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摘要：目前我国在开展超高层建筑工程建设时，多采用核心筒联合外框架结构形式。为了确保结构的抗侧高度，减少底部墙体拉力，在工程设计阶段应当分析伸臂桁架设置问题。本文主要是分析超高层建筑伸臂桁架焊接施工技术，全面提升工程建设质量。
关键词：超高层建筑;伸臂桁架;焊接施工
在建筑業快速发展过程中，超高层建筑数量也日益增加。超高层建筑功能形式多样化，且结构体系发展速度快，因此对于建筑结构的要求也持续提升。超高层建筑总体高度超过100m，且大部分为钢筋混凝土结构，该结构不仅具备钢结构技术优势，又能够实现混凝土造价低廉优势。在不断增加建筑高度后，会相应加大核心筒内力，还会使侧向高度不足。所以在工程设计阶段需要设置抗且刚度大的外伸桁架，这样可以提升结构的抗倾覆能力。在具体施工过程中。设置伸臂桁架会加大施工附加度，相应延长施工周期。此次研究联合实际工程案例分析伸臂桁架焊接节点，优化施工过程，提出工程质量保证措施。
1、工程案例
1.1工程概况
南宁市龙光世纪项目位于南宁市东盟商务区，本项目由两栋超高层塔楼、多层裙房、地下商场、地下停车库及设备用房组成，总建筑面积约39.6万m2。其中，1#塔楼部分地下5层与地上81层，建筑高度为381.25米。1#塔楼为典型的“钢框架、混凝土核心筒” 组合式结构，整体施工实行核心筒先行、外框结构跟进的 “不等高，同步攀升” 施工流水组织形式，首先，核心筒结构施工采用顶模系统进行施工，外框钢结构、组合楼板、机电、幕墙等专业滞后跟进，外框钢结构滞后于核心筒6～8层，组合楼板滞后于钢结构1～3层，砼楼板滞后于组合楼板1～3层。
1.2伸臂桁架设置
该建筑在不同高度层设置避难层，将避难层作为整体结构的加强层，高度控制在4.8m。沿着双方向轴线在加强层上设置钢结构核心桶和外框架柱，以此加强结构侧向刚度。由于外框架和核心筒会出现变形问题，因此需要采用滞后连接法进行连接。
2、伸臂桁架现场施工与焊接技术分析
2.1现场安装施工流程
在现场安装过程中，安装标志为钢结构吊装。完成焊接作业后，必须对焊缝质量进行检查评估。
2.2前期准备
（1）注意施工教育，加大岗前培训力度。针对从事特种作业的人员，必须持有相关证件。只有确保施工建设人员的技术能力，才可以确保整个施工项目的安全质量。
（2）施工前做好技术交底，根据施工要求，严格控制钢构件的预制精度，注重进场验收。
（3）钢结构深化图应当获得设计单位的签字确认，符合施工要求。在开展高空作业和焊接施工时，整个流程与操作步骤都应当符合施工标准要求
2.3焊接施工控制要点
在焊接作业中，必须应用组对工艺进行控制，同时应用厚板焊接工艺措施。严格控制焊接变形问题，焊接后开展无损检测。
2.4焊接控制要点的处理方案
伸臂桁架结构主要包括十字，钢梁，两端钢柱和上下横梁。在预制钢梁时，实现进行十字钢梁散拼。尽管散拼会增加工作量，但是却能够简化安装繁琐性，便于控制焊缝质量。现场施工应用二氧化碳气体保护焊，再加上焊接区域内没有遮挡物，极易导致结构内出现过堂风。在焊接期间，若没有做好防风处理，将会对焊接质量造成极大影响。伸臂桁架板厚大，会增加热处理量。为了避免焊缝产生裂纹，焊接施工之后，不能将其暴露于外部环境中，必须进行缓冷处理，相应加大施工难度。关于伸臂桁架焊接要点的处理方案，具体如下：
