朱毅敏 扶新立 秦鵬飛

1.上海建工一建集團(tuán)有限公司 上海 200120； 2.上海建工集團(tuán)股份有限公司 上海 200080

1 課題的提出

上海中心大廈位于陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)。工程總占地面積30 368 m2，總建筑面積574 058 m2，其中地上總建筑面積410 139 m2。整個(gè)建筑由主樓和裙房組成。主樓地下5 層，地上125 層，豎向分為9 個(gè)功能區(qū)，1～8區(qū)為商業(yè)及酒店，9區(qū)為觀光區(qū)，9區(qū)以上為屋頂皇冠，總高度632 m；裙房地下5 層，地上5 層，高37 m。綠色可持續(xù)發(fā)展理念貫穿整個(gè)工程建設(shè)過(guò)程（見(jiàn)圖1）。

圖1 上海中心大廈效果圖

上海中心大廈核心筒采用了上海建工集團(tuán)自行研制的筒架支撐式整體液壓爬升鋼平臺(tái)體系進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)施工。施工方便，安全快捷，但在建筑2～8區(qū)的避難層中，共有6 道伸臂桁架設(shè)置在核心筒的腹墻和翼墻內(nèi)，平面上呈井字形布置，桁架層的高度為11 m。由于伸臂桁架必須先安裝，而鋼平臺(tái)的連系鋼梁又阻礙了桁架的吊裝，故需要在高空中拆除桁架位置的聯(lián)系鋼梁。因此，鋼平臺(tái)如何越過(guò)伸臂桁架，是實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的順利施工和整體鋼平臺(tái)體系安全爬升[1,2]的重要研究課題。

2 鋼平臺(tái)越過(guò)桁架層施工的特點(diǎn)與難點(diǎn)

伸臂桁架在平面上由2部分組成，一部分設(shè)置在核心筒內(nèi)墻和翼墻中，另一部分設(shè)置在核心筒外鋼框架結(jié)構(gòu)中 與SC1巨型鋼柱相連。核心筒內(nèi)的伸臂桁架上下弦桿牛腿伸出翼墻面約800 mm，伸臂桁架總高度約11 m（圖2）。在2～8區(qū)的設(shè)備避難層中，樓面桁架均位于核心筒外圍梁柱框架結(jié)構(gòu)中，用于連接核心筒、巨型鋼柱和帶狀桁架。其中樓面桁架4 個(gè)角部上下弦桿牛腿伸出墻面500～700 mm。

由于桁架尺寸和結(jié)構(gòu)安裝布置的特點(diǎn)，伸臂桁架與樓面桁架構(gòu)件在從鋼平臺(tái)頂部吊入核心筒內(nèi)進(jìn)行安裝時(shí)，必然會(huì)與鋼平臺(tái)部分聯(lián)系鋼梁相碰，故鋼平臺(tái)部分聯(lián)系鋼梁必須臨時(shí)解除以滿足桁架吊裝要求，這將使鋼平臺(tái)整體性遭到破壞。

另外，筒架支撐式液壓爬升整體鋼平臺(tái)腳手模板體系在爬升過(guò)程中，其外掛腳手部分同樣存在與伸臂桁架的牛腿及樓面桁架牛腿相沖突的問(wèn)題，部分外掛腳手也必須采取相應(yīng)的避讓措施[3]。因此，如何在鋼平臺(tái)部分連系梁拆除和外掛腳手位置改變的條件下，確保整個(gè)鋼平臺(tái)體系穩(wěn)定性和安全性；如何在不影響整體結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度的前提下，方便快捷地完成核心筒結(jié)構(gòu)伸臂桁架層的施工是本課題研究的關(guān)鍵技術(shù)[4]。

圖2 伸臂桁架效果圖

3 過(guò)桁架層施工技術(shù)

在以往工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，結(jié)合本工程實(shí)際，我們抓住可拆分這個(gè)“牛鼻子”，對(duì)筒架支撐式液壓爬升整體鋼平臺(tái)模架系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，并制定了一系列的安全措施，成功地解決了平臺(tái)模架越過(guò)伸臂桁架的難題。

3.1 施工思路及方法

（a）結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)伸臂桁架層分段情況，考慮鋼平臺(tái)爬升的高度，確保平臺(tái)梁底部至樓層混凝土之間的距離能滿足伸臂桁架鋼結(jié)構(gòu)分段安裝要求。

（b）將鋼平臺(tái)聯(lián)系鋼梁設(shè)計(jì)成可拆裝式，鋼結(jié)構(gòu)吊裝時(shí)，局部相碰的鋼梁臨時(shí)拆除，吊裝結(jié)束后再重新連接。

（c）為消除聯(lián)系鋼梁拆分影響，控制中間筒內(nèi)掛架的變形，考慮在平臺(tái)頂部臨時(shí)增設(shè)2 道拉結(jié)。

（d）為避讓鋼結(jié)構(gòu)牛腿，將外腳手架板設(shè)計(jì)成可翻轉(zhuǎn)活絡(luò)式和固定式2 種，保證外腳手架體通道的順暢。

（e） 確保聯(lián)系鋼梁拆除以及外掛腳手位置變化后整個(gè)鋼平臺(tái)體系的穩(wěn)定和安全，針對(duì)變化后的鋼平臺(tái)，進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算分析以及施工模擬[5]。

