超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施

摘  要：超高层建筑的钢结构工程执行严格的规范，其构建过程精细繁复，依赖众多工种的有效协同以确保项目的顺利推进和目标达成。钢结构在超高层建筑的构建中扮演着基石角色，凭借其卓越的承载力、绿色节能以及显著的施工效率，已经成为现今超高层建筑施工中的首选技术手段。对此，本文重点探究超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施，以供参考。

关键词：超高层建筑；钢结构施工；关键技术

引言

超高层建筑其界定高度普遍超越200米，构造形态各异，涵盖了钢结构、混凝土体系以及钢混结合等多种设计。尤其是钢结构，其由一系列精密的钢元素组成，如高强度钢柱、梁和复杂的框架结构，构成了建筑的核心支撑。深入探究钢结构施工中的核心技术难题，对于提升施工效率，削减成本，确保工程稳固与使用者安全至关重要。因此，本文重点分析超高层建筑中钢结构施工的关键技术难题，希望能够提升工程建设的质量。

一、超高层建筑钢结构施工特点

超高层建筑因其高度特点，要求施工团队需掌握高处作业技术，并配备专门的高空作业器械，例如高处悬挂篮和攀升机械等。鉴于这类建筑的钢构架结构繁复，精度标准极为苛刻，任何微小的尺寸或角度误差都可能导致整体结构安全性受损。故此，钢构架施工时，各连接点的精准控制至关重要，以保证结构的精确度和稳定性。此类建筑的施工期往往较长，这就需要施工团队拥有持久的作业能力和稳定资源供给，同时实施严格的项目管理和进度调控，以确保工程按期竣工。先进的施工技术和方法在超高层建筑钢结构施工中不可或缺，如焊接技术、节点连接策略、数字建模技术及建筑信息模型的应用，通过全面模拟分析建筑结构，预先识别并处理潜在施工难题。考虑到安全风险的增加，施工单位需建立严密的安全管理规则和施工规程，强化工人安全训练和监管，以维护施工过程的安全稳定[1]。（如图一，超高层建筑图）

二、超高层建筑钢结构施工关键技术和措施

1、钢结构焊接技术

在钢结构组装时，焊接工艺是不可或缺的一环，对焊接品质的保证至关重要。超高层钢结构施工的核心技术即在于焊接，任何焊接缺陷都可能导致重大风险，鉴于焊接工艺的复杂性和环境因素的影响，不仅要针对不同组件选用适当的焊接方法，还需设立适宜的焊接工作台以确保操作的有序进行。此外，焊接点附近应配置防火设施，以维护工作平台的安全。遵循自上而下、由内至外、对称进行的焊接原则，以保证焊接工序的条理性。在开始焊接前，需检查吊装件的尺寸和定位，确保符合施工规范，并清除氧化皮、毛刺等杂物，以保证焊接质量。对于异形构件的角焊缝和对接焊头，应预先安装引弧板和收弧板，以确保焊接接头符合质量标准。在第一层焊接时，要封闭母材和垫板接缝的开口，选择的垫板需稳固且满足荷载要求。梁柱与垫板之间应用焊连接，引弧板的焊缝长度应超过其自身长度的2/3。焊接完成后，需切除引弧板1cm。为了保证角接缝和单面焊对接缝的质量，可运用磁粉、超声波和射线等无损检测手段，及时发现并纠正问题。

2、测量技术

超高层建筑以其卓越的高度在城市天际线中独树一帜，然而，它们的存在对城市景观视野产生了微妙的影响，且对施工测量作业构成了独特的挑战。要解决这一系列问题，关键在于施工团队主动引入尖端测量设备，持续优化测量技术，确保数据的精准度。在执行测量任务时，施工方需兼顾工程需求，精心设计测量路径，以提升测量精度。在行动前，必须精确设定基准参照点、基准线和测量区域，同时采用适宜的方法匹配测量任务的特性。测量专家需依据超高层建筑的实际特性，规划出高效的高层数据传递路径，严格遵循所有必要标准，以确保测量工作的顺利进行。

作为测量团队的核心成员，不仅要求他们具备精湛的专业技能，能娴熟操控各类测量仪器和技术设备，而且他们必须具备卓越的职业责任感，对待每一项任务都严谨细致，以确保测量数据的精确无误。卫星定位系统在建筑工程领域的影响力不容小觑，施工企业在实施测量作业时，能够巧妙地整合这种先进技术，迅速锁定测量目标，显著提升测量工作的执行效率。

3、预变形控制技术

在超高层建筑物的钢结构施工时，时常会遇到平面形状不规则的构造元素，这些因素会对钢结构的稳固性构成挑战。在组装钢结构的进程中，这类不规则平面会导致整体结构内部产生应力，进而引起三维变形等现象，严重影响钢结构的整体稳定性。因此，施工单位应积极采纳预变形控制策略，预先做好防范措施，以增强施工过程中的安全性和结构的稳固性。同时，工程建造期间常遇到的压缩、形变、沉降等难题，也需要通过预变形控制技术的有效运用来加以管控。通过这项技术，施工单位能准确掌握钢结构的变化细节，精确估算变形程度，并据此采取特定的预防和纠正措施，以恢复钢结构的原始位置和状态。

4、注重施工设备的选择

在建筑项目的实施阶段，施工单位需精细考量现场的特定条件来精确挑选施工设备。针对钢结构高空安装任务，核心设备可能包括门式起重机和吊车等，它们在承重和定位方面发挥关键作用。特别是在涉及提升、旋转和组件安装的工艺流程中，像液压千斤顶这样的设备会被灵活运用，确保精确操作。以一项特别的超高层工程为例，其外框筒的钢结构施工策略独具匠心，在设备选择上，施工团队充分考虑了项目特性及施工的实际需求，最终决定使用三台大型塔吊作为主体吊装设备，主要分布在南北两侧，以便于高效地进行钢结构的吊装和定位作业。对于那些高度不超过100米的施工部分，施工单位采取了更为细致的方法，部署了两台履带吊车作为辅助，以满足重量承载和施工进度的要求，这种精密的设备组合形成了完整的工作流程，显著提升了整体施工速度。

5、做好气象保障工作

鉴于超高层建筑结构的高度特性，其在建设期间往往易遭受雷击，加之施工周期漫长，因此，确保防雷措施的到位至关重要，以防止任何安全事件的发生。施工单位需密切关注当地气候状况，对可能的气象危害因素预判并采取相应防范手段，以减轻风、雨、雷电等天气因素可能导致的损害，实现持续的防护，从而保证施工过程的安全。

结束语

综上，超高层建筑对钢结构的强度要求极高，而钢结构以其卓越的承载性能恰好适应这一需求。在构想和规划超高层建筑时，关键在于精细的结构设计策略和创新的施工技术路径的选择，这直接关乎施工过程中的安全系数，致力于攻克钢结构施工的核心技术难题，以此引领超高层建筑设计与施工的革新，驱动我国建筑业迈向高端转型，为国家产业现代化注入强大动力。

参考文献：

[1]陈湛涛.超高层建筑钢结构施工的关键技术和方法[J].建筑工程技术与设计，2021，3（21）：138.