第一，钢梁与牛腿连接节点优化。施工人员应当按照图纸要求，明确钢梁与牛腿连接节点的性质，采用半刚性连接方式。采用对接焊缝方式处理钢梁翼缘，腹板采用螺栓连接。在施工过程中存在大量影响因素，相应增加施工误差。在控制连接节点时，钢结构专业分包人员应注重改造钢梁和牛腿连接节点，同时将其更改为刚性连接方式。按照设计要求焊接翼缘部位，腹板不采用螺栓节点连接，均采用焊接连接法。节点改造的目的在于简化整个施工安装流程，以此减少安装误差。施工焊缝为带垫板焊接方法，若组对存在较大间隙，则需要通过垫板宽度，消化间隙尺寸，保证整个焊接的顺利性。如果组对间隙小，在具体操作时间，可以采用火焰切割法修改构件尺寸。
第二，焊接变形控制。在施工过程中，应当按照设计方案控制变形。由于牛腿与钢梁均为钢材质。焊接钢横截面尺寸为（550×440×30×50）mm和（550×400×30×40）mm。所以在现场施工时需要应用气体保护焊方式，焊接材料采用药芯焊丝（直径1.2mm）。整个焊接的任务量比较大，并且大部分为厚板焊接方法。1榀桁架焊接节点共为20个，焊缝总体长度为27m，焊接工作量大，多为厚板焊接方式。施工现场采用8榀伸臂桁架。由于施工焊接量比较大，必须对焊接变形进行严格控制，以此发挥出结构功能作用。
在结构上，应当将8榀钢梁划分为2个一组，并分布在核心筒的四个角上。不同方向的横架由于核心筒混凝土施工提早结束，不存在焊接传力。在具体施工过程中，应当严格按照对称焊接原则，同时焊接单根钢梁两端，确保焊接速度与相关参数一致，如果钢梁两端组对间隙大。则首先进行收缩量大的一端焊接。在焊接作业中，严格控制电流，提升焊接速度，以此减小焊接摆动。针对焊接背缝，需要采用变形加劲板，防止单面焊接输入量大所致变形。在焊接施工过程中，如果气温比较低，则应当提前进行预热和缓冷处理。
第三，在焊接之后必须满足无损检测要求：所有焊缝为一级焊缝，通过目视法、超声波开展无损检测，确保检测比为100%。完成焊接施工后，开展无损检测之前，应当将引弧板与熄弧板切除，打磨焊缝、咬边、凹坑和焊瘤等缺陷，确保焊缝两侧锈迹与油漆清理干净，不会影响超声波探伤检测结果。
第四，伸臂桁架现场吊装与焊接：1）单件吊装：在吊装伸臂桁架时，采用单件吊装法，现场塔吊的质量与性能，应当符合吊装要求。避免在地面长时间拼装，将腹杆杆件吊至安装部位，之后应用塔吊进行安装，以免塔吊使用时间过长，有效提升安装效率。2）定位板安装与焊接。完成剪力墙施工后，需要通过爬模架桁架，对定位板进行焊接，标注控制线，确保桁架后期安装的准确定位。3）焊接沉降板。为了避免安装桁架梁安装时，出现明显的下饶曲现象，上下弦梁安装之前，需要将沉降板焊接在钢梁、牛腿的节点翼缘上，确保横桁架梁安装水平，防止腹杆安装存在偏差。4）完工验收。在完成伸臂桁架吊装焊接支护，必须及时组织技术人员检验伸臂桁架的安装质量和焊接质量，确保其满足设计标准规范，以此维护建筑工程的施工质量。
3、结束语
综上所述，通过分析超高层建筑伸臂桁架安装焊接施工，有助于了解超高层建筑伸臂桁架安装施工的技术工艺要点，积累施工经验。针对后续同类工程施工，能够制定优质的技术方案，以此简化施工难度和复杂性，预防和监控施工重点问题，确保工程建设质量。
参考文献
[1]中建八局第二建设有限公司.超高层建筑加强层钢结构伸臂桁架施工方法：CN201611207361.9[P].2017-05-10.
[2]孙朋，陈振明，戎泽振， 等.复杂超高层建筑钢结构建造关键技术创新与应用？[J].施工技术，2019，（20）：30-34.
[3]中铁城建集团北京工程有限公司.用于超高层建筑伸臂桁架层施工的异型钢构件及施工方法：CN201910612605.9[P].2019-11-08.
[4]中冶建工集团有限公司.一种超高层建筑加强层伸臂桁架与外环桁架的连接方法：CN201810846677.5[P].2018-12-14.
