巖土工程師輔導(dǎo)：高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與管理(1)

　　一、“光輝的歷程”——我局超高層鋼結(jié)構(gòu)施工歷史回顧

　　同發(fā)達(dá)國(guó)家相比，超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國(guó)起步較晚，成熟及可借鑒的經(jīng)驗(yàn)不多。改革開放以來，許多“高、大、新、尖”的現(xiàn)代化建筑如雨后春筍般聳立，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的重要標(biāo)志。而鋼結(jié)構(gòu)因其自重輕、施工周期短、抗震能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)被人們廣泛應(yīng)用于高層尤其是超高層建筑中。中建三局以其“敢為天下先，爭(zhēng)創(chuàng)第一流”的企業(yè)精神和勇于承接“高、大、新、尖”工程的膽魄和實(shí)力，瞄準(zhǔn)了這塊尚待開墾的沃土，發(fā)揮大型企業(yè)的技術(shù)和設(shè)備優(yōu)勢(shì)，于1986年率先承建了當(dāng)時(shí)全同第一座超高層鋼結(jié)構(gòu)的建筑——高165.3m的深圳發(fā)展中心大廈，僅10個(gè)月便完成了主體11000噸鋼結(jié)構(gòu)施工任務(wù)，垂直最大偏差 25mm，提高了美國(guó)AISC規(guī)范程度的標(biāo)準(zhǔn)，并首先運(yùn)用CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊用于超厚鋼板焊接的新工藝，刻苦鉆研、反復(fù)攻關(guān)，終于成功地解決了 130mm超厚鋼板的焊接技術(shù)。填補(bǔ)廠國(guó)內(nèi)超厚鋼板焊接的空白，整個(gè)工程的焊接質(zhì)量10O%超聲波探傷，100%合格，達(dá)到了國(guó)際一流水平。該工程成套施工技術(shù)的成功應(yīng)用，使在我國(guó)起步較晚的超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)向前跨進(jìn)了一大步，深圳發(fā)展中心大廈鋼結(jié)構(gòu)成套安裝技術(shù)因此分別獲1988年、1989年度中建總公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

　　由于在深圳發(fā)展中心大廈超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝中取得的重大成功，1987年又中標(biāo)承建了我國(guó)第一座全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑，高146.5米的上海國(guó)際貿(mào)易中心大廈，僅用7.5個(gè)月的工期便“安全、優(yōu)質(zhì)、高速”地完成了主體10470噸鋼結(jié)構(gòu)的施工任務(wù)。鋼結(jié)構(gòu)主體垂直度偏差僅為17mm.提高了日本JASS規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，焊接100%探傷，100%合格，受到業(yè)主及各界的高度贊譽(yù)，該工程榮獲上海建筑質(zhì)量最高獎(jiǎng)——“白玉蘭”獎(jiǎng)和國(guó)家建筑業(yè)最高獎(jiǎng)——魯班金像獎(jiǎng)。此后我們又承建了上海太平樣大飯店、新金橋大廈及①界廣場(chǎng)等國(guó)內(nèi)具有較高聲望的鋼結(jié)構(gòu)工程，特別是1995年6月9日封頂?shù)母?83.95m的深圳地王大廈，我局僅用1年零12天(比合同工期提前兩個(gè)多月)便安全、優(yōu)質(zhì)、高速地完成了24500 噸主樓鋼結(jié)構(gòu)的施工任務(wù)，主體垂直度總偏差向外17mm，向內(nèi)25mm，提高了精度，僅是美國(guó)AISC規(guī)范允許誤差的1/3(向外51mm，向內(nèi) 76mm);焊縫延長(zhǎng)米60萬(其中立焊、斜立焊縫占1/7)100%探傷，100%合格，優(yōu)良率達(dá)94%，并創(chuàng)造了施工全過程中構(gòu)件無一墜落，人員無一傷亡的奇跡和兩天半一層樓的九十年度“深圳新速度”。罕見的工期、一流的質(zhì)量和安全

　　得到業(yè)主、總包及社會(huì)各界的高度贊譽(yù)。

　　去年8月，深圳地王大廈主樓超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)通過了國(guó)家級(jí)鑒定。與會(huì)老師一致認(rèn)為：地王大廈是我國(guó)近十年才起步的超高層鋼結(jié)構(gòu)工程的代表作，表明我國(guó)高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在以往成功基礎(chǔ)上又取得了重大的進(jìn)步，地王大廈超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先及國(guó)際水平。

　　從深圳發(fā)展中心到上侮國(guó)貿(mào)、從上海國(guó)貿(mào)到深圳地王大廈是我國(guó)在超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝發(fā)展史上從無到有、施工技術(shù)由弱到強(qiáng)的里程碑，代表著三局在近十年超高層鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展史上的光輝歷程。

　　二、超高層鋼結(jié)構(gòu)自裝施工技術(shù)

