超高层钢结构施工技术？

一、项目简介与发达国家相比，我国超高层钢结构建筑起步较晚，没有太多成熟可借鉴的经验。改革开放以来，许多“高、大、新、尖”的现代建筑如雨后春笋般涌现，成为国民经济快速发展的重要标志。钢结构以其自重轻、工期短、抗震能力强等优点和特点，被广泛应用于高层建筑，尤其是超高层建筑。中建三局以“敢为天下先、争创一流”的企业精神和承接“高、大、新、尖”工程的勇气和实力，瞄准这片有待开垦的沃土，利用大型企业的技术和设备优势，率先在1986建成大同第一座超高层钢结构。深发展中心大厦，高度165.3m，仅用130mm月就完成了主体钢结构11000吨的施工任务，最大竖向偏差25mm，提高了美国AISC规范的标准。首先应用了超厚钢板焊接CO2气体保护半自动焊新技术，经过潜心研究和反复研究，最终成功解决。填补了我厂超厚钢板焊接的空白。整个工程焊接质量10O%%，100%合格，达到国际一流水平。该成套施工技术在本工程中的成功应用，使我国起步较晚的超高层钢结构安装施工技术向前迈进了一大步。因此，深圳发展中心大厦钢结构安装成套技术分别于1988和1989获得中国建筑总公司科技进步一等奖和国家科技进步三等奖。

由于深圳发展中心超高层钢结构安装的巨大成功，1987中标建造了中国第一座全钢超高层建筑——高度为146.5米的上海国际贸易中心大厦，仅用7.5个月就完成了主体钢结构10470吨的施工任务。钢结构主体垂直度偏差仅为17mm，提高了日本JASS标准，焊接100%探伤，100%合格，受到业主和社会各界的一致好评，工程获得上海市建筑质量最高奖。“白玉兰奖”及全国建筑行业最高奖；鲁班学院奖。此后，我们建造了上海太平样板酒店、新金桥大厦和①界广场等在国内享有较高声誉的钢结构工程，特别是高383.95米的深圳王迪大厦，于1995年6月9日封顶。我局仅用1年、12天(比合同工期提前两个多月)就安全、优质、高速地完成了24500项工程。主体垂直度总偏差为向外17mm，向内25mm，提高了精度，仅为美国AISC规范允许误差的1/3(向外51mm，向内76 mm)。焊缝长60万米(含立焊和斜立焊，占1/7)，检验100%，合格100%，优良率94%。创造了整个施工过程无构件坠落、无人员伤亡的奇迹，两层半的90年“深圳新速度”。难得的工期，一流的质量和安全

得到了业主、总包及社会各界的高度评价。

去年8月，深圳王迪大厦主楼超高层钢结构安装施工技术通过国家鉴定。与会专家一致认为，王迪大厦是我国近十年起步的超高层钢结构工程的杰作，标志着我国高层钢结构施工技术在以往成功的基础上取得了长足进步，王迪大厦超高层钢结构安装施工技术达到了国内领先、国际水平。

从深圳发展中心到上海国际贸易中心，从上海国际贸易中心到深圳王迪大厦，是我国超高层钢结构安装发展史上的里程碑，施工技术由弱到强，代表了超高层钢结构发展史上三局十年的辉煌历程。

二、超高层钢结构自组装施工技术

本人有幸参与了我国钢结构发展史上具有划时代意义的三大超高层钢结构工程:深创发展中心大厦、上海国际贸易中心、深圳王迪商业大厦的施工组织管理，结合高层钢结构的工艺流程和特点:(构件验收→吊装→质量控制→高强螺栓→焊接和检测→压型钢板和焊接栓钉)。超高层钢结构安装施工技术主要体现在以下七个方面:

1、构件进场、验收和堆放

2、塔吊的选择、布置和安装

3.提升

4、测量控制

5.焊接

6、工期和质量控制

7.安全施工

现结合深圳王迪大厦主楼超高层钢结构的施工情况，就这些问题与各位专家、同仁交流经验和体会。

1、构件进场、验收和堆放

场地狭窄、施工条件差是当前建筑工程中普遍存在的困难。对于高层钢结构工程，在工期相对紧张的情况下，对构件堆场的要求更高、更严格。如果这个问题处理不好，肯定会对吊装和整个工程建设造成严重影响。王迪大厦施工初期，由于构件堆场多，钢结构进场数量大，需要堆放2-3层。如果没有周密的进场计划，势必会造成现场构件进场顺序的混乱。这样一来，需要的部件压在下面，不用的部件放在上面，不仅妨碍了验收工作，还导致翻材料、找材料等大量重复性工作。后来，在加强现场管理和构件进场计划的基础上，重点研究了构件的堆场布置和堆放顺序。除了根据吊装顺序和堆场规划特点精心安排进场构件外，我们还有序安排进场构件，既保证了验收工作的正常进行，又为吊装创造了良好的外部条件。

