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概括：
超高层建筑项目的设计和施工过程比普通建筑更为复杂，施工过程中需要承担更大的风险。 因此，对安装施工技术和材料提出了更高的要求。 钢结构具有强度高、重量轻、施工效率高、可回收利用等诸多优点。 随着超高层建筑技术的不断发展，钢结构的应用越来越广泛。 钢结构不仅能够满足超高层建筑结构的力学性能要求，而且其可回收性也非常符合绿色建筑可持续发展的理念。 因此，研究超高层建筑钢结构的安装技术具有重要的现实意义。 本文主要以某超高层国际广场项目为例进行分析研究。
关键词：
超高层建筑； 钢材结构; 安装
前言
01
随着我国社会主义市场经济的不断发展，广大人民群众的生活水平有了很大提高，对衣食住行有了更高层次的要求，特别是在生活所需的环境方面生产和生活。 特别明显。 有关数据也表明，良好的生产生活环境可以帮助人们获得心理满足，从而更好地从事生产生活。 超高层建筑一方面可以满足人们日益增长的生产生活需求，另一方面也可以有效解决当前土地资源紧张的局面。 因此，可以说它们对社会经济的发展和人民生活水平的提高有着非常重大的影响。 的促进作用。 在超高层建筑的建设过程中，钢结构的加工和安装绝对是一个非常重要的环节。 做好钢结构施工相关工作，不仅可以提高超高层建筑的工程质量，而且可以更好地保护人民群众生命财产安全，充分发挥主观能动性，用创造性思维促进我国社会主义建设。
项目概况
02
项目总建筑面积224830平方米，其中地上178030平方米，地下46800平方米。 地下3层，地面由超高层塔楼及周边裙房组成。 T1塔为超高层办公楼，地上51层，结构高度233.1m； T2塔为超高层商业建筑，地上37层，结构高度140.1m； 商业裙房及剧场地上3～4层，最大结构高度23m。 本工程地下室连成一体，地面沿塔楼周边设置抗震缝。 地上部分分为1#塔楼、2#塔楼、商业裙房、剧院四个独立的结构单元。 其结构图如下：
图1 结构图
2.1
地面各单元基本技术指标如下：
图2 基本技术指标
2.2
项目功能及目的
本项目主要建筑功能为办公、剧院、配套商业及地下停车场。
结构特点
03
本工程钢结构体量较大，主要分布在地下室、1#塔楼、2#塔楼及剧场屋顶。 地下室采用混凝土框架剪力墙结构体系，地下3层； 1#塔采用钢管混凝土框架柱。 —核心筒结构体系，地上51层，结构高度233.1m，钢结构贯穿顶部，核心筒为H型钢柱，外框架为圆管钢柱，第32至33层楼板为钢筋桁架； 2#塔采用框架-剪力墙结构体系，地上37层，结构高度140.1m。 核心H型钢柱分布在3层以下高层与复杂钢结构检测，外框架H型钢柱和交叉钢柱分布在7层以下。 剧院采用框架剪力墙结构体系，地上3～4层，结构高度23.0m，大跨度钢桁架屋盖。 钢结构材料主要为Q355B、Q355C、Q420GJC等，钢材总消耗量约为14637t，其分布情况如下：
图3 某超高层国际广场钢结构分布图
安装施工关键技术
04
超高层建筑钢结构的安装施工相对方便。 钢构件在工厂加工并运输到施工现场。 安装施工时，根据施工图纸，使用起重机械将不同构件吊装就位。 根据超高层钢结构安装的实践经验分析可以看出，由于工程体量大、高度高，安装作业时必须制定专门的施工方案，作业必须精心组织，确保安装精度达到标准，连接牢固。 本工程钢结构安装施工主要包括塔楼、裙房、地下室三部分组成。 主要安装构件为钢柱、钢梁、桁架。 具体安装施工关键技术如下：
4.1
工程机械的选型
在超高层钢结构安装施工时，施工机械的选择非常关键。 钢结构的卸载、堆放、运输、安装必须通过起重机械设备完成。 对此，超高层钢结构安装施工前，需要进行现场检查，综合分析工程情况、场地尺寸、最大构件尺寸、重量等因素，合理进行吊装设备选择。
根据本工程T1塔地上吊装情况分析：
T1塔地上钢柱分段后最大重量为8.37t。 起吊采用1#ZSL380（50m臂）、2#M400D（52.5m臂）塔式起重机两台。
工况分析：2#塔M440D（52.5m臂）动臂塔进行吊装作业。 构件安装时最大工作半径为42m，构件堆场在47.5m范围内。 该工况下塔机起重性能为9.3t>8.37t，满足起重要求。
