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摘要：随着我国经济的快速发展，建筑工程项目数量快速增加，城市土地资源日益紧张，大型超高层建筑逐渐成为现代城市建筑的主体。建筑钢结构具有自重较轻、抗震性能较好、便于工业化生产、安装施工速度快且工期短等优点，广泛应用于高层、超高层建筑、大跨度空间结构和厂房建筑中，其中钢结构测量成果直接影响工程质量，为此，文章以具体工程为实例，对超高层钢结构施工测量技术及其精度控制进行分析，以期为相关人员提供参考。
关键词：超高层；转换桁架；预拼装；工艺
1超高层钢结构建筑工程概述
巨型桁架作为超高层钢结构钢框架-核心筒-巨型桁架结构体系的重要组成部分，其加工技术和质量控制一直是超高层钢结构施工管理的重点。通过对上海中心大厦、深圳平安金融中心等项目结构形式的分析，得出超高层钢结构巨型桁架典型构件的特点和加工难点，进一步对巨型桁架的加工技术和工艺措施进行分析讨论，同时对超大、复杂桁架构件提供了一种计算机模拟预拼装技术。
目前中国各大城市正在建设更多的超高层建筑，这些建筑基本选择了钢结构体系。超高层建筑结构，一般采用框架-核心筒-伸臂桁架结构体系，其中框架一般由巨柱和环带桁架组成，部分项目设置有巨型支撑。
2巨型桁架的构件形式及技术难点
超高层建筑的钢桁架从位置上一般分为环带桁架、伸臂桁架和径向桁架，其中环带桁架与巨柱一起构成外框筒结构，伸臂和径向桁架是外框与核心筒的连接结构。其中环带桁架由于受力要求高，其上下弦一般设计为箱型、双H型等复杂截面；环带桁架与巨柱、斜撑之间的连接较多，造成节点形式复杂；再加上环带桁架一般整体尺寸较大，需分段、分片出厂，故环带桁架的装配、焊接及其尺寸精度是工厂加工质量控制的重点。
3桁架加工技术
3.1环带桁架的加工
（1）环带桁架的基本形式
上海中心大厦三区的环带桁架在巨型柱、角柱间的环带桁架是一整体结构，高度为11m，在巨柱间沿环向布置。区间长为19m，最大板厚为120mm。环带桁架与巨柱、径向桁架的连接节点最为复杂和重要，难度较大。
（2）环带桁架制作分段
环带桁架的加工思路：分段制作、整体预装，单件出厂。具体分段原则：
保持桁架连接节点的完整；
分段后的杆件仅为节点外对接焊接，便于安装定位；
分段后单件重量≤94t；
分段后杆件出厂运输高度≤3.8m。
环带桁架的拆分实例，以第一类桁架为例：下弦杆、上弦杆为一单元、竖杆为一单元，斜杆各为一单元。
（3）环带桁架典型构件的加工
带节点的组合下弦是环带桁架的典型构件，制作时将桁架的节点与双BH联系杆分别制作，节点制作无需设置余量，最终长度由双BH联系杆控制。
加工时，应根据节点的复杂形式，充分考虑装配焊接顺序，确保连接焊缝的质量及焊接变形控制。
3.2伸臂桁架的加工
上海中心大厦共分布有6道结构形式基本相同的伸臂桁架。核心筒外区的伸臂桁架杆件间连接采用高强度螺栓，外区伸臂桁架构件最大单重43.3t；核心筒内区伸臂桁架杆件间采用焊接连接，内区伸臂桁架构件最大单重38.5t。桁架杆件截面尺寸大，钢板厚度100mm，最大桁架长度65m，高度为两个楼层。
根据伸臂桁架的结构形式，在制作过程中拆分为芯筒柱、弦杆、斜杆，分别进行加工。
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4预拼装工艺
4.1地面基准线型的划线
首先必须在地面划出桁架整体线型尺寸，包括X形节点和钢柱的中心线及外形线；桁架上、下弦杆中心线及斜腹杆的中心线、外形线等，地面基准线型划好后提交专职质检员及驻厂监理进行验收（划线用尺与质检、监理及现场安装用尺应一致），合格后方可使用，基准线划线公差要求如下：长度±1mm；宽度±1mm；对角线±1mm。
4.2预拼装胎架的设置要求
4.2.1由于预拼装胎架是保证构件预拼装精度的首要条件，因此预拼装胎架必须有一定的承载力，并且必须保证胎架设置的正确性。
