上海建工四建集團(tuán)有限公司 上海 201103

1 工程概述

上海外灘中信城項(xiàng)目位于上海市虹口區(qū)104號(hào)B1地塊（四川北路以西、塘沽路以北、江西路以東、海寧路以南），建成后為虹口區(qū)地標(biāo)性建筑（圖1）。整個(gè)工程由1 幢主樓及9 幢裙房組成。外灘中信城主樓47 層，高242.7 m，混凝土結(jié)構(gòu)高度201.6 m，裙房5 層，高18.1 m。

主樓為框架－剪力墻結(jié)構(gòu)體系，5 層以上標(biāo)準(zhǔn)層層高有4.2 m及4.5 m兩種。主樓核心筒剪力墻為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，外圍18 根組合勁性框架柱，柱直徑從下到上漸漸縮小，從邊長(zhǎng)1 200 mm逐漸縮小至邊長(zhǎng)900 mm。外框的勁性混凝土柱之間由鋼結(jié)構(gòu)梁連接，核心筒與外框的勁性混凝土柱之間用鋼結(jié)構(gòu)梁連接，樓層的樓板由壓型鋼板澆筑混凝土形成，樓層外邊有外挑樓板。主樓標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)外邊周長(zhǎng)約195 m，結(jié)構(gòu)板邊線比柱邊挑出0～600 mm不等。對(duì)該特殊鋸齒形結(jié)構(gòu)施工，尤其是外框的勁性混凝土柱的施工操作需要的腳手架操作平臺(tái)及圍護(hù)的設(shè)置提出極高的要求。

根據(jù)主樓施工的總體部署，核心筒與外框混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到每5 d/層的施工進(jìn)度，因此外框結(jié)構(gòu)操作平臺(tái)及外圍護(hù)的腳手體系必須滿足施工進(jìn)度，能夠按時(shí)提升作業(yè)，滿足結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度。同時(shí)，附著式整體電動(dòng)升降腳手架能夠提供結(jié)構(gòu)施工的操作平臺(tái)，又能起到外立面的安全圍護(hù)的作用。

圖1 外灘中信城效果圖及實(shí)景

2 施工攻關(guān)難點(diǎn)

（a）附著式整體電動(dòng)升降腳手一般均用于混凝土結(jié)構(gòu)施工，其附著節(jié)點(diǎn)是根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)梁或者剪力墻的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)制作的，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)梁不適用，主要是由于鋼結(jié)構(gòu)梁上不得焊接、穿孔，使得原有的附著點(diǎn)無(wú)法安裝。

（b）另外本工程外框結(jié)構(gòu)樓板形狀為鋸齒型，對(duì)于外框腳手底部密封性提出較高的要求?；炷林睆綇南碌缴蠞u漸縮小，從邊0 mm漸變至邊長(zhǎng)900 mm，使得混凝土柱上的附著節(jié)點(diǎn)要隨高度的增加不斷變化，對(duì)于提升作業(yè)要求比較高。

（c）針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，必須重點(diǎn)研究整體電動(dòng)升降腳手架在鋼結(jié)構(gòu)梁上的附著節(jié)點(diǎn)形式設(shè)計(jì)、高空風(fēng)荷載作用下的抗傾覆計(jì)算。

3 架體的設(shè)計(jì)和機(jī)位布置

本工程整體電動(dòng)提升腳手架（圖2）搭設(shè)10 步11 排，每步腳手架步高1.85 m，覆蓋4 層結(jié)構(gòu)，腳手架搭設(shè)總高18.5 m，腳手架寬度為0.8 m。腳手架內(nèi)側(cè)立桿中心離建筑板邊線距離均為0.45 m。

圖2 整體電動(dòng)升降腳手構(gòu)造

主樓標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)外邊周長(zhǎng)約200 m，結(jié)構(gòu)板邊線比柱邊挑出80～425 mm不等，部分層次局部結(jié)構(gòu)邊線內(nèi)收，外框結(jié)構(gòu)樓板形狀為鋸齒形。根據(jù)主樓外框架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及柱距，按照規(guī)范要求的機(jī)位間距，布置42 個(gè)提升機(jī)位。

4 鋼結(jié)構(gòu)梁上的附著點(diǎn)[1-8]

4.1 承重附著節(jié)點(diǎn)

之前一般用于混凝土結(jié)構(gòu)的整體電動(dòng)升降腳手架附著點(diǎn)采用梁內(nèi)預(yù)埋塑料管，利用M36穿墻螺桿連接。而在鋼結(jié)構(gòu)梁上不允許開孔、焊接等作業(yè)，無(wú)法采用傳統(tǒng)的連接方式，只能依靠支座采用螺栓連接形式抱箍在鋼結(jié)構(gòu)梁上。又由于鋼結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)，只要鋼梁安裝完畢就能承受荷載，所以依靠支座采用螺栓連接形式的鋼梁附著節(jié)點(diǎn)受力不受混凝土強(qiáng)度限制。

