施工升降機(jī)與液壓爬模平臺(tái)連接在超高層建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

劉建新 劉軍帥 孔亞陶 邢 亮 孟凡勇

中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司 北京 100102

1 工程概況

北京平安金融中心工程位于北京市豐臺(tái)區(qū)盧溝橋鄉(xiāng)麗澤金融商務(wù)區(qū)E-05地塊，總建筑面積約140 000 m2，由1棟180 m的超高層主樓、1棟18.35 m裙樓和整體5層地下室組成。總占地面積12 000 m2。

項(xiàng)目南鄰鳳凰嘴北路，西鄰金中都東路，北至駱駝灣南路，地塊東鄰E06地塊，北側(cè)為E01地塊，位于西南二環(huán)與三環(huán)之間，距離金融街僅6 km的直線距離。地塊北側(cè)為14號(hào)線地鐵站（在建），東側(cè)為16號(hào)線地鐵站（在建）。建成后將成為國(guó)際一流的、可持續(xù)發(fā)展的智慧型管理大廈，為最終用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，并成為標(biāo)志性建筑。

該建筑主樓上部結(jié)構(gòu)采用型鋼混凝土柱-鋼梁外框-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)組成的混合結(jié)構(gòu)體系。底部通過(guò)跨度約28 m的鋼結(jié)構(gòu)連橋與3層裙房相連，入口大堂設(shè)有穿層柱。外圍框架柱為型鋼混凝土柱，核心筒墻體為設(shè)有鋼骨的鋼筋混凝土墻；核心筒內(nèi)的樓蓋為鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)，核心筒與外框架之間的樓蓋均采用鋼梁＋壓型鋼板現(xiàn)澆混凝土組合樓板。如何在嚴(yán)格的工期內(nèi)完成主樓施工進(jìn)度并確保安全與質(zhì)量，給項(xiàng)目的施工工藝提出了高要求，工程施工難度大。

2 核心筒結(jié)構(gòu)與液壓爬模、施工升降機(jī)設(shè)計(jì)

外框樓板采用鋼梁＋鋼筋桁架樓承板結(jié)構(gòu)，核心筒內(nèi)的樓板為鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)。

根據(jù)核心筒的結(jié)構(gòu)形式，核心筒豎向結(jié)構(gòu)施工采用液壓爬模體系，模板采用鋼模板。地上結(jié)構(gòu)與核心筒相連混凝土梁采用埋件板＋高強(qiáng)螺栓連接。

為方便主樓作業(yè)人員通行與材料倒運(yùn)，在核心筒西側(cè)筒內(nèi)安裝施工升降機(jī)SC200/200（圖1）。

施工升降機(jī)基礎(chǔ)位于地下1層頂板，基礎(chǔ)承受荷載為470 kN，遠(yuǎn)大于地下1層頂板承受荷載。故在地下1層頂板結(jié)構(gòu)梁頂部附加2根鋼梁（H600 mm×300 mm×14 mm×20 mm，Q345B）作為施工升降機(jī)基礎(chǔ)，可滿足承載要求，基礎(chǔ)鋼梁最大位移為0.525 mm，滿足要求；結(jié)構(gòu)混凝土梁截面尺寸為200 mm×800 mm，在施工升降機(jī)荷載作用下的最大剪力為164 kN，最大彎矩481 kN·m，經(jīng)復(fù)核，結(jié)構(gòu)梁滿足截面尺寸與配筋要求（圖2、圖3）[1-3]。

圖1 施工升降機(jī)位置

圖2 基礎(chǔ)鋼梁安裝示意

圖3 施工升降機(jī)安裝示意

施工升降機(jī)上限位碰塊：該碰塊的安裝位置應(yīng)保證吊籠向上運(yùn)行至限位開(kāi)關(guān)碰到限位碰塊停止后，吊籠底高出最高施工層150～200 mm，且吊籠上部距導(dǎo)軌架頂部距離不小于1.5 m。

3 液壓爬模與施工升降機(jī)的連接

我國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始使用爬模，最早是上海的手動(dòng)葫蘆爬模，以模板爬架子，以架子爬模板；80年代中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司（原中建一局四公司）在北京新萬(wàn)壽賓館采用3.5 t液壓千斤頂進(jìn)行模板互爬；隨著爬模施工工藝的發(fā)展，2010年我國(guó)第一部關(guān)于爬模方面的標(biāo)準(zhǔn)JGJ 195—2010《液壓爬模模板技術(shù)規(guī)程》發(fā)布，為混凝土結(jié)構(gòu)工程采用液壓爬升模板施工時(shí)的技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、確保安全和質(zhì)量提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

液壓爬模與施工升降機(jī)的連接方法是在爬模的主平臺(tái)以下的5、6、7吊平臺(tái)開(kāi)洞，使得施工升降機(jī)的導(dǎo)軌架能夠伸入爬模內(nèi)，吊籠能夠與液壓爬模的頂層平臺(tái)與下掛平臺(tái)連接，以便通行（圖4、圖5）。

