上海建工集團(tuán)股份有限公司 上海 201114

1 工程概況

上海國際航空服務(wù)中心主樓為型鋼混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)，地下4層，地上52層，建筑總高度230.42 m。主樓核心筒平面呈切角三角形，筒體三邊尺寸約為46 m×18 m×34 m，共設(shè)置4道內(nèi)筒隔墻，每層平面主要包含電梯井、衛(wèi)生間、消防樓梯和管道井等。主樓核心筒墻體厚度隨高度上升而遞減，地上部分外墻最厚為1 000 mm，內(nèi)墻最厚為800 mm，2道伸臂桁架設(shè)置于37層。

2 鋼平臺(tái)模架體系安裝的特點(diǎn)和難點(diǎn)

根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、施工工藝，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、安全性等各方面因素，上海國際航空服務(wù)中心W-1B地塊主樓核心筒墻體1～3層施工采用常規(guī)方法，3～52層施工采用鋼柱筒架交替支撐式液壓爬升整體鋼平臺(tái)模架體系（以下簡稱鋼平臺(tái)體系）。

本工程為超高層建筑，安裝施工時(shí)須保證安全、快速。為保證工期，各工序之間采用流水線作業(yè)方法，材料準(zhǔn)備、制作、運(yùn)輸、組裝、吊裝、焊接、檢驗(yàn)、涂裝等之間形成搭接。鋼平臺(tái)體系采用單元式模塊化設(shè)計(jì)，現(xiàn)場安裝時(shí)各構(gòu)件先在地面組裝成塊，再用塔吊整體吊裝，在地面上完成高空安裝工作，減少高空焊接且縮短了工期。

本工程施工時(shí)，為滿足外圍鋼結(jié)構(gòu)施工，核心筒墻面有凸出的臨時(shí)耳板，安裝鋼平臺(tái)體系時(shí)要保證外掛腳手架與墻面的間隙距離，以免鋼平臺(tái)爬升時(shí)與耳板相碰，影響施工進(jìn)度；本工程中鋼平臺(tái)體系平面形狀不規(guī)則，5個(gè)內(nèi)筒形狀各異，為現(xiàn)場安裝工作增加了一定難度[1,2]。

3 鋼平臺(tái)模架體系設(shè)計(jì)

鋼柱筒架交替支撐式液壓爬升整體鋼平臺(tái)模架體系由外掛腳手架和鋼梁組成的鋼平臺(tái)連接而成，利用支撐系統(tǒng)與動(dòng)力系統(tǒng)相互依托、相對爬升來提升鋼平臺(tái)。該鋼平臺(tái)模架體系由鋼平臺(tái)、內(nèi)外掛腳手架系統(tǒng)、鋼柱爬升系統(tǒng)、筒架支撐系統(tǒng)和鋼大模系統(tǒng)共5部分組成（圖1）。

圖1 整體鋼平臺(tái)現(xiàn)場

由于本工程核心筒平面形狀呈切角三角形，形體較復(fù)雜，施工難度高，設(shè)計(jì)鋼平臺(tái)體系時(shí)要考慮伸臂桁架和樓面桁架吊裝對鋼梁的影響，以及布料機(jī)、塔吊、泵管等對鋼平臺(tái)的影響，同時(shí)也要考慮鋼平臺(tái)體系長期工作、多次提升、拆分等情況下的可靠性，經(jīng)過反復(fù)論證、多次優(yōu)化確定出合理的結(jié)構(gòu)布置。

3.1 鋼平臺(tái)

鋼平臺(tái)在正常施工時(shí)位于核心筒混凝土結(jié)構(gòu)面上部，是施工人員的操作平臺(tái)，同時(shí)也作為鋼筋材料以及臨時(shí)設(shè)備的堆放場地。鋼平臺(tái)由縱橫向主次梁、平臺(tái)鋼板、外圍擋板等組成。主梁及次梁均由400 mm×200 mm×8 mm×13 mm的H型鋼組成，鋼板根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工情況覆蓋在鋼梁上部。鋼平臺(tái)外邊緣距離核心筒剪力墻內(nèi)壁1.40 m，外圍設(shè)置一圈高2 m的防墜擋板網(wǎng)。