附著點(diǎn)的支座，利用M36螺桿抱箍在結(jié)構(gòu)鋼梁上，將承重斜拉桿受到的荷載傳遞至結(jié)構(gòu)鋼梁下部，將吊臂及抗傾覆裝置受到的豎向及水平荷載傳遞至結(jié)構(gòu)鋼梁上部。整套支座形式的鋼結(jié)構(gòu)抱箍裝置的功能包含了吊臂、抗傾覆裝置、硬拉結(jié)位置以及斜拉桿等的連接。

（a）支座抱箍的設(shè)計(jì)組成：支座與結(jié)構(gòu)鋼梁之間采用M36螺桿抱箍的形式，由上、下2 個(gè)支座與4 根M36螺栓組成，在樓層混凝土澆筑之前預(yù)埋鋼管或者塑料管用于安裝螺桿，上支座安裝前利用加墊塊的形式將支座墊高，與結(jié)構(gòu)樓層面平，最后澆筑混凝土后，該支座能拆卸后重復(fù)使用。

圖3 鋼結(jié)構(gòu)梁處附著節(jié)點(diǎn)

（b）附著點(diǎn)的設(shè)計(jì)組成：吊臂、抗傾覆裝置、硬拉結(jié)均安裝在上支座。上支座鋼板設(shè)有螺栓孔，用于固定吊臂鋼梁，左右兩側(cè)直接焊接槽鋼及腳手管，用于連接抗傾覆裝置及硬拉結(jié)。為了確保支座的強(qiáng)度，在支座后部設(shè)置加勁板。

（c）斜拉桿附著的設(shè)計(jì)組成：對(duì)于在勁性柱部位的機(jī)位附著點(diǎn)及腳手拉節(jié)點(diǎn)，采用在柱內(nèi)預(yù)埋螺母預(yù)埋件或鋼板埋件的形式。要求埋件具有較高的抗拉拔能力和抗剪切能力。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)梁部位的斜拉桿設(shè)置在下支座，具體為下支座焊接M36螺栓，然后直接將斜拉桿安裝在螺栓上。下支座與上支座采用螺桿抱在結(jié)構(gòu)鋼梁上。

4.2 勁性混凝土柱附著節(jié)點(diǎn)

4.2.1 勁性柱處承重附著點(diǎn)

勁性混凝土柱上的附著節(jié)點(diǎn)設(shè)置與傳統(tǒng)的附著點(diǎn)設(shè)置相當(dāng)，但由于混凝土柱內(nèi)有鋼結(jié)構(gòu)柱，因此無(wú)法穿墻，所以在傳統(tǒng)的附著點(diǎn)設(shè)置上做了改進(jìn)。附著節(jié)點(diǎn)主要有2 種：一個(gè)是吊臂鋼梁（防墜和承重鋼梁）的附著，另一個(gè)是斜拉桿的附著。對(duì)于混凝土已經(jīng)澆筑完成的勁性混凝土柱，節(jié)點(diǎn)直接設(shè)置在混凝土結(jié)構(gòu)上，本工藝是采用在勁性混凝土柱內(nèi)預(yù)埋螺母（飛毛腿）的方式。

吊臂在承重體系中為受壓構(gòu)件，對(duì)附墻件的抗拉強(qiáng)度要求不高，只需要將其固定即可，因此，對(duì)于吊臂鋼梁，每根鋼梁用1 個(gè)預(yù)埋螺母固定。而斜拉桿為主要受拉構(gòu)件，預(yù)埋后，將預(yù)埋件焊接在鋼柱上，達(dá)到強(qiáng)度要求。

4.2.2 勁性混凝土柱處抗傾覆附著節(jié)點(diǎn)

勁性混凝土柱已經(jīng)澆筑完成，抗傾覆裝置的附著節(jié)點(diǎn)也是利用附墻件直接附著在混凝土柱上的（圖4）。由于架體在提升時(shí)所受風(fēng)力有風(fēng)壓力和風(fēng)吸力，所以抗傾覆附著節(jié)點(diǎn)要同時(shí)具備抗拉和抗壓能力，也應(yīng)預(yù)埋后焊接在鋼柱上，達(dá)到強(qiáng)度要求。

4.2.3 勁性混凝土柱鋼柱處抗傾覆附著節(jié)點(diǎn)

勁性混凝土柱鋼柱處的抗傾覆裝置通過(guò)型鋼及M27螺桿抱箍固定在鋼柱上（圖5）。外側(cè)的型鋼上安裝抗傾覆導(dǎo)輪。

4.3 抗傾覆節(jié)點(diǎn)

圖4 勁性混凝土柱處抗傾覆附著節(jié)點(diǎn)

圖5 純鋼柱處抗傾覆裝置

高空的風(fēng)荷載是影響腳手架安全的重要因素，所以，為了保證整體升降腳手架在高空風(fēng)荷載的作用下安全使用，必須設(shè)置安全可靠的抗傾覆裝置。

