制異常復雜和困難。

           大型超高層鋼結構施工關鍵技術和措施確定大型超高層鋼結構工程施工技術路線時，首先應該對所施工的結構對象有充分地了解，并綜合技術、經濟、環境各方面的因素來考慮。對于結構本身的準確理解以及對環境、自身資源的充分認識是確定施工總體技術路線的前提。最優秀的技術路線一定是符合主客觀條件，并充分利用時間、空間和自身特長的技術路線。主要考慮的方面有：1)要理解結構的基本組成和荷載傳遞途徑。只有分析清楚結構的基本組成，才能恰當地劃分吊裝單元，只有分析清楚結構荷載傳遞路徑，才能確定合理的施工順序，保證施工完成狀態與設計要求一致。對于超高層鋼結構，鋼柱、鋼梁、鋼桁架是通常的組成部分，也是結構分析的主要對象。2)熟悉施工場地條件和周邊環境是合理選擇施工設備，有效進行施工組織和規劃施工的重要前提之一。施工環境還包括業主對工程建設的要求(如工期等)，場外運輸條件以及土建施工和設備安裝等上下道工序對鋼結構安裝的制約等。充分利用施工現場的環境和空間條件，實現連續、高效、快速施工，是確定安裝技術路線的主要考慮因素之一。3)了解資源配置情況及技術能力，這也是確定安裝方案的重要前提。各施工企業有其特定的資源環境和技術特長，確定施工技術路線時應充分發揮自己的長處和優勢，才能取得事半功倍的效果。對于大型超高層鋼結構，關鍵的施工技術和措施主要有如下幾個方面。

3.1機械設備選擇

           根據結構的實際情況，選用合理的吊裝機械，是鋼結構吊裝最重要的工作。目前，塔式起重機是鋼結構高空吊裝的主力設備。而履帶吊、門式起重機可以作為低空吊裝以及構件駁運的輔助機械。目前得到快速發展的液壓集群千斤頂可以用于大型構件或組件乃至整體結構的提升、平移和旋轉就位作業。如根據廣州新電視塔外框筒鋼結構的實際情況和結構的特點，選用2臺1200tm級的M900D塔吊作為主力起重設備，進行鋼結構的吊裝和就位。2臺M900D分別安裝于核心筒南北兩側。另外，考慮到工期和結構重量的分布以及M900D安裝的時間，100m以下吊裝時，輔助以兩臺300t的履帶吊，構成4條作業線，同步吊裝，大大提高了速度。見圖3。

3．2測量技術

           配備適用完好的儀器，精心布設測量基準點和基準網，選擇正確的測校方法和數值傳遞路線，是工程測量的基本要素。超高層由于結構高，通視條件差等因素的影響，結構測量的難度很大。目前比較先進的方法是建立雙重控制網，選用GPS定位系統進行測量基線網的測設，并以高精度全站儀為重要手段，進行構件空中三維坐標定位，見圖4。

3．3焊接技術

超高層鋼結構構件多數采用等強焊接連接，不僅焊接量大，而且質量要求高。同時由于結構超高，大多數焊接作業需在高空完成，安全控制難，氣候影響顯著。因此，需要根據不同的鋼材特性和現場施工條件，選擇合理的焊接工藝、設備和材料，關注高空施焊的操作條件，培訓熟練的焊接技工，落實防風防雨的技術措施，適時進行無損檢測等，是鋼結構現場焊接作業的關鍵所在。此外，焊接方案也必須從保證焊接質量、提高焊接功效、減少焊接變形等因素進行綜合考慮。目前以二氧化碳氣體保護半自動焊為主，手工焊為輔的焊接工藝最為常用，施焊時不僅需要考慮總體和區段的焊接順序，對一個焊接節點也需采用對稱分布焊接的施焊順序，以最大限度控制焊接變形的不利影響。

來源：www.bidcnc.cn