1#塔ZSL380（50m臂）臂架塔用于吊装作业。 组件安装时最大作业半径为29m，组件堆场范围为30m。 在此工况下，塔机起重性能为10.3t>8.37t，满足吊装要求。
图4 ZSL380（R=50m臂架）、M440D（R=52.5m臂架）塔机布置图
图5 塔式起重机M440D（R=52.5m臂架）性能参数表
图6 塔机ZSL380性能参数图（R=50m臂架）
T1塔钢梁最大重量7.62t，分布在F2层，采用2#M400D（52.5m臂）塔吊吊装。 塔机作业半径50m时起重能力为8.5t。 钢梁安装位置和堆放位置均在50m范围内，满足吊装要求。
(1)钢结构吊装施工法。 超高层钢结构的安装施工方法有多种。 不同的施工方法各有优缺点，可适用于不同规格、不同位置的钢构件安装。 ①高空散装方式：小型组装单元及零部件在设计地点进行组装。 整个工艺流程比较复杂，一般不需要使用大型起重设备。 ②条（块）安装方式：在地面组装后，吊装至高空，将各单元的上下弦杆、腹杆等连接起来。 高空作业量小。 ③高空滑行方式：通过滑轨拼接条带单元。 ④整体吊装方式：地面拼装完毕后，吊装就位。 装配质量高，施工速度快。 ⑤整体吊装方式：整体地面组装完毕后，利用吊装设备吊装至设计位置，效率高，工期短。
上述吊装施工方法有不同的适用范围，具体总结如图7所示。钢结构安装时，需要根据工程情况综合考虑进度、质量、安全等因素，合理选择提升方法。 同时要注意吊装点的设计和验证，确保整个施工过程的安全可靠。
图7 不同吊装方式的适用范围
4.2
钢构件安装施工技术
超高层建筑钢结构的安装过程必须考虑多种因素。 应结合现场实际情况，对建设项目的结构特点进行详细分析和研究，并考虑技术原因、工程造价限制、周围环境影响等各种不利因素，等等，都是施工过程中需要考虑的问题。 具体来说，有以下几个方面。
一是预埋件的安装。 在超高层建筑钢结构预埋件安装过程中，需要做好以下几方面的工作。 首先，预埋地脚螺栓的轴线必须处理好。 在钢结构施工过程中，预埋精度对工程后期的施工以及整个工程的质量有着非常重要的影响。 因此，在进行钢柱吊装工作之前，必须做好相关的检测工作，确保正常运行后才能进行后续施工。 二是开展安全检查。 预埋件安装过程中，一旦地脚螺栓失效，必须进行纠正或更换，防止对后期施工造成影响。 同时，螺纹也需要进行检查。 对于损坏的地脚螺栓，还必须按照技术规范加工螺纹，以妥善保护地脚螺栓。 第三，正确放置抬高垫。 在浇筑混凝土之前，需要焊接固定标高垫板，以保证后期施工的顺利进行。 第四，调整标高。 施工人员需要正确应用垫板，并通过多次操作才能有效调整标高。 将四组垫块均匀地放置在钢柱底部，从而实现最基本的调整标高的动作； 钢柱放置在规定的施工区域后，可以进行后续的进一步调整，直至符合施工要求的位置后，才能进行其他垫块的布置。 五是做好分析工作。 预埋件安装过程中，如果没有按照施工要求进行混凝土材料的浇筑和减振措施，会导致地脚螺栓位置出现一定的偏差。 施工人员必须进行适当的分析，以确保减少混凝土浇筑过程中的流动现象，避免造成地脚螺栓移位。 振动混凝土时，还需保证钢筋不与振动器直接接触，以防止地脚螺栓移动。
二是钢柱安装。
钢柱吊装主要有四个步骤。 首先是审核钢柱轴线间距、基础标高、地脚螺栓位置等信息，调整锚杆下螺母位置，准备铁垫； 二是钢柱吊装。 首先，在钢柱上安装爬梯并固定，然后将钢柱缓慢提升，直至钢柱处于垂直状态后缓慢下降，将锚孔与锚杆对齐，并确保钢柱轴线与钢柱垂直。钢柱与十字线对齐。 然后继续下降至设计标高位置； 第三，通过风绳上的倒链调整钢柱的垂直度。 钢柱校正后，拧紧地脚螺栓，拉紧风绳； 第四步，将铁块放在柱脚上。 与柱底板点焊固定，然后交给下一道工序施工。
图8 高程校正和垂直度校正
主楼钢结构的安装遵循从中间向两侧安装的原则。 安装外框架钢柱前，核心管必须比外框架高出三层以上。 核心筒混凝土必须达到设计强度的75%以上，塔机才能爬升。
图9 钢柱吊装示意图
钢柱安装注意事项：
(1)钢柱吊装应按照隔断安装顺序进行，及时形成稳定的框架体系。
