独立导向式提升保护屏在超高层结构外框柱中的应用.pdf

技 术 探 讨中国科技投资CHINA VENTURE CAPITAL106独立导向式提升保护屏在超高层结构外框柱中的应用中国核工业华兴建设有限公司仇秀红摘要：超高层结构外框柱独立导向式提升保护屏以单个框柱为防护对象设置，每根框架柱单独设计施工作业平台。作业平台提升采用塔式起重机提升，提升速度快，相对于附着升降脚手架灵活性较高，节约成本。主要部件均为常规部件，可多次周转使用；在工厂加工制作，现场拼装简单方便；施工作业平台安全可靠、操作方便，工效高，独立提升有利于同层框柱流水施工。关键词：外框柱；超高层；平台DOI:10.12433/zgkjtz.20232136一、工程概况某大型商业综合体项目 1 号塔楼为框架核心筒结构，框架柱采用型钢混凝土组合结构，核心筒为钢筋混凝土结构。周边地下室采用混凝土框架结构,结构在建筑第二、三、四避难层设置加强层，沿 3 轴、8 轴剪力墙与框架柱间设置伸臂桁架。核心筒平面尺寸为 27.8m20.5m，核心筒地上共 67 层，结构高 度 299.8m。1 号塔楼周边共有 16 根巨型型钢混凝土框架柱，包括 8 根方形柱，8 根矩形柱，沿高度方向柱截面尺寸逐渐缩小，1800mm1750mm方形柱最后收分为9001000mm，18502000mm矩形柱最后收分为900mm1000mm。采用超高层结构外框柱独立导向式提升保护屏施工技术进行操作施工，在工期、质量、安全与文明施工管理等方面完全受控，达到预期效果，经济效益与社会效益可观。二、施工重难点分析超高层建筑中框架核心筒结构的外框架一般由劲钢混凝土柱、钢管混凝土柱与混凝土梁或钢梁组合的结构形式，且超高层建筑一般外形变化较大，如何确保外框柱混凝土结构安全可靠施工是本项目的施工重点。针对超高框柱施工特点设计了提升式保护屏，作业平台采用定制化生产，单根柱防护平台采用塔式起重机独立提升。保护屏两侧各增加 2 块可翻转的防护板。保护屏提升式，翻板向外折叠，提升就位后翻板展开，对框柱两侧进行有效的安全防护。在结构楼板收截面处角柱各增加 2 套转换平台。将原楼板支撑固定到转换平台上，再将转换平台固定于楼板上。楼板支撑与转换平台、转换平台与楼板均采用螺栓连接方式，解决了四角处结构楼板在 50 层以上向内收截面，8 个角柱一侧楼板支撑无法正常附着于结构楼板上的难题。三、外框柱独立导向式提升保护屏设计根据工程施工特点及施工要求，经过方案比较最终选用一种独立导向式爬升保护屏作为框柱施工时的安全防护及操作平台。爬升式保护屏可作为外防护架及操作架使用，每根柱框柱独立使用一个保护屏，每个保护屏均可单独提升。提升方式为塔式起重机提升，固定方式为楼板支撑固定。该保护屏既解决了安全防护及操作架的问题，又解决了同流水施工的限制。导向式保护屏爬升平台体系包括导轨、平台架体、楼板支撑和锚固系统组成，如图 1、表 1、表 2 所示。主要构件与液压爬升卸料平台相同，本项目 1 号塔楼爬升不采用液压爬升，而采用塔式起重机提升。图 1 系统组成表 1 平台尺寸参数平台宽度/m施工荷载/(kNm-2)上部平台1.341.0下部平台1.343.0技 术 探 讨中国科技投资CHINA VENTURE CAPITAL107表 2 受力杆件参数 单位：kN埋件系统抗拔力F=120抗剪力F=160导轨梯档材料Q235 钢承载力FV=265四、主要施工工艺（一）预埋件安装预留孔用内径32PVC管制作，套管长度为约20cm，根据平面布置图，确定套管位置。套管埋设时需在套管四周加设加强筋，增加锚固点处楼板承载能力，方法为用 4 根 8mm圆钢，长 30cm，横竖各两根绑扎成井字形，将套管围在井字中心位置，井字形网片与楼板钢筋绑扎在一起。锚固点预留孔洞如图 2 所示。图 2 锚固点预留孔洞示意套管放置前，用线锤与下层和隔层预留孔对齐，确保垂直度偏差不大于 10mm，标高与楼层高度一致、位置准确，套管孔应垂直于板面。第一层预埋套管设置后，建立各爬升点的预留孔位置，相对最近轴线的距离尺寸档案，以后各楼层预埋孔要参照档案表，确保预埋孔位置准确。锚固螺栓安装时间应在混凝土浇筑完毕 36h后，承重时间应在混凝土强度达到 15MPa后。