[5]刘晓斌.超高层建筑钢结构施工焊接关键技术[J].金属加工（热加工），2014，（18）：20-23.
关键词：超高层建筑;伸臂桁架;焊接施工
在建筑業快速发展过程中，超高层建筑数量也日益增加。超高层建筑功能形式多样化，且结构体系发展速度快，因此对于建筑结构的要求也持续提升。超高层建筑总体高度超过100m，且大部分为钢筋混凝土结构，该结构不仅具备钢结构技术优势，又能够实现混凝土造价低廉优势。在不断增加建筑高度后，会相应加大核心筒内力，还会使侧向高度不足。所以在工程设计阶段需要设置抗且刚度大的外伸桁架，这样可以提升结构的抗倾覆能力。在具体施工过程中。设置伸臂桁架会加大施工附加度，相应延长施工周期。此次研究联合实际工程案例分析伸臂桁架焊接节点，优化施工过程，提出工程质量保证措施。
1、工程案例
1.1工程概况
南宁市龙光世纪项目位于南宁市东盟商务区，本项目由两栋超高层塔楼、多层裙房、地下商场、地下停车库及设备用房组成，总建筑面积约39.6万m2。其中，1#塔楼部分地下5层与地上81层，建筑高度为381.25米。1#塔楼为典型的“钢框架、混凝土核心筒” 组合式结构，整体施工实行核心筒先行、外框结构跟进的 “不等高，同步攀升” 施工流水组织形式，首先，核心筒结构施工采用顶模系统进行施工，外框钢结构、组合楼板、机电、幕墙等专业滞后跟进，外框钢结构滞后于核心筒6～8层，组合楼板滞后于钢结构1～3层，砼楼板滞后于组合楼板1～3层。
1.2伸臂桁架设置
该建筑在不同高度层设置避难层，将避难层作为整体结构的加强层，高度控制在4.8m。沿着双方向轴线在加强层上设置钢结构核心桶和外框架柱，以此加强结构侧向刚度。由于外框架和核心筒会出现变形问题，因此需要采用滞后连接法进行连接。
2、伸臂桁架现场施工与焊接技术分析
2.1现场安装施工流程
在现场安装过程中，安装标志为钢结构吊装。完成焊接作业后，必须对焊缝质量进行检查评估。
2.2前期准备
（1）注意施工教育，加大岗前培训力度。针对从事特种作业的人员，必须持有相关证件。只有确保施工建设人员的技术能力，才可以确保整个施工项目的安全质量。
（2）施工前做好技术交底，根据施工要求，严格控制钢构件的预制精度，注重进场验收。
（3）钢结构深化图应当获得设计单位的签字确认，符合施工要求。在开展高空作业和焊接施工时，整个流程与操作步骤都应当符合施工标准要求
2.3焊接施工控制要点
在焊接作业中，必须应用组对工艺进行控制，同时应用厚板焊接工艺措施。严格控制焊接变形问题，焊接后开展无损检测。
2.4焊接控制要点的处理方案
伸臂桁架结构主要包括十字，钢梁，两端钢柱和上下横梁。在预制钢梁时，实现进行十字钢梁散拼。尽管散拼会增加工作量，但是却能够简化安装繁琐性，便于控制焊缝质量。现场施工应用二氧化碳气体保护焊，再加上焊接区域内没有遮挡物，极易导致结构内出现过堂风。在焊接期间，若没有做好防风处理，将会对焊接质量造成极大影响。伸臂桁架板厚大，会增加热处理量。为了避免焊缝产生裂纹，焊接施工之后，不能将其暴露于外部环境中，必须进行缓冷处理，相应加大施工难度。关于伸臂桁架焊接要点的处理方案，具体如下：
第一，钢梁与牛腿连接节点优化。施工人员应当按照图纸要求，明确钢梁与牛腿连接节点的性质，采用半刚性连接方式。采用对接焊缝方式处理钢梁翼缘，腹板采用螺栓连接。在施工过程中存在大量影响因素，相应增加施工误差。在控制连接节点时，钢结构专业分包人员应注重改造钢梁和牛腿连接节点，同时将其更改为刚性连接方式。按照设计要求焊接翼缘部位，腹板不采用螺栓节点连接，均采用焊接连接法。节点改造的目的在于简化整个施工安装流程，以此减少安装误差。施工焊缝为带垫板焊接方法，若组对存在较大间隙，则需要通过垫板宽度，消化间隙尺寸，保证整个焊接的顺利性。如果组对间隙小，在具体操作时间，可以采用火焰切割法修改构件尺寸。