(2)钢柱安装前应焊接安全环并绑好梯子，并清理柱上污垢。
(3)可利用钢柱临时连接耳板设置吊点。 吊装点应对称，以保证吊装时钢柱保持垂直。
(4)立柱的定位轴线应直接从地面控制线基准线引出，不应从下立柱轴线引出。
(5)可利用相对标高来控制结构的楼层标高。 钢柱吊装前，从参考点绘制控制标高，并标注在混凝土基础或钢柱上。 今后将使用该标高来确保结构标高满足设计和规范要求。
(6)安装完毕的钢柱必须及时进行初步校正，以利于后续钢柱的安装和校正。
(7)校正时应综合考虑垂直度、轴线、标高、焊缝间隙等因素。 各分项偏差值必须同时满足设计和规范要求。
（8）上下钢柱之间的连接板校正焊接完毕后，及时将连接板切除，将表面打磨光滑，并涂防锈漆。 切割时注意不要损坏基材。
（9）本层钢柱、框架主梁吊装并用高强螺栓连接时，应及时督促土建单位浇筑钢管柱内混凝土。
三是钢梁安装。
钢梁吊装主要有四个步骤。 首先是吊装前的检查。 全面审查钢梁的定位轴线、标高、长度、截面尺寸、螺栓孔数量及尺寸等后，方可开始吊装； 第二个是钢梁到达安装位置时。 此时，用钢梁两端的滑绳将其慢慢与钢柱牛腿腹板对齐，插入冲钉和安装螺栓进行临时固定，同时将两端拉紧并校正。梁上要保证每个节点安装的螺栓不少于安装孔总数的1/3； 三是调整梁两端焊接坡口间隙。 达到设计和规范要求后高层与复杂钢结构检测，拧紧安装螺栓，并将安全绳连接到两侧钢柱上； 第四是钢梁安装并与钢柱形成稳定的空间单元后，同时审查钢柱和钢梁的安装精度。 审核通过后，各节点的安装螺栓最终拧紧。
图10 钢梁安装示意图
钢梁的安装顺序为：
(1)同一平面上钢构件吊装顺序为由内向外、对称吊装。
(2)立面上钢构件吊装顺序为自下而上。
(3)构件吊装按施工方案进行，吊装顺序为柱、主梁、次梁。
本工程根据塔架地上钢结构的施工进度、结构特点、受力形式、安全施工等因素，采用合理的安装顺序。 钢梁自上而下依次安装。 具体流程如下：
(1)先安装核心管内钢柱。 核心筒的施工比外框架钢结构提前了六层。 先安装外框角钢柱；
(2)安装角钢梁，形成稳定的结构；
(3)从角向中间安装外框架钢柱；
(4)在中间钢柱与核心管之间安装钢梁；
(5)安装外框框架梁；
(6)在芯管与外框架之间安装钢梁；
(7)安装外框悬挑钢梁；
(8)安装外框次梁；
(9)标准层安装完成。
第四是桁架层安装。 钢结构的桁架一般分布在核心管周围，由上弦杆、下弦杆、腹杆连接。 本工程加固楼板桁架由16个环桁架和8个耗能臂桁架组成。
本环桁架安装采用高空分散拼装。 环桁架按下弦、上弦、竖腹板、斜腹板的顺序安装。
图11 加强层环桁架整体效果图
图12 环桁架分段形式
环桁架安装流程如下：
(1)在环桁架层面安装相邻钢柱；
(2)在环桁架层下安装钢框架梁；
(3)在环桁架层上安装钢框架梁；
(4)安装环桁架层下弦；
(5)安装环桁架层上弦；
(6)安装环桁架层腹杆；
(7) 在环桁架水平处安装下一根梁；
(8)安装环桁架层上梁；
(9)安装外环下梁；
(10)安装外圈上梁；
(11)完成单个环桁架的安装，其他环桁架的安装过程相同。
耗能支腿连接
(1)耗能支腿技术应用
在水平荷载起控制作用的超高层建筑中，设置耗能支腿可以提高结构的整体性能，从而增加结构的侧向刚度，控制结构的顶部位移，减少倾覆。力矩由芯管承受。 但耗能悬臂施工阶段，由于内外筒施工不同步，结构布置不等，施工过程中内外筒变形会存在一定差异。
施工阶段，如果将协调内外筒变形的耗能支腿预先固定好，则耗能支腿上层的大部分竖向荷载将由支腿承担，而不会影响耗能支腿的结构。能够向下穿过外框柱。 传动，造成原本主要承受竖向荷载的外框架柱的严重浪费。 相反，通常作为备用、在强风、地震等特殊情况下抵抗侧向力起主要作用的耗能支腿则提前投入使用。 过早“服役”的直接影响是耗能支腿部件内部产生不必要的“施工阶段残余应力”。 耗能支腿节点处的焊缝可能会因拉力而撕裂或变形； 间接影响是，当结构最终完成时，可能在达到极限荷载状态之前就失效。 基于此条件，本方案采用耗能支腿延时连接来弥补这一缺点。
（2）耗能支腿“延时连接”节点设计
