筒架支撐式液壓爬升整體鋼平臺的模架安裝*

上海建工集團股份有限公司 上海 200080

1 整體鋼平臺設計

專為上海中心大廈施工設計的筒架支撐式液壓爬升整體鋼平臺模架由鋼平臺系統、內、外掛腳手系統、支撐系統、液壓動力及電氣控制系統和大模板系統共5部分組成。通過鋼梁組成的鋼平臺與掛腳手架連接，形成了一個全封閉的施工操作環境。其原理是利用鋼牛腿擱置在核心筒墻體上，通過液壓油缸頂升，帶動鋼平臺完成模架的爬升。由于本工程的超高層核心筒的形體復雜，施工難度特別大，在整體鋼平臺設計時，需考慮以下諸多因素[1,2]：

（a）考慮墻體變形后內外掛腳手系統的調整，局部位置平臺連系鋼梁的拆除與補缺。

（b）考慮鋼結構剪力鋼板、伸臂桁架、樓面桁架吊裝。平臺連系鋼梁在原則上以避讓為主，如無法避讓則將其設計成可拆卸式。

（c）考慮到核心筒外墻面逐級向內收分，需將外掛腳手設計為可滑移式。

（d）考慮塔吊、布料機、泵管等對鋼平臺的影 響[3,4]。

1.1 鋼平臺

鋼平臺在正常施工時處于整個體系的頂部，作為施工人員的操作平臺及鋼筋堆放場所。鋼平臺由縱橫向主次梁、平臺鋼板及外圍擋板組成，鋼平臺初始面積約為1 136 m2。

鋼平臺連系鋼梁主要由HN500 mm×200 mm×10 mm×16 mm型鋼組成，考慮到外掛腳手的需要，部分HM350 mm×250 mm×9 mm×14 mm鋼梁分布在核心筒翼墻外側，所有鋼梁上翼緣頂面均位于同一水平面。在鋼梁上根據施工實際情況覆蓋鋼板作為操作平臺，平臺鋼板由厚5 mm的花紋鋼板及40 mm×60 mm方管鋼焊接組成。未鋪設平臺鋼板的位置采用鍍鋅格柵板覆蓋，在施工需要時將該位置鍍鋅格柵板翻起。鋼平臺的外周邊一圈設置2 m高的沖孔封閉板擋墻，以防止人、物等高空墜落。鋼平臺鋼梁平面布置見圖1。

圖1 鋼梁平面布置

1.2 內、外掛腳手

內、外掛腳手固定于鋼平臺的聯系鋼梁底部。外掛腳手分為角部固定部分和中部可滑移部分。外掛腳手共分6 層，其中1～4層步高為2 100 mm， 5層步高為2 160 mm，6層步高為1 900 mm。由8#槽鋼、Φ48 mm腳手鋼管組成豎向吊架，上5 層的走道板由角鋼框架加鋼板網組成，底層的走道板由角鋼框架加花紋鋼板組成。外掛腳手內立桿腳手管中心距離核心筒外墻面400 mm。在外掛腳手的底部靠近核心筒外墻體處設置可移動式防墜閘板，防止構件及建筑垃圾墜落。

內掛腳手系統由一個中間掛架筒和周邊8 個構架筒組成。8 個構架筒內安裝有頂升油缸及支撐牛腿，每個構架系統分為內構架及外構架2部分，外構架從頂部鋼平臺梁底到最底層鋼梁分為7層， 1～6層為施工段，7層為外構架支撐系統。1～6層步高與外掛腳手相對應，第7層的高度為5 800 mm。內構架為動力系統和支撐系統所在層，通過油缸缸筒與外構架4層剛性圈梁層連接。中間筒內不安裝任何動力及支撐裝置。內掛腳手示意見圖2，內、外掛腳手立面見圖3。

