上海國際航空服務中心核心筒液壓爬升整體鋼平臺模架安裝技術研究*

上海建工集團股份有限公司 上海 201114

1 工程概況

上海國際航空服務中心主樓為型鋼混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒混合結構，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，共設置4道內筒隔墻，每層平面主要包含電梯井、衛生間、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，內墻最厚為800 mm，2道伸臂桁架設置于37層。

2 鋼平臺模架體系安裝的特點和難點

根據結構形式、施工工藝，綜合考慮經濟性、安全性等各方面因素，上海國際航空服務中心W-1B地塊主樓核心筒墻體1～3層施工采用常規方法，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模架體系（以下簡稱鋼平臺體系）。

本工程為超高層建筑，安裝施工時須保證安全、快速。為保證工期，各工序之間采用流水線作業方法，材料準備、制作、運輸、組裝、吊裝、焊接、檢驗、涂裝等之間形成搭接。鋼平臺體系采用單元式模塊化設計，現場安裝時各構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，為滿足外圍鋼結構施工，核心筒墻面有凸出的臨時耳板，安裝鋼平臺體系時要保證外掛腳手架與墻面的間隙距離，以免鋼平臺爬升時與耳板相碰，影響施工進度；本工程中鋼平臺體系平面形狀不規則，5個內筒形狀各異，為現場安裝工作增加了一定難度[1,2]。

3 鋼平臺模架體系設計

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

圖1 整體鋼平臺現場

由于本工程核心筒平面形狀呈切角三角形，形體較復雜，施工難度高，設計鋼平臺體系時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、塔吊、泵管等對鋼平臺的影響，同時也要考慮鋼平臺體系長期工作、多次提升、拆分等情況下的可靠性，經過反復論證、多次優化確定出合理的結構布置。

3.1 鋼平臺

鋼平臺在正常施工時位于核心筒混凝土結構面上部，是施工人員的操作平臺，同時也作為鋼筋材料以及臨時設備的堆放場地。鋼平臺由縱橫向主次梁、平臺鋼板、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，鋼板根據現場實際施工情況覆蓋在鋼梁上部。鋼平臺外邊緣距離核心筒剪力墻內壁1.40 m，外圍設置一圈高2 m的防墜擋板網。

3.2 內、外掛腳手架系統

懸掛腳手架由吊架、走道板、底部防墜閘板、側網等組成。懸掛腳手架吊架立桿和鋼平臺鋼梁用螺栓連接，施工時腳手架與鋼平臺同步提升。內、外掛腳手架均分6層，其中上面3層是鋼筋、模板施工區，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，其每層高度為1.90 m。外掛腳手架設置2部上下樓梯，樓梯寬度550 mm。內掛腳手架由安裝在5個筒內獨立的構架部分組成，設有主框架立柱、附墻頂輪以及防傾裝置，每個獨立的井道內設置1部上下樓梯，寬600 mm。電梯設置于其中一個內構架筒內，可以直達鋼平臺，滿足垂直運輸需要。

3.3 鋼柱爬升系統

鋼柱爬升系統包括爬升導軌立柱、立柱底座、上下爬升靴和液壓動力及電氣控制系統等。爬升導軌立柱是提升整體鋼平臺系統的導軌，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體系整體同步提升。動力系統由1套集中控制系統、4臺液壓泵站，24套液壓頂升油缸組成。

3.4 筒架支撐系統

筒架支撐系統由內筒吊架、底部鋼梁、牛腿等組成。每個內筒中，底部鋼梁與內筒架形成獨立的構架。正常工作時，底部鋼梁上的牛腿作為承重構件擱置在剪力墻上，承受施工荷載及鋼平臺自重。鋼平臺體系向上提升時，筒架底部的牛腿內縮，立柱底座支撐在核心筒墻體上，支撐整個鋼平臺的質量。

3.5 鋼大模系統

本工程核心筒大模板從3層施工時使用，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，按辦公區標準層層高4.30 m配置，非標準層施工時上接接高模板。

4 整體鋼平臺安裝工藝流程及驗收內容

4.1 準備工作

在澆筑1～2層筒體混凝土前，鋼平臺擱置牛腿鐵盒進行首次預埋。如豎向鋼筋與預埋盒相碰，應對豎向鋼筋作調整進行避讓，預留孔周邊截斷部分要補強。預埋盒安放好后應由專業人員驗收，檢查牛腿預留孔的標高位置，合格后方可澆筑混凝土。

導軌立柱在3層開始安裝，立柱底座的螺栓孔利用結構的鋼筋來固定，所以，1層開始應調整結構的鋼筋。

鋼平臺安裝支架埋件在澆筑2～3層核心筒混凝土前設置。埋件安裝好以后，設計人員進行驗收，驗收合格后進行混凝土澆筑。

鋼平臺系統安裝之前，標高11.90 m以下墻體施工采用傳統腳手架。為保證安全，外立柱必須離墻面1.50 m，同時高出11.90 m標高2 m。為防止安裝鋼平臺時人、物件等墜落，腳手架周邊設綠網作為安全圍護。