　　因有幸參與了在我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展史上具有劃時(shí)代意義的三個(gè)主要超高層鋼結(jié)構(gòu)工程：深創(chuàng)發(fā)展中心大廈、上海國(guó)際貿(mào)易中心和深圳地王商業(yè)大廈的施工組織與管理，結(jié)合高層鋼結(jié)構(gòu)的工藝流程與特點(diǎn)：(構(gòu)件驗(yàn)收→吊裝→量控制→高強(qiáng)螺栓→焊接及其檢測(cè)→壓型鋼板與熔焊栓釘)。超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)主要體現(xiàn)在以下七個(gè)方面：

　　1、構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)，驗(yàn)收與堆放

　　2、塔吊的選擇、布置及裝拆

　　3、吊裝

　　4、測(cè)量控制

　　5、焊接

　　6、工期及質(zhì)量控制

　　7、安全施工

　　下面我結(jié)合深圳地王大廈主樓超高層鋼結(jié)構(gòu)的施工情況就這些問題同各位老師和同仁交流一下超高層鋼結(jié)構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。

　　1、構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)、驗(yàn)收與堆放

　　場(chǎng)地狹小、施工條件差是當(dāng)前施工工程普遍存在的困難，對(duì)越高層鋼結(jié)構(gòu)工程而言，相對(duì)緊張的工期內(nèi)構(gòu)件堆場(chǎng)要求更高更嚴(yán)，這個(gè)問題不處理好必將對(duì)吊裝及整個(gè)工程施工造成嚴(yán)重影響。地王大廈施工初期，由于構(gòu)件堆場(chǎng)較多，鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)場(chǎng)量大，需堆疊2-3層，如沒有周密的進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃，勢(shì)必造成現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)順序的混亂，其結(jié)果是：需要的構(gòu)件壓在下面，不用的構(gòu)件放在上面，不僅驗(yàn)收工作無法進(jìn)行，而且存在著大量的翻料、找料等重復(fù)工作。后來在強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)管理及構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃的基礎(chǔ)上，著重抓了堆場(chǎng)布置、構(gòu)件的堆放順序等工作，除根據(jù)吊裝需要周密的進(jìn)場(chǎng)構(gòu)件外，還根據(jù)吊裝順序和堆場(chǎng)規(guī)劃特點(diǎn)將進(jìn)場(chǎng)構(gòu)件進(jìn)行有序排列，既保證了驗(yàn)收工作的正常進(jìn)行，也為吊裝創(chuàng)造了良好的外部條件。

　　把好構(gòu)件的驗(yàn)收關(guān)是我們?cè)谝酝┕さ某邔愉摻Y(jié)構(gòu)工程中的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)。深圳地王大廈主樓共有鋼構(gòu)件14860件，制造及運(yùn)輸過程中難免會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的問題，這些問題如不在地面加以消除，吊裝到上面勢(shì)必增加安裝的進(jìn)度，對(duì)整個(gè)工種質(zhì)量控制也將產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

　　2、塔吊的選擇、布置與裝拆

　　塔吊是超高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工的核心設(shè)備，其選擇與布置要根據(jù)建筑物的布置、現(xiàn)場(chǎng)條件及鋼結(jié)構(gòu)的重量等因素綜合考慮，并保證裝拆的安全、方便、可靠。

　　我們根據(jù)地王大廈的地理位置、結(jié)構(gòu)形狀及大量的特殊構(gòu)件(如重47.5t的大型“A”字斜柱和37t/節(jié)的箱形柱等)選擇二臺(tái)澳大利亞產(chǎn) M440D大型內(nèi)爬式塔吊并將其布置在核心墻#1和#5井道內(nèi)，不僅滿足了所有構(gòu)件的垂直運(yùn)輸，而且為大量超重、超高及偏心構(gòu)件的雙機(jī)抬吊創(chuàng)造了條件。

　　M440型內(nèi)爬式塔吊在國(guó)內(nèi)尚屬首次使用，成熟可借鑒的經(jīng)驗(yàn)不多。施工中我們一改傳統(tǒng)的塔吊互吊的爬升方案，采用了一套“卷揚(yáng)機(jī)+扁擔(dān)”輔助系統(tǒng)較好地解決了二部塔吊的爬升難題，大大提高了塔吊的使用效率，加快了提升速度，為工期提前起了決定性作用;而大型內(nèi)爬塔吊的拆除是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜、施工難度大的工作，我們采用了“以大化小、化整為零”的方法，較好地解決了在國(guó)內(nèi)視為難題的大型內(nèi)爬塔吊的拆除難題，為國(guó)內(nèi)同類工程運(yùn)用內(nèi)爬式塔吊提供了范例。

　　3、吊裝

　　吊裝是鋼結(jié)構(gòu)施工的龍頭工序，吊裝的速度與質(zhì)量對(duì)整個(gè)工程起舉足輕重的作用。在深圳的地王大廈主體超高層鋼結(jié)構(gòu)施工中，通過采取“區(qū)域吊裝”及“一機(jī)多吊”技術(shù)解決了工期緊與工程量大的矛盾。

　　通過采用“雙機(jī)抬吊”及門型架不僅解決了高53.79m、長(zhǎng)63.20m跨度為32.1m、重達(dá)232t的大型“A”斜吊的吊裝難題，而同解決了主樓兩根長(zhǎng)85.61m、重85.51t并處于超重、偏心、超高狀態(tài)下大型桅桿的吊裝難題。

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