确保构件验收是我们以往超高层钢结构工程施工的经验。深圳王迪大厦主楼有65，438+04，860根钢构件。在制造和运输过程中，不可避免地会出现这样或那样的问题。这些问题如果不在地面上消除，吊到it上肯定会增加安装进度，对整个工种的质量控制产生严重影响。

2、塔吊的选择、布置和安装

塔式起重机是超高层钢结构施工中的核心设备。其选择和布置应根据建筑的布局、场地条件和钢结构的重量综合考虑，并保证安装和拆卸的安全性、方便性和可靠性。

根据王迪大厦的地理位置、结构形状和大量的特殊构件(如重量为47.5t的大型A形斜柱和截面为37 t的箱型柱)，我们选用了两台澳大利亚M440D大型内爬塔式起重机，布置在核心墙#1和#5井道内，不仅满足了所有构件的垂直运输，也为大量超重、超高、偏心构件的双机抬吊创造了条件。

M440内爬塔式起重机在国内是第一次使用，没有太多成熟的经验可供借鉴。在施工中，我们改变了传统的塔吊互吊的爬升方案，采用了一套“绞车+扁担”的辅助系统，解决了二台塔吊的爬升问题，大大提高了塔吊的使用效率，加快了提升速度，对工期的提前起到了决定性的作用；然而，大型内爬塔式起重机的拆除是一项技术复杂、施工难度大的工作。我们采用“以大制小，化整为零”的方法，解决了在国内被视为难题的大型内爬式塔吊的拆除问题，为国内类似工程使用内爬式塔吊提供了范例。

3.提升

吊装是钢结构施工的主导工序，吊装的速度和质量对整个工程起着至关重要的作用。深圳王迪大厦主体超高层钢结构施工中，采用“区域吊装”和“一机多吊”技术，解决了工期紧、工程量大的矛盾。

采用“双吊车”和龙门架，不仅解决了高53.79m、长63.20m、跨度32.1m、重232t的大型“A”型斜拉吊车的吊装问题，还解决了主厂房内两台长85.61m、重85.51t的大型吊车的吊装问题。

4、测量控制

在超高层钢结构施工中，垂直度、轴线和标高的偏差是衡量工程质量的重要指标。测量作为工程质量的控制阶段，必须为施工检验提供依据。

从钢结构施工过程可以看出，各工序之间相互联系、相互制约，测量控制方法的选择直接影响工程的进度和测量。在深圳王迪大厦钢结构施工初期，总承包商的测量监理工程师提出了“整体校正”的方法，即在柱安装完成后，进行跟踪校正，当梁无法安装时，则临时吊起或放在上面，待整个柱、梁、斜撑全部安装完成后进行整体校正。由于构件的制作和核心的施工都存在一定的误差，采用这种校正方法非常盲目，不仅造成大量的二次安装，而且柱梁安装后结构本身也有一定的刚度，大大增加了校正的难度。后来我们及时将“整体校正”改为“跟踪校正”，即在柱梁框架成型前对柱进行初步校正并及时校正，大大降低了校正难度，每节校正时间从10d左右缩短为2-3d，可以交给下道工序，实现了区域施工工序间良性循环的目标。

为使王迪大厦主楼钢结构施工达到世界一流水平，该工程还制定了比AISC标准更为严格的质量控制指标:向内25mm，向外20mm，并探索出一套激光直议“双系统复核控制”的新方法，对确保工程质量控制目标的实现起到了非常重要的作用。

5.焊接

高层钢结构具有工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高等特点。作为钢结构施工的重要工序，焊接工艺的选择和焊接水平对工程“安全、优质、高速”的完成有着重大影响。

深圳王迪大厦因其罕见的1: 9的高宽比，在设计中采用了大量的斜撑和大“A”形斜柱。在总的60万m接长接头中，立焊和斜立焊接长约8.6万米，接头848组，占总焊接量的1/7。这种结构不仅在结构的重要部位，而且在向外、斜向、悬空部位，安全操作和保护施工都很困难。特别是相对紧迫的工期和巨大的焊接量之间的矛盾，使我们从一开始就面临着严峻的考验。虽然在深圳发展中心大厦、上海世贸中心大厦等钢结构施工中，我们采用CO2半自动焊应用于立焊、斜立焊、角焊的新技术，可以从根本上解决焊接施工的需要。

工艺选定后，迫切需要制定出一套适合本工程特点的可行的CO2气体保护半自动焊接工艺和方法。在项目组的带动下，焊接QC小组进行了艰难的尝试，开展了一系列卓有成效的工作。