耗能支腿与外框立柱连接处设计了开放式连接“铰链+阻尼连接”。 该节点由放大装置和粘性阻尼器组成。 放大装置的上下两侧通过粘性阻尼器与耗能支腿的上下弦杆连接。 放大装置左右两侧分别通过铰链与耗能支腿和环形桁架连接。
图13 延迟连接节点大样图
(3)耗能支腿连接施工流程
耗能悬臂施工过程中，首先对核心管一侧的节点进行焊接。 耗能臂铰座耳板暂时没有焊接。 整个建筑封顶后，焊接前调整耳板位置，连接粘性阻尼器。 。 随着工程的进展，对节点两侧内外筒的变形进行监测，并根据监测到的内外筒变形差异，调整铰座耳板的位置，使内筒与耗能支腿连接的外筒可在施工阶段连接。 垂直方向可以相对自由地变形，从而释放支腿桁架的内力。 待结构封顶、内外筒变形差稳定后，即可对外框一侧支腿桁架“延时连接”节点进行焊接固定。
(4)现场变形监测
在耗能支腿铰座耳板和环桁架竖腹杆铰座耳板位置设置监测点。 在监测点位置做永久标记并记录初始高程。 采用全站仪监测耗能支腿节点两侧内外筒的竖向变形，根据监测到的变形差值调整竖腹杆上铰座耳板的位置标高在内筒和外筒之间。
延迟连接节点监控点如下图所示：
图14 延迟连接节点监控点
支腿桁架的安装分为两部分：核心管内部支腿桁架组件的安装和核心管外部支腿桁架组件的安装。 由于芯管先于外框架施工，所以先安装芯管的内支腿桁架组件。 当外框架建造到支腿桁架水平时，安装外框架支腿桁架组件。
图15 加强层耗能支腿桁架整体效果图
耗能臂最大跨度9383mm。 其分段形式如下图所示：
图16 支腿桁架分段形式
根据主塔地上钢结构施工进度、结构特点、受力形式、安全施工等因素，采取合理的安装顺序。 具体流程如下：
a 重新测试已安装钢柱的定位；
b 安装耗能支腿；
c 将耗能支腿安装在环桁架层附近；
综上所述
05
本文以超高层国际广场项目为例。 通过对其项目概况、结构特点、安装技术等进行研究分析，得出以下结论：
(1)通过清点工程钢构件的种类、规格，计算各构件的重量和尺寸，选择合适的起重机械，确定构件卸货、堆放的位置，划分吊装区域；
（2）通过采用耗能支腿，提高结构的侧向刚度，控制结构的顶部位移，减少核心管承受的倾覆力矩；
(3)在耗能支腿与外框立柱连接处设计开放式连接“铰链+阻尼连接”。 这种连接可以弥补节点焊缝处撕裂、变形等缺陷； 采用全站仪对耗能支腿节点两侧内外筒的竖向变形进行监测，并根据监测到的情况调整竖腹杆上铰座耳板的位置标高内、外筒变形差异。
（4）超高层钢结构现场安装，大型节点结构复杂，安装场地狭小，高危空间有限，单个斜杆超长超重不能用电缆风绳等对准固定，导致部件的安装连接被固定。 困难。 要求零部件制造单位在制造工厂对零部件进行预组装，在零部件上做出定位标记并焊接定位耳，并标注相关零部件参数。 现场安装时，定位耳可快速定位并定向安装，无需进行电缆缠绕对准。 ，快速解耦，大大提高安装精度和速度。
综上所述，在超高层建筑的安装施工中，越来越多地采用钢结构。 钢材具有良好的弹塑性，抗震性能具有显着优势。 同时，由于加工厂集中生产模式，现场施工主要以吊装、焊接为主。 施工速度快、无污染，具有较大的推广应用价值。 超高层建筑施工过程中，施工单位必须注重对工程进行详细分析，根据实际情况选择合适的施工方法，规范实施各工序，确保工程施工质量可靠、安全良好，真正打造精品工程。
参考
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[2] Zhao Lili。 超高层建筑的钢结构建设的关键技术和措施[J]。 工程建设与设计，2019（12）：221-222。
[3] Xiang Yaoxian，Chen Sibang。 超级高层钢结构建筑物的关键施工技术控制[J]。 Urban Housing，2020，27（4）：197-198。
[4] MA Qiang的Kong Yanke。 超高层建筑的钢结构建设的关键技术和措施[J]。 住房和房地产，2019年（33）：179。
[5]张文凯。 超高层建筑的钢结构建设的关键技术和措施[J]。 中国住宅设施，2019年（8）：111-112+9。
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