3.2 施工工藝流程

（a） 流程一（圖3）:在標(biāo)準(zhǔn)層鋼平臺(tái)爬升到位的基礎(chǔ)上，繼續(xù)爬升半層，便于桁架層下一層核心筒的施工。此半層的鋼平臺(tái)爬升，讓大模板保留在原位，不隨整體鋼平臺(tái)爬升。

（b）流程二（圖4） :拆除鋼平臺(tái)東西方向中部聯(lián)系鋼梁，吊裝南北方向中部伸臂桁架下弦桿（圖5），重新安裝鋼平臺(tái)東西方向中部聯(lián)系鋼梁；接著，拆除鋼平臺(tái)南北方向中部聯(lián)系鋼梁，吊裝東西方向中部伸臂桁架下弦桿（圖6），重新安裝鋼平臺(tái)南北方向中部聯(lián)系鋼梁；完成井字形中部伸臂桁架下弦桿安裝。

圖3 工藝流程一

圖4 工藝流程二

圖5 南北向中部下弦桿吊裝

圖6 東西向中部下弦桿吊

其后，拆除鋼平臺(tái)井字形外部聯(lián)系鋼梁，吊裝井字形外部伸臂桁架下弦桿，重新安裝鋼平臺(tái)井字形外部聯(lián)系鋼梁，完成伸臂桁架下弦桿安裝（圖7）。

圖7 井字外圍下弦桿吊裝

（c）流程三（圖8）:在鋼平臺(tái)和腳手架系統(tǒng)上綁扎n+1層鋼筋，拆除大模板，并將大模板固定于懸掛腳手架和內(nèi)外架支撐系統(tǒng)上，整體鋼平臺(tái)爬升1層。

隨后進(jìn)行大模板安裝，緊固對(duì)拉螺栓，進(jìn)行工程驗(yàn)收，準(zhǔn)備澆筑核心筒墻體混凝土。其時(shí)，利用設(shè)置在鋼平臺(tái)頂部的液壓混凝土布料機(jī)，通過(guò)設(shè)置的固定串筒，進(jìn)行n+1層混凝土澆筑，并進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。

（d）流程四（圖9）:整體鋼平臺(tái)完成4 925 mm高度的爬升，準(zhǔn)備進(jìn)行伸臂桁架腹桿和上弦桿安裝。

圖8 工藝流程三

圖9 工藝流程四

（e）流程五（圖10）:拆除鋼平臺(tái)東西方向中部聯(lián)系鋼梁，吊裝南北方向中部伸臂桁架腹桿和上弦桿(圖11)，重新安裝鋼平臺(tái)東西方向中部聯(lián)系鋼梁；拆除鋼平臺(tái)南北方向中部聯(lián)系鋼梁，吊裝東西方向中部伸臂桁架腹桿和上弦桿(圖12)，重新安裝鋼平臺(tái)南北方向中部聯(lián)系鋼梁；完成井字形中部伸臂桁架腹桿和上弦桿安裝。

圖10 工藝流程五

緊接著拆除鋼平臺(tái)井字形外部聯(lián)系鋼梁，吊裝井字形外部伸臂桁架腹桿和上弦桿，重新安裝鋼平臺(tái)井字形外部聯(lián)系鋼梁，完成伸臂桁架腹桿和上弦桿安裝(圖13)。

圖11 南北向腹桿和上弦桿

圖12 東西向腹桿和上弦桿

圖13 井字腹桿和上弦桿

最后在鋼平臺(tái)和腳手架系統(tǒng)上綁扎n+2層鋼筋，進(jìn)行大模板安裝，澆筑核心筒混凝土，并進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。

（f）流程六（圖14）: 整體鋼平臺(tái)完成2 675 mm高度的爬升。綁扎n+3層鋼筋，安裝大模板，緊固對(duì)拉螺栓，進(jìn)行工程驗(yàn)收，準(zhǔn)備澆筑n+3層核心筒墻體混凝土。利用設(shè)置在鋼平臺(tái)頂部的液壓混凝土布料機(jī)，通過(guò)設(shè)置的固定串筒，進(jìn)行n+3層混凝土澆筑，并進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，完成伸臂桁架層的結(jié)構(gòu)施工。

現(xiàn)場(chǎng)吊裝伸臂桁架情況見(jiàn)圖15。

4 施工設(shè)計(jì)方案的確定及其配套機(jī)具

4.1 拆除順序的確定

根據(jù)鋼平結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)，由于需要拆除的聯(lián)系鋼梁較多，必須考慮到鋼平臺(tái)拆除后的變形以及鋼梁恢復(fù)原位的難度。為此，我們?cè)趯?shí)施前通過(guò)計(jì)算模型對(duì)比以及與鋼結(jié)構(gòu)吊裝單位溝通，最后確定一個(gè)必須遵循的原則，即隨拆隨裝（恢復(fù)）。就這樣，過(guò)一個(gè)桁架層分別通過(guò)2 次拆裝，即可完成伸臂桁架下弦桿和斜腹桿、上弦桿的吊裝。

