超高层建筑钢结构施工的关键技术和质控措施

王进萍

摘    要：本文针对超高层建筑钢结构施工的关键技术和质控措施，结合理论实践，在简要阐述超高层建筑钢结构施工原则的基础上，分析了关键技术的应用，并提出相应的质控措施。得出合理做好施工前的准备工作并选择与之相适的施工技术，是提升超高层建筑钢结构施工质量关键的结论，希望对相关单位有一定帮助。

关键词：超高层建筑;钢结构施工;关键技术;质控措施

1  引言

在城市化进程不断加速的背景下，大量农村人口开始涌入城市， 导致城市建筑工程逐年提升。发展至今超高层建筑工程越来越多，但对施工技术和施工质量有很高的要求。在实际施工建设中，要选择与之相适的施工技术和质控措施，才能从根本上确保超高层建筑钢结构施工质量。基于此，本文结合理论实践，对超高层建筑钢结构施工的关键技术和质控措施做了如下分析。

2  超高层建筑钢结构施工时需要遵循的原则

2.1  科学性

在超高层建筑工程中应用钢结构施工技术时必须严格遵循科学性原则，从科学的角度入手，对钢结构施工技术的实际技术要求、技术参数、机械设备、施工方案等进行细致全面的分析，才能满足超高层建筑工程施工建设的实际需求。并在科学理念、科学技术、科学方法的指导下，才能提升超高层建筑工程的施工质量[1]。

2.2  易操作性

和普通多层建筑及高层建筑相比，超高层建筑工程对地基承载力、各楼层结构稳定性、抗风荷载、防雷措施等更高的要求。而且现场施工条件有限，施工环境比较恶劣，大大增加了施工难度。为解决这一问题，在应用钢结构施工技术时要最大限度上提升施工技术方案的容错率，从而降低外部环境对超高层建筑施工的影响，保证施工质量。

3  超高层建筑钢结构施工的关键技术

3.1  做好施工前的准备工作

第一，对超高层建筑工程的基本结构要充分了解，才能提升吊装单元划分的科学性和合理性，并为制定施工方案提供数据参考和指导。超高层建筑钢结构系统非常复杂，任何一个细微的环节控制不当，都会造成严重问题，甚至会导致工程失败。因此，在施工前，需要施工方对超高层建筑的结构组成有充分了解后，才能开始施工。

第二，深入施工现场进行实地考察。通过现场实地考察，可全面把握施工时所遇到的环境，促使施工组织和施工流程更加科学合理，只有充分利用周围环境的全部资源，才能在保证超高层建筑施工质量的基础上，提升施工效率，降低施工成本。

第三，合理掌握资源配置情况。对资源配置情况进行全面细致的掌握，对超高层建筑钢结构施工有重要意义。同时合理分析现有资源，也是开展施工方案制定的前提条件。

3.2  施工机械设备选型

大量工程实例表明，在超高层建筑工程施工中选择对施工机械设备，施工任务就完成了一半。就我国目前超高层建筑钢结构施工现状而言，常用的吊装机械为塔式起重机和门式起重机，主要应用在钢结构提升、旋转、平移等操作中。比如：我国著名的超高层建筑工程广州新电视塔在施工中，应用的主要起重设备为2台1200tm塔吊，来完成钢结构吊运行和安装工作。但考虑结构重量分布和施工工期，在1200tm塔吊的基础上增加了2台履带式起吊机辅助作业，有效保证了施工的安全性和施工效率[2]。

3.3  测量技术

超高层建筑工程对施工精度有极高的要求，由于高度比较高，而建筑误差具有不断累积的特性，如果在底部施工中误差控制不当，会严重影响施工的质量和安全性。因此，每个环节施工时都要进行全面测量，发现问题及时纠正。在实际测量中需要注意很多因素，包括：测量仪器的选择、测量基准点布置、测校方法选择、测量数值读取等。在实际测量中，通视条件比较差，传统测量方式很难满足实际需求，可采用GPS定位系统来进行精确测量，并辅以高精度全站仪，通过二者结合应用的方法，既可对钢结构构件的三维坐标进行准确定位，从而为施工提供真实有效的参考和指导。