4.2.2本工程构件外形尺寸较大，且重量较重，故预拼装胎架必须在重型平台上进行预拼，以防止胎架发生沉降变形。
4.2.3胎架设置时，根据预拼装单元的实际投影尺寸进行设置胎架，胎架高度必须严格控制，胎架标高定位采用全站仪进行精确定位，确保胎架的标高误差不大于0.5mm，注意在露天作业环境下，为避免日照变化引起的温差影响，此项工作应在凌晨或温度相对稳定的情况下实施。
4.2.4胎架模板的设置，必须保证桁架和钢柱的定位方便，且要安全可靠，因此，需设置专用定位模板，胎架模板须采用数控切割，以保证胎架的组装定位精度。
4.2.5预拼装胎架设置。
4.3拼装细则。
4.3.1首先将下部钢柱1吊上胎架进行定位，钢柱定位时定对中心位置线以及端部位置线，同时控制各牛腿端部与地面线型间的吻合度，另外，钢柱的水平度必须保证。
4.3.2再将上部钢柱2吊上胎架进行定位，上部钢柱定位时定对中心位置线以及上端位置线，同时注意与下部钢柱间的对接接口的质量（包括板边差以及焊缝间隙）和水平度要求。
4.3.3然后将桁架的上弦杆吊上胎架进行定位，弦杆定位时将其中心线定对地面定位中心线，同时严格控制各端部的中心线及外形线与地面线型间的吻合度，另外还需注意弦杆端部与下部钢柱牛腿间的焊缝间隙及接口错边，定位正确后与胎架点焊牢固。
4.3.4而后进行下弦杆1的定位，下弦杆1定位时，将其中心线对齐地面中心位置线，控制其端部与地面线型的吻合度，同时注意与钢柱1直牛腿间的焊缝间隙及接口错边。
4.3.5随后再进行下弦杆2的定位，下弦杆2定位时与上弦杆定位要求相同，定位过程中也需注意端部与牛腿间焊缝间隙及错边量，由于此处为一顷斜平面，必须注意其倾斜面的平面度。
4.3.6将上弦杆与X形节点斜牛腿间的斜腹杆吊上胎架进行定位，斜腹杆定位时，其定位方法及要求与下弦杆2相同。
4.3.7将上、下弦杆间的直腹杆吊上胎架进行定位，直腹杆定位时，将其中心线对齐地面中心位置线，控制两端与上、下弦杆牛腿间的焊缝间隙及接口质量，同时注意与牛腿间的平面度。
4.3.8待各构件定位正确后，进行各接口处嵌补板的安装，主要为了检查嵌补板与本体间的接口质量是否满足要求（包括焊缝间隙，平面度等）；同时进行各接口现场连接板的安装，为了保证现场各构件连接时，其连接板螺栓孔100%的穿孔率，各接口处一侧的定位耳板在制作时仅进行点焊，待拼装时将现场用连接板采用螺栓与之对撬后再进行焊接。
4.3.9将钢梁分别吊上胎架进行定位，钢梁定位时，采用的工装螺栓将钢梁、腹板与连接板进行对撬，同时为了保证螺栓孔的穿孔率，再采用比高强度螺栓孔小0.2-0.3mm工装销轴进行每个螺栓孔的试孔，以确保高强度螺栓的穿孔率达到百分之百。
4.3.10自检、专检合格后交驻厂监理进行检查，将拼装后测量的各数据以及X形节点完整性验收的各控制点的坐标值输入电脑进行建模，而后根据实测数据所建模型进行检验桁架与X形节点的拼接质量，符合要求后，为了配合好现场的安装，必须做好各连接接口处的对合标记、中心线、对合线、标高线、水平线标记，并用洋冲标记，同时做好各种数据的测量记录表，提供现场安装用。
4.3.11确认无误后，编号拆开进行冲砂、涂装、发运。
结束语：
综上所述，当前由于可持续发展战略的不断推进，钢结构凭借自身刚度大、自重轻、可循环利用的优势广泛应用于工程建设中，特别是超高层建筑结构。在超高层钢结构施工中，测量技术非常重要，在具体实施过程中，不但要严格按照施工技术规范进行，还要加强控制和管理，缩小测量误差，为后续施工奠定基础。
参考文献：
[1]黄文斐.基于超高层建筑钢结构施工技术分析[J].江西建材，2016（02）：49+48.
[2]李健良.超高层建筑钢结构测量技术[J].山西建筑，2016，42（08）：225-226.
论文作者:周志强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/6
标签：桁架论文; 环带论文; 下弦论文; 中心线论文; 节点论文; 钢结构论文; 构件论文; 《防护工程》2018年第22期论文;