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摘要：随着城建速度的加快，超高层建筑的出现不但解决了城市人口过多带来的住房问题而且美化城市、降低建筑用地。而如今传统的钢筋混凝土结构由于自重过大已经慢慢被重量轻的钢结构替代，而超高层建筑中钢结构的使用能大大改善建筑整体的承重，给我国建筑行业带来了深刻的变革。本文主要分析了某超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施。
关键词：超高层建筑；钢结构施工；技术措施；
复杂多变的建筑外形使超高层建筑钢结构施工面临着许多的难题，掌握关键的施工技术并加以控制对提高超高层建筑钢结构施工质量有着重要的帮助作用。
一、发展
超高层建筑是人类征服自然，不断取得进步的重要标志，是现代科学技术发展的结晶，也是一个国家科技发展水平和综合实力的集中体现之一。因此无论是发达国家，还是发展中国家都把兴建超高层建筑作为展示社会发展成就的重要手段。而超高层建筑通常采用钢结构作为主要构成部分，因此超高层建筑一般都是超高层钢结构。现代超高层建筑起源于美国，已有110 年的发展历史，超高层建筑的兴建不但具有显著的经济效益和社会效益，能够展现一个时代、一个国家的科技发展成就，而且可以极大地促进相关领域科技的发展。如广州新电视塔和倾斜的中央电视台新台址建设工程就是其中典型的代表。
二、实例分析
1.本工程为超高层钢-混凝土结构，塔楼采用混合框架-钢筋混凝土核心筒结构。核心筒采用暗埋钢柱、钢梁的钢筋混凝土结构，自地下室底板起，至28 层的核心筒剪力墙内暗埋钢柱和钢梁。在27 层至28 层，设有1 道桁架层，由4 组连系核心筒角部与外围钢柱的径向桁架以及外围的环形桁架组成。
2.工程关键技术和措施
（1）施工部署。由于高层主体施工过程中钢柱的吊装与混凝土核心筒施工是本工程垂直施工的2 条主线，存在多工种、多工序穿插配合、交替作业等情况，为保障各工种之间衔接配合、有序施工， 合理统筹主体钢结构的施工与混凝土核心筒结构的施工是关键所在，也是保证项目工期、施工质量的关键所在。核心筒内劲性钢柱起始于底板至28层结束，有焊接H型截面和位于角部的焊接异型十字截面2 种形式。劲性钢柱之间设置1100mm×200mm×18mm×25mm劲性H型钢梁连接。一是深化设计阶段。针对钢骨混合结构设计，混凝土结构钢筋与钢构件之间的矛盾，需要在钢结构深化设计阶段协调解决，是确保顺利施工的基础。
二是施工阶段。由于钢结构与混凝土结构之间存在大量的交叉施工，核心筒内劲性钢柱钢梁、外围钢管柱内灌混凝土和钢结构安装搭接穿插，相互间亦有影响，桁架层施工更是复杂。处理好钢结构与混凝土结构施工的合理搭接，亦是本有序施工进行的关键。
（2）外筒钢柱与核心筒施工的衔接协调。一是地下室施工阶段。在基础底板结构施工完成后，先安装核心筒内钢柱钢梁，之后进行筒体混凝土的结构施工、钢构安装等流水作业；其次待核心筒施工至地上1层时开始外围第1段钢柱安装，安装好后用缆风绳临时固定，待土建施工地下室顶板后，再开始外围第2段钢柱的安装。二是地上标准层施工阶段。核心筒施工高于钢管柱吊装作业面6 层后，开始安装地上标准层钢柱、钢梁。为了保证结构单元的几何稳定，每节钢柱吊装时要用临时连接系统连接于核心筒。