圖2 內掛腳手

圖3 內、外掛腳手立面

1.3 鋼平臺支撐系統及液壓動力系統

支撐系統是整個頂升鋼平臺的承重構件，又是頂升鋼平臺的導軌。鋼平臺支撐系統由外構架支撐系統和內構架支撐系統2部分組成。其中內構架支撐系統位于8 個構架筒的第6層至第7層之間，由內架牛腿擱置裝置、承重鋼梁組成。內構架鋼梁采用HN600 mm×200 mm型鋼組成平面受力框架，作為頂升油缸的底部支承。外構架支撐位于構架筒最底層，采用8 根HN500 mm×200 mm型鋼組成平面受力框架，由外架牛腿擱置裝置、承重鋼梁組成。支撐系統擱置在墻體上，承受鋼平臺施工時的荷載。整個模架利用油缸的頂升和回提跟隨核心筒墻體的施工完成每一樓層的爬升。

動力設備由1 套集中控制系統、8 臺液壓泵站和若干套液壓頂升油缸組成。其中每臺液壓泵站帶動4～5 個液壓頂升油缸。液壓油缸是頂升鋼平臺的重要動力部件，固定在內構架層的底部。電氣控制系統對整個施工鋼平臺及內、外掛腳手的爬升進行全程監控，集測量、傳輸、設定、控制為一體，實現系統各部分的協調動作，以保證頂升的同步性（圖4）。

1.4 大模板系統

圖4 支撐系統及液壓動力系統示意

大模板系統采用鋼框木模，采用21 mm×1220 mm×2440 mm維薩芬蘭板作為面板，平均間距為700 mm的雙拼10#槽鋼為橫向圍懔，間距≤250 mm的6#槽鋼為豎向圍懔。采用Φ16 mm高強螺桿為拉桿螺栓，間距≤1 050 mm。大模板按辦公區標準層層高4 500 mm配置，非標準層施工時上接接高模板。每塊大模板上設置2 個Φ16 mm鋼板吊耳，每個Φ16 mm鋼板吊耳用3 t倒鏈掛在鋼平臺鋼大梁吊點耳板上，隨鋼平臺整體提升。

2 安裝工藝流程及驗收

上海中心大廈主樓核心筒墻體1～12層采用常規方法施工，13～125層的施工才采用液壓爬升整體鋼平臺模架。根據施工需要，液壓爬升整體鋼平臺模架的安裝分2部分進行，其中施工第12層核心筒混凝土時，開始安裝模板系統，待第12層核心筒施工完成后，即在核心筒標高61.30 m處，逐步完成其余系統的安裝。

本工程體形大、安裝高度高、工期又緊，須制定一個安全、快速的安裝施工方案。根據以往類似工程經驗，盡可能在地面完成高空危險工作，以減少高空組裝次序和工作量。但由于本工程施工現場場地局限，可以拼裝、堆放構件的地方受到極大的限制。所以，必須制定一個詳細周密的安裝施工方案，并能根據施工現場情況及時調整[1]。因此本工程整體鋼平臺的模架安裝有以下幾個特點和難點：

（a） 鋼平臺體系的構件數量特別多，是以往工程的3倍。需制定一個嚴格的進場時間順序表。

（b）鋼平臺構件組裝后單件質量較重，要合理考慮拼裝、吊運的地面位置，保證在塔吊的半徑、起重范圍之內。

（c） 液壓設備的安裝工作交叉在內筒外架之間。安裝專業隊伍之間要協調配合，做到互不影響。

2.1 準備工作

整體鋼平臺安裝之前，在標高61.30 m的外側搭設傳統施工腳手，外立柱必須距墻面2.5 m，高出61.30 m標高2 m，設網形成一個周邊安全圍護，以防止安裝鋼平臺時人、物件等墜落。在澆搗標高56.80～61.30 m核心筒混凝土前應設置鋼平臺安裝支架的埋件，安放好后應由設計人員驗收，合格后方可澆混凝土。鋼平臺安裝之前，大模板應提前1層安裝使用[5]。