3.2 內(nèi)、外掛腳手架系統(tǒng)

懸掛腳手架由吊架、走道板、底部防墜閘板、側(cè)網(wǎng)等組成。懸掛腳手架吊架立桿和鋼平臺(tái)鋼梁用螺栓連接，施工時(shí)腳手架與鋼平臺(tái)同步提升。內(nèi)、外掛腳手架均分6層，其中上面3層是鋼筋、模板施工區(qū)，頂層高度為2.05 m，其余2層高度均為1.90 m；下3層為拆模整修區(qū)，其每層高度為1.90 m。外掛腳手架設(shè)置2部上下樓梯，樓梯寬度550 mm。內(nèi)掛腳手架由安裝在5個(gè)筒內(nèi)獨(dú)立的構(gòu)架部分組成，設(shè)有主框架立柱、附墻頂輪以及防傾裝置，每個(gè)獨(dú)立的井道內(nèi)設(shè)置1部上下樓梯，寬600 mm。電梯設(shè)置于其中一個(gè)內(nèi)構(gòu)架筒內(nèi)，可以直達(dá)鋼平臺(tái)，滿足垂直運(yùn)輸需要。

3.3 鋼柱爬升系統(tǒng)

鋼柱爬升系統(tǒng)包括爬升導(dǎo)軌立柱、立柱底座、上下爬升靴和液壓動(dòng)力及電氣控制系統(tǒng)等。爬升導(dǎo)軌立柱是提升整體鋼平臺(tái)系統(tǒng)的導(dǎo)軌，本工程核心筒共布置立柱24根，立柱上配有頂升油缸以及上、下爬升靴，通過油缸不斷伸縮變換使鋼平臺(tái)體系整體同步提升。動(dòng)力系統(tǒng)由1套集中控制系統(tǒng)、4臺(tái)液壓泵站，24套液壓頂升油缸組成。

3.4 筒架支撐系統(tǒng)

筒架支撐系統(tǒng)由內(nèi)筒吊架、底部鋼梁、牛腿等組成。每個(gè)內(nèi)筒中，底部鋼梁與內(nèi)筒架形成獨(dú)立的構(gòu)架。正常工作時(shí)，底部鋼梁上的牛腿作為承重構(gòu)件擱置在剪力墻上，承受施工荷載及鋼平臺(tái)自重。鋼平臺(tái)體系向上提升時(shí)，筒架底部的牛腿內(nèi)縮，立柱底座支撐在核心筒墻體上，支撐整個(gè)鋼平臺(tái)的質(zhì)量。

3.5 鋼大模系統(tǒng)

本工程核心筒大模板從3層施工時(shí)使用，鋼大模采用厚5 mm鋼板作為面板，雙拼10#槽鋼為橫向圍檁，8#槽鋼為豎向圍檁，按辦公區(qū)標(biāo)準(zhǔn)層層高4.30 m配置，非標(biāo)準(zhǔn)層施工時(shí)上接接高模板。

4 整體鋼平臺(tái)安裝工藝流程及驗(yàn)收內(nèi)容

4.1 準(zhǔn)備工作

在澆筑1～2層筒體混凝土前，鋼平臺(tái)擱置牛腿鐵盒進(jìn)行首次預(yù)埋。如豎向鋼筋與預(yù)埋盒相碰，應(yīng)對豎向鋼筋作調(diào)整進(jìn)行避讓，預(yù)留孔周邊截?cái)嗖糠忠a(bǔ)強(qiáng)。預(yù)埋盒安放好后應(yīng)由專業(yè)人員驗(yàn)收，檢查牛腿預(yù)留孔的標(biāo)高位置，合格后方可澆筑混凝土。

導(dǎo)軌立柱在3層開始安裝，立柱底座的螺栓孔利用結(jié)構(gòu)的鋼筋來固定，所以，1層開始應(yīng)調(diào)整結(jié)構(gòu)的鋼筋。

鋼平臺(tái)安裝支架埋件在澆筑2～3層核心筒混凝土前設(shè)置。埋件安裝好以后，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后進(jìn)行混凝土澆筑。