（3）钢结构吊装。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆选用内爬塔吊作为起重设备，当塔吊自由悬臂独立工况不能满足吊装高度需要时，采用随结构升高而自升内爬工况，直至塔楼结构封顶。一是钢柱吊装。钢柱（劲性钢柱及外围框架柱）基本以2 层或3 层为1 节来划分吊装单元。地上部分钢管柱呈倾斜姿态，为确保施工阶段稳定，以4 个角部为起始吊装，及时安装连系钢梁，增设辅助支撑，形成稳定体系。然后对称安装其余钢框架。倾斜钢柱采用全站仪坐标法定位，依据施工模拟分析及工程经验确定预调值。斜柱通过柱顶精确定位，柱底接缝处调整变形，利用千斤顶逐节调整，防止变形累积。二是塔楼顶部的“花瓣”造型钢结构吊装。采用高空散装法安装。搭设满堂脚手辅助安装，以解决构件的稳定性、临时支承及操作脚手架搭设难题。吊装机械利用内配塔吊，吊装顺序遵循自下而上、逐段逐层吊装的原则，相邻竖向构件吊装完后及时补缺其间的连系杆件，以便形成稳定结构。三是钢桁架吊装。塔楼27～28层为桁架层，桁架高1 层楼，由4 组连系核心筒角部与外围钢柱的径向桁架以及外围的环形桁架组成。桁架层分两阶段安装，核心筒内部分与劲性钢柱同步安装，核心筒外部分与外框架一起施工，先安装4 个角部的径向和环向桁架，以形成稳定结构。整榀吊装的桁架最大质量约8.4t。
（4）预变形技术。目前超高层钢结构中，呈现出斜、扭等结构特征的建筑物不在少数，而这些结构在施工过程中必然会发生不可忽略的空间三维变形，必须加以控制，否则会影响到结构的功能，严重的会危及到结构的安全。同时，差异压缩变形、不均匀沉降也会引起结构较大变形，必须进行综合考虑。预变形技术是解决这个难题的有效方法。预变形技术即在施工全过程仿真分析的基础上，得到结构施工过程中连续变化的、不断积累的节点变形值，通过加工调整构件长度和施工中预先反向节点变形值的手段，来最终达到施工完成时结构处于设计的初始几何位置的方法。需要说明的是，由于风荷载、温度荷载等为可变和随机荷载，影响可恢复，因此预变形补偿通常只考虑恒载作用（一般是结构自重）。
三、钢结构施工控制技术。
1.闭环控制方法。钢结构工程施工采用闭环控制方法进行结构施工控制，包括分析预测、实施、监测、反馈和调整。
2.施工监测。在实施监测前，根据国家规范的要求以及结构分析预测结果来确定监测阈值。一是施工过程结构变形监测。结构变形监测包括结构形体监测和结构标高监测。结构形体监测是观测已施工结构中心相对于预定轴线位置的偏位，使用全站仪结合测距棱镜进行测量；结构标高监测是观测楼层结构是否达到设计标高。二是施工过程应力监测。钢结构施工过程是一个从下部逐级而上到逐步成型、从不完整到完整的过程，施工过程中伴有结构形态的变化，不同施工阶段有不同的结构形态和不同的受力特性，且每个施工阶段的内、外部荷载条件也不尽相同。故根据结构受力特点以及施工方案建立专门的施工应力监测系统，在核心受力构件及受力情况复杂的部位设置应力监测点，在结构关键位置布置变形监测点，在结构施工过程中实时监测其应力、位移参数的变化情况，以此来判断设计计算的准确性与施工过程的安全性，从而掌握施工过程关键构件关键截面的应变（应力）的变化历程，分析实测应变数据，与施工阶段计算的理论数据进行分析，保证施工安全和工程质量。
超高层钢结构施工是一项技术难度和工艺复杂程度都比较高的工作，根据结构的情况、施工的环境和企业的资源综合确定技术路线和关键工艺，是施工成败之关键。
参考文献：
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[2]崔晓强，郭彦林，叶可明．大跨度钢结构施工过程的结构分析方法研究［J］．工程力学，2015，（5）：83-88.
[3]郭彦林, 崔晓强．大跨度钢结构的施工过程中若干力学问题及探讨［J］．工业建筑2014，（12）：1-5.
论文作者:刘朝毅
论文发表刊物:《基层建设》2016年5期
论文发表时间:2016/6/24
标签：结构论文; 钢结构论文; 桁架论文; 核心论文; 高层建筑论文; 钢梁论文; 阶段论文; 《基层建设》2016年5期论文;