圖4 施工升降機(jī)與液壓爬模連接平面

圖5 施工升降機(jī)與液壓爬模連接剖面

4 液壓爬模的改進(jìn)

液壓爬模東西向跨度為9 m，在不考慮與施工升降機(jī)連接時(shí)，軸～軸液壓爬模采用3榀通長(zhǎng)桁架（兩端機(jī)位支撐）作為支撐，完全符合計(jì)算及實(shí)際需要（圖6）。

圖6 未考慮與施工升降機(jī)連接的液壓爬模桁架布置

增加與施工升降機(jī)的連接，在液壓爬模的5、6、7平臺(tái)開(kāi)洞后，為避開(kāi)洞口，只能采用2榀通長(zhǎng)桁架與1榀非通長(zhǎng)桁架作為支撐，完全破壞原有架體的整體性與受力性能。經(jīng)過(guò)改進(jìn)與整體建模計(jì)算，再增加1榀非通長(zhǎng)桁架作為支撐（圖7）。

圖7 考慮與施工升降機(jī)連接的液壓爬模桁架布置

經(jīng)SAP2000整體建模（圖8）計(jì)算后得出：?jiǎn)蝹?cè)爬模機(jī)位節(jié)點(diǎn)處水平最大受力71.86 kN，豎向最大受力為135.10 kN；雙側(cè)爬模機(jī)位節(jié)點(diǎn)處水平最大受力0 kN，豎向最大受力為163.15 kN。對(duì)以上述荷載值進(jìn)行主要受力構(gòu)件（包含主橫梁埋件支座端頭板承壓、受力螺栓、承載螺栓與混凝土接觸處的混凝土沖切承載力、承載螺栓與混凝土接觸處的混凝土局部受壓承載力、承重插銷、導(dǎo)軌）的計(jì)算，結(jié)果均滿足要求，計(jì)算階段通過(guò)。

圖8 施工升降機(jī)位置液壓爬模整體建模模型

5 核心筒內(nèi)樓板安全防護(hù)優(yōu)化

核心筒內(nèi)安裝電梯，安裝位置借用正式電梯井道，受井道尺寸限制，井道內(nèi)安裝完施工電梯后，施工電梯與筒內(nèi)樓板距離為200 mm。因核心筒內(nèi)樓板為混凝土梁板，梁板鋼筋及模板支設(shè)需要操作空間，導(dǎo)致樓板在施工過(guò)程中無(wú)法達(dá)到施工電梯運(yùn)行安全距離要求，施工電梯無(wú)法通過(guò)樓板作業(yè)層，人員不能通過(guò)施工電梯上下爬模，從而改由消防樓梯通行，使施工電梯使用效率大大降低。

受以上條件限制，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用在施工電梯與樓板梁之間增加硬防護(hù)的方式，將施工電梯運(yùn)行與樓板梁施工劃分為2個(gè)獨(dú)立空間，在樓板鋼筋綁扎及模板支設(shè)過(guò)程中，施工電梯正常上下通行（圖9）。

6 液壓爬模、施工升降機(jī)現(xiàn)場(chǎng)施工與試運(yùn)行

圖9 硬質(zhì)防護(hù)安裝平面

計(jì)算階段可行，實(shí)際情況需進(jìn)一步改進(jìn)。在核心筒爬模施工至F12層開(kāi)始安裝施工升降機(jī)，據(jù)相關(guān)安裝方案完成升降機(jī)安裝后，對(duì)液壓爬模5、6、7層平臺(tái)與下掛平臺(tái)進(jìn)行安全防護(hù)施工。電梯防護(hù)門采用具有企業(yè)標(biāo)識(shí)的成品防護(hù)門，其他部位的臨邊防護(hù)采用40 mm×40 mm鋼絲網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)，確保臨邊防護(hù)安全（圖10、圖11）。

圖10 液壓爬模5、6平臺(tái)臨邊防護(hù)

圖11 液壓爬模7平臺(tái)臨邊防護(hù)

在確保安全的前提下，進(jìn)行施工升降機(jī)的試運(yùn)行，升至液壓爬模7層平臺(tái)，運(yùn)行正常。因施工升降機(jī)與液壓爬模垂直方向搭接了2層，故液壓爬模每爬升2層，施工升降機(jī)需頂升1次，頂升高度為2次液壓爬模爬升高度。

7 結(jié)語(yǔ)

目前國(guó)內(nèi)超高層建筑很多，施工升降機(jī)與液壓爬模平臺(tái)連接的方法在以往工程中極少應(yīng)用。通過(guò)本項(xiàng)目對(duì)施工升降機(jī)與液壓爬模的優(yōu)化，使二者得到很好的連接，方便現(xiàn)場(chǎng)施工，進(jìn)一步驗(yàn)證了該工藝的可行性。