鋼平臺(tái)系統(tǒng)安裝之前，標(biāo)高11.90 m以下墻體施工采用傳統(tǒng)腳手架。為保證安全，外立柱必須離墻面1.50 m，同時(shí)高出11.90 m標(biāo)高2 m。為防止安裝鋼平臺(tái)時(shí)人、物件等墜落，腳手架周邊設(shè)綠網(wǎng)作為安全圍護(hù)。

4.2 主要安裝流程

整體鋼平臺(tái)模架體系主要安裝流程為[3,4]：

1）澆筑2～3層的混凝土、養(yǎng)護(hù)；

2）拆除內(nèi)模板，拆除核心筒筒體內(nèi)的腳手架至1層加0.50 m標(biāo)高處，搭設(shè)隔離平臺(tái)，準(zhǔn)備安裝鋼平臺(tái)；

3）根據(jù)塔吊起重量和場地情況，內(nèi)筒架采用分段、分塊吊裝，隨后補(bǔ)缺踏步板和內(nèi)側(cè)網(wǎng)；

4）安裝大模板，并予以臨時(shí)固定；

5）分塊安裝鋼梁及鋼平臺(tái)鋪板，連接平臺(tái)梁和內(nèi)筒架；

6）向下拆除核心筒外掛腳手架至1層以上0.50 m的標(biāo)高，安裝外掛腳手架吊架、側(cè)網(wǎng)及走道板；

7）安裝立柱導(dǎo)軌、爬升靴及油缸，整體液壓控制系統(tǒng)調(diào)試，安裝完畢驗(yàn)收。

4.3 內(nèi)筒安裝

構(gòu)件的進(jìn)場順序?yàn)橐酝矠閱卧灿?jì)分5個(gè)序號(hào)，進(jìn)場后根據(jù)現(xiàn)場的場地布置、塔吊的起吊能力及內(nèi)筒構(gòu)件質(zhì)量，5個(gè)內(nèi)筒均采用分塊分段吊裝。安裝時(shí)首先安裝底部鋼梁，隨后按照圖2所示依次吊裝每個(gè)內(nèi)筒框架柱及內(nèi)吊架，其中1#筒分5次吊裝，2#筒分8次吊裝，3#筒分10次吊裝，4#筒分13次裝吊，5#筒分9次吊裝。

圖2 內(nèi)筒安裝分區(qū)布置

每個(gè)內(nèi)筒現(xiàn)場安裝步驟為：地面拼裝內(nèi)構(gòu)架的大梁及牛腿，使用塔吊吊裝就位并使牛腿水平擱置在預(yù)留孔內(nèi)→吊裝1～6步方管框架柱→將每個(gè)面中間部分立柱及側(cè)網(wǎng)拼裝后吊裝到位→吊裝其余側(cè)網(wǎng)及泵站平臺(tái)和圍網(wǎng)，完成1個(gè)內(nèi)筒體拼裝。其余4個(gè)內(nèi)筒均按上述方法依次安裝。

4.4 鋼平臺(tái)安裝

1）鋼平臺(tái)安裝前，根據(jù)控制線進(jìn)行軸線復(fù)測工作，定位出準(zhǔn)確安裝位置。

2）如圖3所示，整個(gè)平臺(tái)梁分為7大塊，鋼平臺(tái)安裝順序?yàn)閺妮S到軸，按序號(hào)順序進(jìn)行。首先安裝①平臺(tái)構(gòu)件，用塔吊將拼為整體的構(gòu)件平放在地面上，將此整體構(gòu)件的上部側(cè)網(wǎng)在地面上安裝到位；采用四點(diǎn)吊裝法將構(gòu)件吊裝就位，就位時(shí)嚴(yán)格按照所放中心線進(jìn)行對中；此構(gòu)件正確就位后立即與安裝支架進(jìn)行可靠連接。按此方法直至所有的鋼梁分塊全部安裝完畢。

圖3 鋼平臺(tái)梁安裝分區(qū)布置示意

3）平臺(tái)鋪板在鋼平臺(tái)梁全部安裝就位后開始安裝，考慮到之后的腳手架安裝，結(jié)合現(xiàn)場情況，部分鋪板暫不安裝，在這些未安裝鋪板的位置設(shè)網(wǎng)作為安全圍護(hù)。