根據(jù)本工程的特點(diǎn)，設(shè)置勁性及鋼結(jié)構(gòu)外框整體升降腳手架的抗傾覆導(dǎo)向裝置在鋼梁及勁性柱上。與混凝土結(jié)構(gòu)的整體提升腳手不同的是，鋼結(jié)構(gòu)外框的施工層也可設(shè)置防傾覆裝置，因此，在腳手覆蓋樓層范圍內(nèi)共設(shè)置了3 組抗傾覆裝置，架體的懸臂高度大大縮小，提高了架體的抗傾覆能力。

根據(jù)防傾裝置設(shè)置位置的不同，架體的抗傾覆節(jié)點(diǎn)有3 種形式：

（a）結(jié)構(gòu)鋼梁處抗傾覆節(jié)點(diǎn)；

（b）純鋼柱處抗傾覆節(jié)點(diǎn)；

（c）勁性柱處抗傾覆節(jié)點(diǎn)。

4.4 防墜系統(tǒng)

防墜系統(tǒng)由防墜鋼梁、防墜吊環(huán)、防墜桿、防墜器組成，主要控制整體腳手架在升降過(guò)程中因突發(fā)斷鏈的意外而導(dǎo)致的架體向下滑移不超過(guò)技術(shù)范圍。

5 交叉防護(hù)體系

5.1 架體本身的安全防護(hù)

架體本身的防護(hù)主要包括架體底部與結(jié)構(gòu)空當(dāng)處的防護(hù)，架體內(nèi)部各層施工時(shí)的防護(hù)和架體外圍圍護(hù)網(wǎng)的防護(hù)。

（a）底部翻板。架體底部與結(jié)構(gòu)空當(dāng)處，采用九夾板翻板，設(shè)置皮帶軟鉸鏈，當(dāng)整體腳手架停層施工時(shí)將九夾板翻下作為1 道底部硬隔離；提升時(shí)將翻板翻起，保持整體腳手架與結(jié)構(gòu)外邊緣距離150～200 mm。

（b）中間隔離。在整體腳手架立面中間設(shè)置1 道用鋼管和九夾板組成的硬隔離，硬隔離的鋼管與整體腳手架的大橫桿采用鉸接。

（c）鋼絲網(wǎng)片。整體腳手架外圍護(hù)采用鋼絲網(wǎng)片代替密目網(wǎng)，減小了擋風(fēng)面積，比起密目網(wǎng)更加牢固可靠。

5.2 人貨電梯位置的防護(hù)

本工程在整體升降腳手架的底部為人貨電梯預(yù)留了通道，斷口處用鋼絲網(wǎng)作了全封閉處理，整體腳手架斷口處每層增設(shè)1 道硬拉結(jié)，整體腳手架架體立面與人貨電梯結(jié)構(gòu)內(nèi)圍護(hù)用安全網(wǎng)作了全封閉處理。

5.3 鋼平臺(tái)留洞位置的防護(hù)

為了便于比較重的材料運(yùn)輸?shù)酵饪蚪Y(jié)構(gòu)施工層，本工程的整體升降腳手架還為材料周轉(zhuǎn)平臺(tái)預(yù)留了通道。鋼平臺(tái)設(shè)置在混凝土施工層的下一層，即要求開通整體腳手架的最上2 層。

在整體腳手架搭設(shè)階段，在鋼平臺(tái)位置的最上4 排，用短鋼管臨時(shí)連接，并在兩端進(jìn)行雙斜腹桿加固。當(dāng)需要用鋼平臺(tái)時(shí)，拆除臨時(shí)連接的短鋼管，斷口處用鋼絲網(wǎng)片封閉，立面上用安全網(wǎng)封閉，并在兩端機(jī)位每層增設(shè)1 道硬拉結(jié)。

5.4 塔吊附墻位置的防護(hù)

本工程塔吊附墻位置的整體腳手架斷開，形成2 個(gè)斷口，增加了臨邊，整體腳手架斷口處用鋼絲網(wǎng)片封閉，每層增加1 道硬拉結(jié)。

6 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)外灘中信城鋼結(jié)構(gòu)的施工及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，重點(diǎn)研究了附著式整體電動(dòng)提升腳手架在鋼結(jié)構(gòu)中的附著點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)用及超高層施工時(shí)附著式整體電動(dòng)升降腳手架的防護(hù)措施。通過(guò)研究，解決了在鋼結(jié)構(gòu)中使用附著式整體電動(dòng)升降腳手架的施工難題。該施工技術(shù)在外灘中信城中實(shí)際應(yīng)用，體現(xiàn)了其安全性能高、施工速度快、腳手架成本低等特點(diǎn)，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有很好的適應(yīng)能力，具有很好的推廣及應(yīng)用價(jià)值。