為配合液壓爬升整體鋼平臺模架的安裝，須對現場施工腳手架做出部分調整。周邊8 個筒體內的滿堂腳手架按照鋼平臺內筒架安裝順序依次拆除至9層樓面標高，中間筒體腳手架在安裝內筒之前拆除至10層樓面標高。核心筒墻體外側的施工腳手暫時保留，待安裝鋼平臺外掛腳手時再將其拆除至10層樓面。

檢查牛腿預留孔的標高位置，并及時清理預留孔洞中的垃圾。

檢查翼墻、腹墻上是否有突出物影響鋼平臺安裝。

2.2 鋼平臺和腳手系統安裝

安裝主要流程：鋼平臺支撐系統安裝（外構架支撐系統、內構架支撐系統、內掛腳手和液壓油缸）→鋼平臺梁安裝→外腳手安裝

內筒分區及安裝次序，如圖5所示。

圖5 內筒分區

2.2.1 內掛腳手及液壓動力系統的安裝

內腳手架為拆裝式腳手架，由工廠制作。在鋼平臺安裝前將內腳手架放置在筒體內，待鋼平臺安裝完畢后再將該內腳手架頂與鋼平臺梁的下端連接成為整體。內腳手架安裝順序為：

（a）內腳手架安裝之前將核心筒內落地排架拆除至外構架底座大梁底。

（b）安裝外構架最底部大梁及牛腿，接著安裝內構架梁（圖6）。

（c）腳手架第5～6層的主框架在地面與油缸采取臨時固定，整體吊裝入核心筒內（圖7）。

（d）4層以上的主框架在地面分別連接次梁、走道板及扶梯，形成內腳手架平臺，整體由塔吊吊裝于核心筒內，油缸缸筒與外構架4層剛性圈梁層連接，形成一個整體（圖8、圖9）。

（e）作為自爬動力的油缸在腳手外構架底座大梁及外構架立柱安裝之后，安裝于內構架大梁上。液壓缸按設計要求，支撐在內構架的大梁。

（f）操作室的電源來自鋼平臺上的主電箱，由150A空氣斷路器單獨提供鋼平臺的施工用電。

圖6 內、外構架吊裝示意

圖7 腳手第5～6層主框架的連接

圖8 腳手1～4層主框架吊裝

圖9 油缸與圈梁層連接

2.2.2 鋼平臺安裝

（a）鋼平臺安裝前在工廠進行預拼裝，檢查幾何尺寸，合格后方可進行安裝。鋼平臺安裝按照塔吊的吊裝能力及鋼梁的分布情況分塊進行安裝。

（b）在核心筒埋件上焊接鋼平臺安裝支架，安裝支架上的限位角鋼應事先在工廠內焊接在安裝支架上（圖10）。

（c）在標高61.30 m處開出軸線，主、次梁均按軸線準確就位，次梁與主梁結合時對號入座。如因螺栓孔移位，可以手工鉸刀擴孔，每個螺栓孔緊固后的測力扳不少于80 N。

（d）鋼平臺分塊吊裝（圖11）：用塔吊將地面分塊拼裝完成的鋼平臺整體吊裝，各分塊之間安裝時用螺栓固定，待全部安裝完畢還需將各連接節點用電焊固定。

圖10 鋼平臺安裝支架

圖11 鋼平臺分塊吊裝

（e）鋼梁全部安裝就位后安裝鋼平臺鋪板。根據現場實際情況，在安裝腳手架部分暫時不安裝，但應設網以保證安全，在腳手架安裝后應盡快將鋪板安裝就位。

（f）鋼平臺鋪板安裝完后，安裝走道板和格柵板，就位后與鋼平臺鋪板點焊固定（圖12）。

（g）安裝安全圍護網：在鋼平臺部分構件安裝就位連接成可靠安裝單元后，立即開始鋼平臺上部側網的補缺安裝，將安裝好的鋼平臺部位的上部側網（高2 m）全部安裝到位。

2.2.3 外掛腳手安裝

（a）外掛腳手的拼裝：在鋼平臺梁拼裝結束后，立即在地面進行外腳手的拼裝，拼裝順序為外腳手的進場順序。腳手拼裝單元為相鄰的2 個吊架及其中間的走道板和側網。2 個拼裝單元之間安裝的構件按照安裝位置掛在前一個安裝單元的相應部位。按照上述方法依次將所有構件拼裝結束。