（二）保护屏组装保护屏安装过程如图 3 所示。搭设平台，放置导轨 安装工作平台的连接座 安装加筋的脚手钢管 安装导轨吊钩 安装围护龙骨 安装龙骨两侧的护木 安装翻转盖板 安装工作平台 安装围护彩钢板图 3 保护屏安装过程（三）保护屏吊装当结构四层楼板施工完毕，混凝土强度不低于15MPa时，可以吊装作业平台。安装楼板支撑挂座在防护层本层及以下两层楼板安装楼板支撑与挂座，拧紧M30 高强螺栓。将导向板锁定插销向上提起，直至短销完全脱出，将导向板向两边旋转，使其完全打开，放下插销重新插入销孔固定。将挂座的上承重销下放到滑槽底部工作位置，将下承重销上移至滑槽顶部末端，位于休息位起吊装置需使用分配梁，起吊导轨的两根钢丝绳长度应相同，其在分配梁上的位置应使起吊状态下钢丝绳与导轨均处于垂直状态。连接好钢丝绳后用起重机吊起作业平台，施工人员用绳索引导到悬挂点上。作业平台吊装到位，悬挂在承重销上后，将导向板合拢，使其位于工作状态，并用锁定销锁定。安装完成后展开底部及侧面翻板，详细安全检查及验收后投入使用，如图 4 所示。技 术 探 讨中国科技投资CHINA VENTURE CAPITAL108按照以上成本对比分析，该施工作业平台在 12 个月的使用周期内较传统爬架节约费用 63 万元，应用该平台可以产生较好的经济效益。五、结语采用工厂制作加工超高层施工平台，符合建筑业绿色施工、绿色安装要求，同时加快了施工速度。工厂化制作的材料损耗降低，节约原材料，满足国家绿色环保要求。按照图纸安装，安装简捷、快速，提高了工作效率，获得了业主、设计以及监理的肯定及好评，取得了良好的社会效益。参考文献：1叶弘菁,王锐哲,岑飞,等.超高层结构外框楼板新型临边防护体系J.江苏建筑，2019（02）:67-68.2李培臣.高层建筑施工临边的安全防护J.建筑安全,2000(09):8-9.作者简介：仇秀红（1983），女，江苏省盐城市人，本科，工程师，研究方向为施工技术。图 4 作业平台安装示意（四）保护屏验收作业平台提升到位后需对挂座及底部翻板、导轨、操作架仔细检查，验收合格后方可投入使用。严格按照限载重量堆载使用，操作架体上杂物及时清理干净。如遇台风时采用钢丝绳将楼板支撑以上导轨与主体结构拉结固定，防止作业平台因大风倾覆。（五）保护屏提升混凝土楼板施工完毕后强度达到 15MPa时即可准备爬升，爬升前需做好各项准备工作。首先在锚固层上层楼板安装楼板支撑及挂座，然后检查所有挂座锚固螺栓是否紧固，头部抱钩是否抱住导轨并被锁销锁定，承重销是否位于滑槽底部。发现问题及时整改，直到整改合格后方可提升，在作业平台底部的一层楼板边缘安装临边防护栏杆，确保作业平台提升后临边安全。塔式起重机起吊作业平台时，需使用分配梁，连接好钢丝绳后垂直吊起作业平台，提升到指定高度时下落吊钩，将爬升平台单元悬挂在挂座承重销上，封闭盖板，完成爬升。（六）保护屏拆除框柱施工完毕后即可拆除作业平台。拆除以单个作业平台为单位用塔式起重机整体起吊运至地面，在地面进行单元拆解，减少高空作业。按照 1 栋 60 层的超高层建筑进行计算，使用周期假设为 12 个月。单独使用费考虑就该独立提升作业平台与传统现阶段常用的单片式爬架做成本对比分析（见表 3）。表 3 成本分析费用明细提升式作业平台附着升降脚手架比较差额/万元（提升作业平台整体爬架）人工费每次提升需作业人员 4人。人工费 2万/月。合计人工费24万元爬架爬升需作业人员 6人。人工费3万/月。合计人工费 36万元12租赁费每个框柱配置一个提升式保护屏：5 万/月12=60（万元）每个框柱需配置 2个提升机位：11万/月12=132（万元）72管理费每次提升仅2 名安保人员在现场监督即可。管理费约3万元每次提升仅2 名安保人员，且需2 名专职电工。管理费约 6万元3大型机械配合费用需塔式起重机配合进行进退场装卸车、安装、拆除及采用塔式起重机提升。进退场、安装及拆除合计 4 台班，塔式起重机配合提升合计 50 台班。按每台班 0.5 万元计算，总计 27万元需塔式起重机配合进退场装卸车、安装及拆除。合计 6 台班。按照 0.5万元/台班计算，总计 3万元24合计差额63