4.2 主要安裝流程

整體鋼平臺模架體系主要安裝流程為[3,4]：

1）澆筑2～3層的混凝土、養護；

2）拆除內模板，拆除核心筒筒體內的腳手架至1層加0.50 m標高處，搭設隔離平臺，準備安裝鋼平臺；

3）根據塔吊起重量和場地情況，內筒架采用分段、分塊吊裝，隨后補缺踏步板和內側網；

4）安裝大模板，并予以臨時固定；

5）分塊安裝鋼梁及鋼平臺鋪板，連接平臺梁和內筒架；

6）向下拆除核心筒外掛腳手架至1層以上0.50 m的標高，安裝外掛腳手架吊架、側網及走道板；

7）安裝立柱導軌、爬升靴及油缸，整體液壓控制系統調試，安裝完畢驗收。

4.3 內筒安裝

構件的進場順序為以筒為單元，共計分5個序號，進場后根據現場的場地布置、塔吊的起吊能力及內筒構件質量，5個內筒均采用分塊分段吊裝。安裝時首先安裝底部鋼梁，隨后按照圖2所示依次吊裝每個內筒框架柱及內吊架，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 內筒安裝分區布置

每個內筒現場安裝步驟為：地面拼裝內構架的大梁及牛腿，使用塔吊吊裝就位并使牛腿水平擱置在預留孔內→吊裝1～6步方管框架柱→將每個面中間部分立柱及側網拼裝后吊裝到位→吊裝其余側網及泵站平臺和圍網，完成1個內筒體拼裝。其余4個內筒均按上述方法依次安裝。

4.4 鋼平臺安裝

1）鋼平臺安裝前，根據控制線進行軸線復測工作，定位出準確安裝位置。

2）如圖3所示，整個平臺梁分為7大塊，鋼平臺安裝順序為從軸到軸，按序號順序進行。首先安裝①平臺構件，用塔吊將拼為整體的構件平放在地面上，將此整體構件的上部側網在地面上安裝到位；采用四點吊裝法將構件吊裝就位，就位時嚴格按照所放中心線進行對中；此構件正確就位后立即與安裝支架進行可靠連接。按此方法直至所有的鋼梁分塊全部安裝完畢。

圖3 鋼平臺梁安裝分區布置示意

3）平臺鋪板在鋼平臺梁全部安裝就位后開始安裝，考慮到之后的腳手架安裝，結合現場情況，部分鋪板暫不安裝，在這些未安裝鋪板的位置設網作為安全圍護。

4）平臺鋪板安裝完畢后，進行走道板、格柵板的安裝，就位后和鋪板點焊固定。

5）鋼平臺構件全部安裝就位，各分塊之間連接固定完畢后，對平臺上部未安裝的側網進行補缺。具體方法為：通過塔吊使側網在鋼平臺上分區域成捆堆放，然后根據布置圖，人工搬運逐個安裝。

4.5 外掛腳手架安裝

1）外掛腳手架在鋼平臺安裝完畢后立即開始拼裝。相鄰2個吊架及吊架之間的走道板、側網拼為一體。

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至相應位置；然后將安裝單元用自制吊具吊住，逐步收緊吊繩，直到吊具承擔安裝單元所有質量；最后用吊具將安裝單元吊裝至指定位置，構件通過螺栓固定于鋼平臺梁底部。一個腳手架單元吊裝完成。

3）按照圖4所示鋼平臺外掛腳手架分區，逐個吊裝腳手架單元。相鄰2個單元就位固定后，立即補缺相鄰單元吊架之間的外側網及走道板。

4）腳手架底部設有防墜閘板，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 電氣控制系統安裝

鋼平臺系統的操作室及泵站平臺均位于內掛腳手架最上面一層，其中操作室高2 m，面積約5.20 m2。電氣控制系統設于操作室中，各種信號傳輸線、電源線鋪設于鋼平臺下，防止電線電纜損傷，避免觸電的危險。施工用電由250A空氣斷路器單獨提供。

圖4 鋼平臺外掛腳手架安裝單元分布

5 安全技術措施

1）根據現場施工情況，在需要安裝構件的堆放地點及進場時間確定后方可進場。貨運司機對路況要熟悉，裝車構件須綁扎牢固、堆放合理，嚴禁散落。

2）安裝時鋼平臺安裝支架會與腳手架外側立網相碰，此位置處用綠網臨時封閉，暫不安裝外側立網。待鋼平臺完全可靠固定于構架柱并拆除支架后，再安裝此網。

3）由于鋼平臺體系安裝時現場需進行焊接工作，在標高11.90 m處要按要求布置滅火器。施工時嚴格執行動火申報制度，動火作業過程中須有專人監護。

4）安裝人員在開始安裝之前要通過培訓交底。安裝完成后，由監理、設計人員共同驗收，合格后才可進行核心筒施工工作。

6 結語

本文結合實例對超高層核心筒施工所采用的整體鋼平臺模架體系進行了介紹，并闡述了現場安裝流程。鋼平臺體系現場安裝時，各構件先在地面組裝成塊，再用塔吊整體吊裝。工程實踐表明，該方法降低了高空焊接的工作量，減小了施工風險，有利于安全作業的同時也可加快進度，使整體鋼平臺模架體系安裝施工安全高效。