（b）在鋼平臺及側網安裝結束后，將原結構施工用的落地腳手拆除13.5 m的高度。

（c）腳手構件的安裝：安裝時用塔吊吊起已拼裝好的構件單元，吊至安裝位置下方，然后用自制吊具將構件吊住，用安裝螺栓將構件同平臺鋼梁相連接，即完成一個腳手單元的吊裝。在相鄰2 個安裝單元吊裝就位后，立即將走道板和側網安裝就位。按照上述方法完成所有外腳手構件。

（d）安裝防墜閘板：在腳手最下層的走道板上安裝厚4 mm的閘板，它用284 mm寬板以Φ16 mm螺栓限位固定，每2 塊走道板之間空開1 mm。提升時退出，施工時閘板封閉，不容許有1 mm以上的物件自高空墜落。鋼平臺外腳手系統安裝示意見圖13。

圖12 鋼平臺鋪設格柵板、走道板

圖13 鋼平臺外腳手系統安裝示意

2.3 鋼平臺系統驗收

整體鋼平臺模板體系安裝完成后，清理鋼平臺和腳手上的雜物，塔吊、泵管、水管及電纜與鋼平臺之間要有足夠的提升間距，鋼平臺上設備須穩固良好。對內外腳手架的垂直度要進行復測，保證垂直度偏差滿足要求。確保操縱室線路電源正常，液壓系統性能良好，使整個系統安全順利施工[6]。

3 安全技術措施

在安裝筒架支撐式液壓爬升整體鋼平臺的模架時，應采用以下安全技術措施：

（a）根據施工進度，在取得現場指定時間和指定卸貨位置后方可進場。因部分鋼梁為超長件，應取得交通部門的許可，并裝車綁扎牢固、堆放合理，禁止散落。

（b）在61.30 m標高處安裝鋼平臺時，懸挑腳手的外立柱應至少高出2 m，距墻面2.5 m，全部用綠網封閉,形成安全圍護。

（c）安裝腳手外側立網時，在碰到鋼平臺安裝支架的位置處，腳手外側立網的最上部一片暫時不安裝，此處用腳手鋼管及綠網臨時封閉。然后，待鋼平臺完全擱置于承重銷上并割除安裝支架后，再拆除臨時封閉并安裝此側網。

（d）由于安裝焊接工作量較大，在61.30 m標高處須布置一定數量的滅火器。施工現場必須嚴格動火申報制度，動火全過程須有專人監護。

（e）安裝鋼平臺的操作人員應經過交底培訓，明確工作內容后方可進行鋼平臺的安裝工作。鋼平臺在按照加工圖和安裝方案安裝完成后，應由設計人員和監理共同驗收，合格后方可使用。

未提及的安全技術要求，按照本工程的《安全專項方案》、《整體提升鋼平臺專項方案》以及國家、上海市的有關規定執行[7]。

4 結語

本文以上海中心大廈主樓核心筒工程為背景，介紹了施工所采用的液壓爬升整體鋼平臺模架的現場安裝技術。在工程施工過程中，采用了工廠制作、地面拼裝單元整體吊裝工藝，安全快速地完成了整體鋼平臺模架的安裝。工程實踐證明，該施工方法安全風險小，可有效加快施工進度，為我國超高層復雜結構體系工程的施工積累了寶貴經驗。