倾斜超高层钢框架结构施工技术总结

    樊威武

    摘 要：本文对西安航天城文化生态园揽月阁钢结构工程施工过程进行了总结，对塔吊的选择、布置和装拆、构件的吊重分析、结构安装测量、焊接技术及安全防护等方面在过程中德控制进行了重、难点及对策的分析与总结。

    关键词：高层钢框架；倾斜；塔吊布置；装拆；测量

    0 引言

    目前，就仅西安地区而言，已经宣布的超高层建筑有12栋，而结构形式为全钢结构框架的超高层仅为"揽月阁"和"迈科商业中心"，但迈科商业中心钢构安装才开始，揽月阁钢结构工程主体已经验收；本文就对揽月阁钢构工程施工过程中的重、难点及解决措施进行分析和总结。

    揽月阁工程平面呈矩形，立面呈棱台型，主体以四个核心筒为骨架、自下而上形成楼层钢框架支承体系。地下一层，地上14个结构层，地面以上顶标高108.9米。首层结构平面尺寸为33.6m×36m，一层层高11.1m，二层层高5.4m，其余层高均为6.6m，自首层往上逐层收缩至顶部平面尺寸为25.6m×25.6m。

    1 塔吊的选择

    垂直运输是超高层建筑施工的生命线，高层塔吊作为超高层钢结构安装施工的核心设备，其选择布置根据钢结构体系特点，结构形式、外形尺寸、现场条件及各段钢构件重量等因素综合考虑；本工程塔吊由总承包单位预先考虑选择确定了2台外附式塔吊，北塔型号SCM-C7022，南塔型号QTZ315（7032），两台塔吊均为16t塔吊，能满足现场钢构安装吊装要求，但由于结构整体呈棱台形式，随着安装高度的增加及塔吊的顶升，塔吊扶墙件的连接已超出厂家原设计标准值，实际施工过程中，经与塔吊厂家联系沟通，针对现场实际情况，独立设计了结构加固形式及扶墙杆件。

    2 角柱加工制作

    外框结构四根钢柱两两沿对角线呈对称内收缩形状，在地下室时，结构柱为直柱，正负零以上开始倾斜，在第一层，同一节钢柱连续倾斜两次，钢柱虽为倾斜状，但牛腿钢梁与内框柱连接呈水平状，增加了构件的加工难度。

    本工程对斜柱节点板的下料控制应该注意以下几点：

    （1）均以计算机进行放样，保证所有尺寸绝对精确。

    （2）根据锯、割等不同切割要求和对刨、铣加工的零件，预放不同的切割及加工余量和焊接收缩量。

    （3）对角度复杂难以控制的构件，切割应首先采用数控、等离子、自动或半自动气割方式保证切割精度。

    （4）装配及焊接

    ①钢结构的焊接在胎架上完成，有效控制双向构件的角度或弧度的装配精度和焊接变形，使主要焊接工作处于平焊位置进行。

    ②按焊接顺序施焊，避免焊接应力集中或变形过大。

    ③合理拆分装配单元，本工程折线柱双向几何尺寸必须分单元装配，严格控制双向几何尺寸）

    3 测量控制

    （1）构件目标标识

    通过对内控和外控法测量思路的对比、研究，由于工期紧，质量要求高，加之施工现场空旷的条件，钢柱的竖向轴线投测选择激光反射贴与全站仪配合的外控法进竖向引测，这种方法操作简单便于施工，且能保证测量的精度。

    （2）实施测控

    为保证安装精度，采用坐标对四个斜角柱和核心筒最外边四个角柱进行二次安装定位，确保钢柱相互垂直的两个面上X、Y轴线位置和垂直度的正确。

    另外每安装两个吊装层用棱镜在就位的柱顶中心位置复核坐标的准确性进行检查核对，二次调整构件扭曲引起的偏差。

    （3）仪器选择

    主要测控站使用K1和K2控制点，其他点为定向控制点。反光贴片选用自贴式反射片60×60mm规格：C类测量大气条件：浓雾，能见度5公里。选用超高精度（亚毫米级精度）NET05X-SOKKIA 200米内测距：≤0.5mm+1ppm，标准单棱镜测程3500米，测距精度≤0.8mm+1ppm，对中精度1.5 m：0.5mm，定向精度200m处：1.5cm。

    4 钢梁安装

    （1）单机吊装

    单塔吊装钢梁最大H1500X300X25X30，吊装最长钢梁长28.5m，梁重12.9吨单机负重安全裕度80%均满足安全起重要求。单塔吊装性能验算：在吊装位置SCM-C7022工况位额定：16T，QTZ315（7032）工况位额定：16.2T，均满足负载安全要求。

    （2）双机抬吊

    采用MIDSA对起吊过程中的强度、稳定及变形验算，选取安全合理的吊装方案。抬吊钢梁取吊装工况最不利H1600X350X30X30，吊装最长钢梁长31.5m。考虑协作抬吊安全裕度75%和单机负重安全裕度80%均满足安全起重要求。抬吊机械性能验算：SCM-C7022工况位额定：13.7T，QTZ315（7032）工况位额定：14.1T。抬吊钢梁最重15.9T。抬吊重量不得超过两台起重设备额定起重重量总和的75%。即：（13.7+14.1）*75%=20.85T>15.9T（符合规范要求）

    5 安全防护技术

    （1）现场钢柱每2个自然段分为一节，标准层每节长13.2m，安装时已提前制作好的钢爬梯和软梯作为钢柱安装时人员上下措施。角柱安装时，特制便于周转的工具式套架，固定在下节柱的顶部，确保操作人员的安全。

    （2）现场钢梁安装采用移动式脚手架，根据安装进度后继楼承板流水铺设。

    （3）现场临边除硬防护外，每3层结构体周围搭一道外挑梁，挑梁铺设防护网。

    （4）混凝土楼板浇筑跟进，消除作业人员高空临边恐慌。

    高层钢结构施工中因为受工作面狭小，外附平臂塔吊作业半径小，垂直运输密集，竖向平面位置困难大等等许多各项的困难，以上要点是自己体会需要注意的几方面，希望在类似工程方面能有所借鉴。

    参考文献：

    [1] 张照福，张立伟. 巨型钢结构概念及其应用[J].2007（05）.

    [2] 沈霄鹤.超高层巨型钢框架结构失效模式分析.2009（11）.