第二，焊接变形控制。在施工过程中，应当按照设计方案控制变形。由于牛腿与钢梁均为钢材质。焊接钢横截面尺寸为（550×440×30×50）mm和（550×400×30×40）mm。所以在现场施工时需要应用气体保护焊方式，焊接材料采用药芯焊丝（直径1.2mm）。整个焊接的任务量比较大，并且大部分为厚板焊接方法。1榀桁架焊接节点共为20个，焊缝总体长度为27m，焊接工作量大，多为厚板焊接方式。施工现场采用8榀伸臂桁架。由于施工焊接量比较大，必须对焊接变形进行严格控制，以此发挥出结构功能作用。
在结构上，应当将8榀钢梁划分为2个一组，并分布在核心筒的四个角上。不同方向的横架由于核心筒混凝土施工提早结束，不存在焊接传力。在具体施工过程中，应当严格按照对称焊接原则，同时焊接单根钢梁两端，确保焊接速度与相关参数一致，如果钢梁两端组对间隙大。则首先进行收缩量大的一端焊接。在焊接作业中，严格控制电流，提升焊接速度，以此减小焊接摆动。针对焊接背缝，需要采用变形加劲板，防止单面焊接输入量大所致变形。在焊接施工过程中，如果气温比较低，则应当提前进行预热和缓冷处理。
第三，在焊接之后必须满足无损检测要求：所有焊缝为一级焊缝，通过目视法、超声波开展无损检测，确保检测比为100%。完成焊接施工后，开展无损检测之前，应当将引弧板与熄弧板切除，打磨焊缝、咬边、凹坑和焊瘤等缺陷，确保焊缝两侧锈迹与油漆清理干净，不会影响超声波探伤检测结果。
第四，伸臂桁架现场吊装与焊接：1）单件吊装：在吊装伸臂桁架时，采用单件吊装法，现场塔吊的质量与性能，应当符合吊装要求。避免在地面长时间拼装，将腹杆杆件吊至安装部位，之后应用塔吊进行安装，以免塔吊使用时间过长，有效提升安装效率。2）定位板安装与焊接。完成剪力墙施工后，需要通过爬模架桁架，对定位板进行焊接，标注控制线，确保桁架后期安装的准确定位。3）焊接沉降板。为了避免安装桁架梁安装时，出现明显的下饶曲现象，上下弦梁安装之前，需要将沉降板焊接在钢梁、牛腿的节点翼缘上，确保横桁架梁安装水平，防止腹杆安装存在偏差。4）完工验收。在完成伸臂桁架吊装焊接支护，必须及时组织技术人员检验伸臂桁架的安装质量和焊接质量，确保其满足设计标准规范，以此维护建筑工程的施工质量。
3、结束语
综上所述，通过分析超高层建筑伸臂桁架安装焊接施工，有助于了解超高层建筑伸臂桁架安装施工的技术工艺要点，积累施工经验。针对后续同类工程施工，能够制定优质的技术方案，以此简化施工难度和复杂性，预防和监控施工重点问题，确保工程建设质量。
参考文献
[1]中建八局第二建设有限公司.超高层建筑加强层钢结构伸臂桁架施工方法：CN201611207361.9[P].2017-05-10.
[2]孙朋，陈振明，戎泽振， 等.复杂超高层建筑钢结构建造关键技术创新与应用？[J].施工技术，2019，（20）：30-34.
[3]中铁城建集团北京工程有限公司.用于超高层建筑伸臂桁架层施工的异型钢构件及施工方法：CN201910612605.9[P].2019-11-08.
[4]中冶建工集团有限公司.一种超高层建筑加强层伸臂桁架与外环桁架的连接方法：CN201810846677.5[P].2018-12-14.
[5]刘晓斌.超高层建筑钢结构施工焊接关键技术[J].金属加工（热加工），2014，（18）：20-23.