超高层钢结构施工关键技术及安全风险防控策略

一、超高层钢结构施工关键技术

1.1 施工方案设计

施工方案设计是超高层钢结构施工的基石，起着统领全局的关键作用。在结构体系设计环节，需综合考量众多因素。建筑功能需求方面，若为商业办公超高层，需确保内部空间开阔、灵活，以满足不同企业的多样化布局要求；若为酒店式公寓，则要注重居住的舒适性与私密性，合理划分功能区域。场地条件同样不容忽视，如场地狭窄，会限制大型施工设备的停放与材料堆放，需精心规划施工平面布置。材料供应情况也至关重要，当地钢材市场的供应稳定性、品种规格是否齐全等，都影响着结构形式的选择。常见的超高层钢结构形式有框架-核心筒结构、巨型框架结构等。以框架-核心筒结构为例，核心筒承担大部分水平荷载，框架则负责竖向荷载，二者协同工作，能有效提高结构的整体稳定性与抗侧力能力。

1.2 测量控制技术

超高层钢结构施工对测量精度的要求近乎苛刻，犹如在高空走钢丝，不容有丝毫偏差。先进的测量工具与技术是实现高精度施工的有力保障。GPS 定位系统借助卫星信号，能在大范围内快速、准确地确定测量点的三维坐标，尤其适用于超高层施工场地开阔、通视条件不佳的情况，可实现对建筑整体位置的宏观把控。激光铅直仪则像一把垂直的“激光尺”，通过发射垂直激光束，确保钢柱等竖向构件的垂直度，其精度可达到毫米级。全站仪更是集测角、测距、测高差功能于一体，能对钢结构的安装位置进行全方位测量，实时反馈数据，指导施工人员进行调整。

1.3 焊接技术

焊接在超高层钢结构施工中犹如“结构的粘合剂”，焊接质量直接关乎钢结构的整体质量与安全。焊接材料的选择是关键的第一步，需根据施工环境、钢材的材质、厚度以及焊接位置等因素综合确定。对于 Q345 钢材，常用 H08Mn2SiA 焊丝进行焊接，其能与母材良好融合，保证焊缝的强度与韧性。焊接工艺的确定同样复杂且重要。焊接顺序的合理安排能有效减少焊接变形，如采用对称焊接、分段退焊等方法。焊接参数如电流、电压、焊接速度等，需通过焊接工艺评定试验来精确确定不同的焊接位置与钢材厚度对应不同的最佳参数组合。

1.4 防腐技术

超高层钢结构长期暴露在自然环境中，面临着严峻的腐蚀威胁，防腐处理是延长其使用寿命的重要手段。外壁防腐多采用防火涂料、聚氨酯防水涂料等。防火涂料不仅能起到防腐作用，在火灾发生时还能形成隔热层，延缓钢结构的升温速度，保障结构安全。聚氨酯防水涂料具有优异的防水、耐腐蚀性能，能有效阻挡雨水、湿气对钢材的侵蚀。内壁防腐常选用环氧树脂涂料、聚氨酯防水涂料等。环氧树脂涂料附着力强、耐化学腐蚀性好，能在钢材内壁形成坚固的防护膜。

二、超高层钢结构施工安全风险因素

2.1 高空作业风险

超高层钢结构施工大部分作业在高空进行，犹如在云端搭建建筑，作业环境复杂多变，风险极高。恶劣天气是高空作业的“头号杀手”，强风会使施工人员站立不稳，增加坠落风险，据统计，因强风导致的高空坠落事故占比达 30% ；暴雨会使作业面湿滑，降低摩擦力，易引发滑倒事故；大雾则会严重影响视线，使施工人员难以看清周围环境与操作位置，增加误操作的可能性。

2.2 机械操作风险

超高层钢结构施工依赖大量机械设备，这些设备在高效作业的同时，也潜藏着诸多风险。塔吊作为主要的垂直运输设备，吊运作业频繁。若塔吊的起升机构、变幅机构、回转机构等部件出现故障，如制动失灵，会导致重物突然坠落，砸坏下方的建筑结构与设备，甚至造成人员伤亡。吊索具的磨损、断裂也是常见问题，据相关数据，因吊索具问题引发的事故占塔吊事故的 20% 。

2.3 电气设备风险

施工现场电气设备众多，电气线路错综复杂，犹如一张“带电的蜘蛛网”，存在较大安全风险。电气线路的老化、破损是常见问题，随着施工时间的推移，电线外皮可能因磨损、日晒雨淋等原因出现老化、开裂，导致绝缘性能下降，容易引发漏电事故。若电气设备未进行有效的接地保护，当设备发生漏电时，电流无法及时导入大地，会使设备外壳带电，危及操作人员生命安全。

2.4 交叉作业风险

超高层钢结构施工工序繁多，各工种交叉作业频繁，犹如一场复杂的交响乐演奏，协调不当就会出现“杂音”。不同工种在同一作业区域同时施工，容易因作业空间狭窄、施工顺序不合理等问题发生碰撞事故。如在钢结构安装区域，下方可能同时进行混凝土浇筑作业，若上方钢构件掉落，极易砸伤下方施工人员。

三、超高层钢结构施工安全风险防控策略

3.1 高空作业风险防控

针对高空作业风险，需构建全方位、多层次的防控体系。在恶劣天气应对方面，建立气象预警机制，与当地气象部门保持密切联系，提前获取气象信息。当预报有强风、暴雨、大雾等恶劣天气时，及时停止高空作业，并对作业面进行防护与加固。如在强风来临前，将未安装的钢构件固定牢固，防止被风吹落。

安全防护设施的完善至关重要。脚手架搭建必须严格按照规范执行，确保立杆、横杆间距符合要求，连墙件设置牢固。定期对脚手架进行检查与维护，发现问题及时整改。安全网要选用合格产品，确保张挂严密、无破损，定期进行检查与更换。为施工人员配备高质量的安全带、安全绳等个人防护用品，并加强培训，使其正确佩戴与使用。

3.2 机械操作风险防控

机械操作风险防控需从设备维护、人员培训与操作规范等多方面入手。设备维护方面，建立严格的机械设备定期检查制度，每天作业前进行日常检查，每周进行全面检查，每月进行深度保养。对塔吊的关键部件如钢丝绳、制动器、限位器等进行重点检查，发现磨损、老化等问题及时更换。施工电梯的轨道要定期调整、润滑，确保轿厢运行平稳。

操作人员培训不可或缺，所有机械设备操作人员必须经过专业培训，取得相应资格证书后方可上岗。定期组织操作人员进行安全操作规程培训与考核，使其熟悉设备性能与操作要点。在操作规范方面，制定详细的机械设备操作规程，要求操作人员严格按照规程操作。严禁违规超载吊运、超速运行等行为。

四、结论

超高层钢结构施工关键技术的有效应用与安全风险的精准防控是保障工程顺利进行、确保结构质量与施工人员安全的核心要素。通过精心设计施工方案、运用先进测量控制技术、严格把控焊接与防腐工艺，能为超高层钢结构的质量奠定坚实基础。同时，全面识别高空作业、机械操作、电气设备、交叉作业等方面的安全风险，并针对性地实施防控策略，构建起严密的安全防护网。在未来超高层钢结构施工中，应持续关注技术创新与安全管理优化，引入智能化监测设备、信息化管理平台等，进一步提升施工关键技术水平与安全风险防控能力，推动超高层建筑行业朝着更安全、高效、优质的方向蓬勃发展。

参考文献：

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