4）平臺(tái)鋪板安裝完畢后，進(jìn)行走道板、格柵板的安裝，就位后和鋪板點(diǎn)焊固定。

5）鋼平臺(tái)構(gòu)件全部安裝就位，各分塊之間連接固定完畢后，對平臺(tái)上部未安裝的側(cè)網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)缺。具體方法為：通過塔吊使側(cè)網(wǎng)在鋼平臺(tái)上分區(qū)域成捆堆放，然后根據(jù)布置圖，人工搬運(yùn)逐個(gè)安裝。

4.5 外掛腳手架安裝

1）外掛腳手架在鋼平臺(tái)安裝完畢后立即開始拼裝。相鄰2個(gè)吊架及吊架之間的走道板、側(cè)網(wǎng)拼為一體。

2）外掛腳手架安裝通過塔吊與自制吊具共同配合完成。首先將地面拼裝好的安裝單元用塔吊吊運(yùn)至相應(yīng)位置；然后將安裝單元用自制吊具吊住，逐步收緊吊繩，直到吊具承擔(dān)安裝單元所有質(zhì)量；最后用吊具將安裝單元吊裝至指定位置，構(gòu)件通過螺栓固定于鋼平臺(tái)梁底部。一個(gè)腳手架單元吊裝完成。

3）按照圖4所示鋼平臺(tái)外掛腳手架分區(qū)，逐個(gè)吊裝腳手架單元。相鄰2個(gè)單元就位固定后，立即補(bǔ)缺相鄰單元吊架之間的外側(cè)網(wǎng)及走道板。

4）腳手架底部設(shè)有防墜閘板，全部腳手架安裝完畢后，在底層走道板上安裝厚4 mm閘板。

4.6 電氣控制系統(tǒng)安裝

鋼平臺(tái)系統(tǒng)的操作室及泵站平臺(tái)均位于內(nèi)掛腳手架最上面一層，其中操作室高2 m，面積約5.20 m2。電氣控制系統(tǒng)設(shè)于操作室中，各種信號(hào)傳輸線、電源線鋪設(shè)于鋼平臺(tái)下，防止電線電纜損傷，避免觸電的危險(xiǎn)。施工用電由250A空氣斷路器單獨(dú)提供。

圖4 鋼平臺(tái)外掛腳手架安裝單元分布

5 安全技術(shù)措施

1）根據(jù)現(xiàn)場施工情況，在需要安裝構(gòu)件的堆放地點(diǎn)及進(jìn)場時(shí)間確定后方可進(jìn)場。貨運(yùn)司機(jī)對路況要熟悉，裝車構(gòu)件須綁扎牢固、堆放合理，嚴(yán)禁散落。

2）安裝時(shí)鋼平臺(tái)安裝支架會(huì)與腳手架外側(cè)立網(wǎng)相碰，此位置處用綠網(wǎng)臨時(shí)封閉，暫不安裝外側(cè)立網(wǎng)。待鋼平臺(tái)完全可靠固定于構(gòu)架柱并拆除支架后，再安裝此網(wǎng)。

3）由于鋼平臺(tái)體系安裝時(shí)現(xiàn)場需進(jìn)行焊接工作，在標(biāo)高11.90 m處要按要求布置滅火器。施工時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行動(dòng)火申報(bào)制度，動(dòng)火作業(yè)過程中須有專人監(jiān)護(hù)。

4）安裝人員在開始安裝之前要通過培訓(xùn)交底。安裝完成后，由監(jiān)理、設(shè)計(jì)人員共同驗(yàn)收，合格后才可進(jìn)行核心筒施工工作。

6 結(jié)語

本文結(jié)合實(shí)例對超高層核心筒施工所采用的整體鋼平臺(tái)模架體系進(jìn)行了介紹，并闡述了現(xiàn)場安裝流程。鋼平臺(tái)體系現(xiàn)場安裝時(shí)，各構(gòu)件先在地面組裝成塊，再用塔吊整體吊裝。工程實(shí)踐表明，該方法降低了高空焊接的工作量，減小了施工風(fēng)險(xiǎn)，有利于安全作業(yè)的同時(shí)也可加快進(jìn)度，使整體鋼平臺(tái)模架體系安裝施工安全高效。