4.2 加設(shè)一臺(tái)簡(jiǎn)易的臺(tái)吊

由于整體鋼平臺(tái)聯(lián)系鋼梁拆除、恢復(fù)的工作量較大。如果全部依靠大塔吊來(lái)完成，將直接影響到桁架吊裝施工進(jìn)度和核心筒施工的絕對(duì)工期。為此，我們根據(jù)需要拆除鋼梁的質(zhì)量以及分布情況，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)一臺(tái)簡(jiǎn)易的臺(tái)吊，能快速、安全配合鋼梁拆除、恢復(fù)工作。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐和改進(jìn)，較好地滿足了施工需要。

圖14 工藝流程六

圖15 現(xiàn)場(chǎng)吊裝伸臂桁架情況

4.3 拆除鋼梁結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)

由于每個(gè)鋼梁在拆除最后一顆螺栓前，都必須用臺(tái)吊吊住，為此，我們考慮在聯(lián)系鋼梁的兩端設(shè)置一塊小擋板，將其擱置在固定的鋼梁上。在拆除螺栓的方法上，先拆除下排的螺栓，然后，先用鋼榫敲入，再拆除上排螺栓，最后再敲出鋼榫。使鋼梁依托2 塊小擋板擱置在固定鋼梁上。

4.4 中間筒鋼梁的拆除方案

由于中間筒無(wú)筒架支撐，拆除兩邊的聯(lián)系鋼梁，無(wú)疑會(huì)造成整個(gè)中間平臺(tái)的下降，無(wú)法恢復(fù)原狀。為此，我們考慮在拆除平臺(tái)連梁的一側(cè)，安裝了2 臺(tái)反三角支架，通過(guò)支架上的倒鏈吊住需拆除聯(lián)系鋼梁平臺(tái)的一端，待桁架吊入墻體后，立即恢復(fù)已拆除的聯(lián)系鋼梁。此方法適應(yīng)中間筒平臺(tái)聯(lián)系鋼梁的四個(gè)方向拆除、恢復(fù)，滿足伸臂桁架的吊裝和施工。

5 安全技術(shù)措施

鋼平臺(tái)聯(lián)系鋼梁拆除前須對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，嚴(yán)格按施工方案進(jìn)行操作，嚴(yán)禁違章操作，確保安全順利進(jìn)行工作。6 道伸臂桁架層結(jié)構(gòu)施工，安全控制的重點(diǎn)是聯(lián)系鋼梁的拆除和恢復(fù)。因此，在施工過(guò)程中重點(diǎn)采取了如下措施：

（a）在拆除與桁架相交位置的聯(lián)系鋼梁后，要在平臺(tái)兩側(cè)設(shè)置安全警戒線，保證施工人員的安全通行，防止發(fā)生意外；

（b）拆除的聯(lián)系鋼梁放在平臺(tái)上，一定要墊實(shí)放平穩(wěn)，離開(kāi)臨邊口還要有一定的安全距離，防止鋼梁的墜落和影響施工人員的通行；

（c）拆除的螺栓應(yīng)有專(zhuān)人進(jìn)行檢驗(yàn)，如有損壞或不符合使用要求，必須更換；

（d）在整個(gè)桁架層施工過(guò)程中，由于鋼平臺(tái)需進(jìn)行分批拆除，故在核心筒外側(cè)鋼平臺(tái)上嚴(yán)禁堆載鋼筋等較重材料；

（e）鋼平臺(tái)拆除過(guò)程中為確保安全，除操作及指揮人員外，其他人員均不得進(jìn)入鋼平臺(tái)，在臨邊操作的人員也必須戴好安全帶，掛好保險(xiǎn)鉤；

（f）鋼平臺(tái)拆除時(shí)，其下部均須停止作業(yè)，不得有與鋼平臺(tái)拆除作業(yè)無(wú)關(guān)的人員進(jìn)出，并應(yīng)由專(zhuān)職安全員在現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格監(jiān)管；

（g）在拆除中如遇8級(jí)以上大風(fēng)，應(yīng)立即停止工作，并做好相應(yīng)的物件穩(wěn)固工作。

6 結(jié)語(yǔ)

筒架支撐式整體鋼平臺(tái)模架裝備在超高層結(jié)構(gòu)的施工中優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。但是，由于諸如超高層建筑桁架層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，鋼平臺(tái)在過(guò)桁架層時(shí)必須在高空對(duì)其體系進(jìn)行局部改變，增加了一定的施工難度和危險(xiǎn)性。通過(guò)本文所介紹的技術(shù)方案，成功地解決了過(guò)桁架層的難題，完善了整體鋼平臺(tái)模架技術(shù)方案，對(duì)我國(guó)超高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用。