3.4  焊接技术

焊接技术是钢结构施工的关键技术，通常采用等强焊接来连接各个钢结构，应用实例表明，和焊条电弧焊及电阻焊等焊接技术相比，等强焊接技术具有焊接质量好、焊接量大的特性。很多钢结构位定位比较高，需要进行高空焊接，为确保焊接的安全性和质量，需要根据现场实际情况和钢结构特性来制定科学合理的焊接工艺，并严格按照高空焊接相关规范进行焊接。对焊接操作人员进行专业系统的培训，确保每位焊接人员都能熟练掌握焊接工艺，同时在焊接时还要做好防风防雨措施，焊接完成后还要采用超声波探伤仪或者红外线探伤仪进行无损检测，确认达到设计标准后才能进行下一个工件焊接，否则要重新焊接，确保钢结构连接质量。

3.5  施工方针分析技术的应用

外界条件会对钢结构造成不同程度影响，比如：现场施工条件、自重作用、施工荷载等会导致钢结构产生不同程度的变形。如果不进行处理，就会影响施工精度，甚至埋下安全隐患。因此，在钢结构施工中，需要钢结构的承载力进行准确分析，并对现场施工中各项数据进行采集分析，及时找打个施工阶段钢结构发生变形的规律，为制定处治措施提供数据支撑。随着计算机技术和软件技术的不断发展， 超高层建筑钢结构施工实现仿真模拟提供工具和手段[3]。比如：通过MIDAS和ANSYS等有限元软件就可以对超高层建筑钢结构施工过程进行仿真模拟。从而更好的掌握钢结构各方面因素影响下的变形规律。包括：自重影响、温度影响、风荷载影响等，从而为制定施工工艺和方法提供真实有效的参考和指导。

3.6  预变形技术

超高层建筑钢结构在施工中，难免会发生三维变形，从而影响施工质量，因此，在实际施工中需要对钢结构变形系数进行全面控制。 同时还要对不均匀沉降、差异变形等进行严格控制。而预变形技术就是仿真模拟技术的基础上，通过有限元计算方法获得钢结构连续变形中不断累积的变形值，并对钢结构构件进行合理调整，在实际施工中预先方向设置节点变形值，从而起到缓解钢结构变形的效果。

4  超高层建筑钢结构施工质控措施

4.1  选择合理的实时监控技术

在钢结构施工中，外界因素随时都会发生不同程度的变化，使得有限元仿真模拟的数值和实际施工之间存在较大差距，为确保整个施工过程的安全性和可控性，就需要合理应用监测施工技术[4]。采用先进的设备和技术对整个施工过程中的特上部位和关键部位进行全面监控，监测内容包括：钢结构变形系数、施工温度、稳定性、振动系数等，通过对这些参数数值进行全面分析，就可以及时发现施工质量是否和设计标准相符，从而制定合理的解决措施，从根本上确保施工质量。

4.2  完善安全系统

超高層建筑钢结构施工中科学合理的应用安全操作系统，可有效确保施工人员和机械设备的安全性。对施工中应用到设备进行全面系统的检测，发现不安全因素严禁投入施工。并在实际生产重要严格规范操作流程，避免法发生不必要的安全隐患。并采用科学先进的技术对施工全过程进行全天候监督。

5  结束语

综上所述，本文结合理论实践分析了超高层建筑钢结构施工的关键技术和质控措施，分析结果表明，超高层建筑工程具有很强的综合性和系统性，在实际施工中，要严格按照相应的标准和规范进行施工，并在选择与之相适的施工技术和质控措施，才能从根本上提升施工质量。

参考文献：

[1] 罗智勤.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施分析[J].建筑知识，2017（2）：55.

[2] 李军.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施分析[J].科技创新导报，2016（13）：97+99.

[3] 张震.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J].山西建筑，2016（19）：42～43.