首先，我们确定了攻关目标，利用关联图找出了影响质量的原因，并利用01分析方法进行了一系列分析，针对这些问题找出了相应的对策；建立了有效的质量保证体系，制定了完善的工艺指导书。经过反复试验，确定了立焊和斜立焊的工艺参数。通过对焊丝伸出长度、焊缝层清理、焊枪焊接角度的反复摸索，形成了一套“推拖”的操作要领；为了使焊接环境处于相对稳定的状态，加强了施工保护措施和辅助措施。经过项目组全体人员和焊接QC小组的不懈努力，经过半个月的失败和总结，研究成果甚微；取得了很大的成果，经过巩固、成熟和反复试验，最终成功解决了CO2气体保护焊应用于超厚零件立、斜立焊头的焊接技术课题(已获得国家专利)。通过技术攻关和工艺改进，焊接质量逐步提高，工期大大提前，得到了总包和业主的好评，产生了良好的社会效益和经济效益，在社会上享有良好的声誉。

6、质量和工期控制

超高层钢结构区别于普通混凝土建筑的显著特点是:质量高、工期紧。质量和工期的保证有赖于科学的管理、严密的施工组织和新技术、新工艺、新设备的大胆应用。

深圳王迪大厦主体钢结构14860，重24500t，压型钢板140000平方米，焊接栓钉50万组，焊缝60万延米。而业主规定的工期只有14.5个月，工程按照美国的规范和标准验收。工期之短、工程量之大、施工难度之高，国内外罕见。

建立科学的管理组织体系，严格遵循项目管理方法，是确保工程“安全、优质、高速”的关键。为此，我们成立了王迪项目经理部，并对全体员工实行项目经理负责制和合同管理。在组织形式上，人员、岗位、职责固定，提倡一个专家办多件事，一个人办多件事，科长随工人上前线。既起到示范作用，又便于现场管理。从项目经理到劳动、安全、技术等职能部门到现场办公室，及时了解和掌握工程进展情况，解决相关的技术、质量、安全问题。在整个项目管理中，以项目经理为核心的精干的施工队伍和以施工组织网络、新技术应用、QC小组为一体的安全质量保证体系。同时，各标段实行了按日承包，明确责、权、利，实行风险抵押金制度，最大限度地调动了一线工人的积极性和责任感，为项目快速开展工作奠定了基础。为了把为中国人建造的第一座世界级摩天大楼建成跨世纪经典，该工程不仅制定了比美国标准更为严格的质量控制目标，还积极配合吊装、测量、焊接QC小组进行攻关。王迪大厦主楼超高层钢结构安装施工中充分应用了“四新”技术。在项目的领导下，吊装QC小组改进了传统的“一吊多吊”和“双吊吊装”技术，大大加快了吊装进度；测量QC小组改进了传统的“整体测量”技术，创新了“跟踪测量”和“双系统复测控制”技术，成功将主楼总垂直度偏差控制在向外17mm，向内25mm，仅为美标的1/3。经过艰苦的尝试，焊接QC小组终于成功突破了CO2气体保护半自动焊应用于立焊和斜立焊的禁区，不仅提高了工作效率，保证了工期，而且所有焊缝均经权威第三方检测，100%合格，优良率达到94%。

在钢结构工程中，区域钢板的铺设是一项工作量大、危险性高的工序，其铺设速度不仅直接影响工程进度，而且通过吊装船缓慢校正、高强螺栓、焊接等一系列工序，严重影响施工安全。为此我们从日本引进了两台国际先进的Co点焊机，不仅操作简单，间隔时间短，而且焊点平整光滑，质量好，效率是手工焊的5倍。帝宫大厦主楼超高层钢结构L工序引进的澳大利亚M44OD大型内爬式起重机、日本CO气体保护半自动焊机、熔焊打钉机等先进设备均在该工程中发挥了重要作用。

7.安全施工

安全施工是钢结构施工中的重要环节，超高层钢结构施工的特点是高空、悬挂作业点多。在王迪大厦的建设过程中，只有50万个高强度螺栓。这些东西虽然小，但如果从几百米高的地方掉下来，后果可想而知。为了杜绝安全事故，项目成立了安全监督小组，设置了专职安全员，严格管理，制定了周密的安全生产规章制度，对员工进行经常性的安全教育，树立了“安全第一”的思想。在严格管理的基础上，项目不惜花费大量人力、物力、财力进行严格保护。通过采用搭设双层安全网、提前铺设压型钢板等新技术，创造了王迪大厦主体超高层钢结构379天施工无人员伤亡、无构件坠落的奇迹。在中建总公司组织的深圳地工工商大厦超高层钢结构施工技术鉴定会上，专家从王迪商厦超高层钢结构施工技术上达到国际先进水平，该成果已获我局科技成果特等奖。中国建筑总公司科技进步一等奖，国家科技进步三等奖。

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