超高层结构施工垂直运输方案技术研究.pdf

建筑施工第4 5 卷第8 期1587STRUCTURECONSTRUCTION施结构超高层结构施工垂直运输方案技术研究邹德华上海建工一建集团有限公司上海200120摘要：基于工程实际，对超高层结构施工过程中，因结构整体平面面积小而导致的垂直运输困难的问题进行了研究。通过在不同施工阶段使用不同塔吊，并充分利用有限空间对施工升降机的布置进行及时调整，顺利完成了施工。总结的经验可为类似项目提供参考。关键词：超高层结构；工业建筑；垂直运输；施工电梯中图分类号：TU758文献标志码：A文章编号：1 0 0 4-1 0 0 1(2 0 2 3)0 8-1 5 8 7-0 3DOl:10.14144/ki.jzsg.2023.08.026Research on Vertical Transportation Scheme TechnologyforConstructionofSuperHighRiseStructuresZOUDehuaShanghai Construction No.1(Group)Co.,Ltd.,Shanghai 200120,ChinaAbstract:Based on engineering practice,the problem of vertical transportation dificulties caused by the small overallplane area of the super high-rise structure during construction is studied.By using different tower cranes at differentconstruction stages and making full use of limited space to adjust the layout of construction elevators in a timely manner,the construction is successfully completed.The summarized experience can provide reference for similar projects.Keywords:super high-rise structure;industrial buildings;vertical transportation;construction elevator1工程概况高速电梯试验塔和核心技术试验平台建设项目位于上海市闵行区江川路8 1 1 号上海三菱电梯有限公司厂区内，主要功能为高速电梯试验。该项目地下3 层，地上3 3 层，建筑高度2 3 6 m，北侧及西侧为3 层裙房，东侧为7 层低速试验区，总建筑面积3 0 3 4 1 m。裙房采用钢筋混凝土框架体系，试验塔核心筒采用钢筋混凝土筒体结构，3 1 层至屋顶层采用大跨钢梁组合楼板，3 3 层楼面设置有阻尼器。核心筒标准层层高为7.5 m。项目效果如图1 所示。图1 项目效果图作者简介：邹德华（1 9 8 8 一），男，本科，工程师通信地址：上海市浦东新区福山路3 3 号（2 0 0 1 2 0）电子邮箱：1 0 1 9 6 8 5 4 9 6 收稿日期：2 0 2 3-0 3-1 62方案综述高速电梯试验塔和核心技术试验平台建设项目建筑高度为2 3 6 m，因此垂直运输成为了项目建设过程中的“生命线”。本项目核心筒外围尺寸约为2 5 m25m，标准层井道面积超过2 0 0 m，标准层结构如图2 所示。井道井道井道23三安全钳井道北三联通卷扬机井道8钢平台南三联通井道井道井道井道7456图2标准层建筑平面示意项目在围护结构及工程桩施工过程中材料运输均采用汽车吊，土方开挖开始前，在现场安装1 台ST6015塔吊用于材料的运输。由于本项目基坑开挖深度普遍在1 5 m以上，因此地下室施工期间垂直运输主要依靠ST6015塔吊。高速电梯试验塔的一大特点在于其3 3 层楼面上有1 台主动阻尼器，该阻尼器可主动制造水平荷载，以模仿超高层建筑在水平风荷载下的微小晃动。由于该阻尼器质量158820238BuildingConstruction邹德华：走超高层结构施工垂直运输方案技术研究较大，拆分后最大单件质量仍然达到9 t，为满足阻尼器吊装，主体结构施工至3 层后，现场进行塔吊置换，重新安装1台STT293塔吊，由于该塔吊安装时，顶部3 层钢结构还未深化完成，因此后期钢结构的深化均根据塔吊吊重来进行设计。随着主体结构不断升高，为了满足施工人员以及二次结构砌块的垂直运输，结合现场实际情况，决定在核心筒内南侧试验井道安装1 台双笼施工升降机。由于上述井道内需要安装电梯井道试验所需的钢结构，在其他井道条件成熟后，重新安装2 台单笼施工升降机，随后拆除双笼施工升降机进行后续钢结构施工(-2 。工程后期，建设单位1 台试制梯投入使用，完全满足少量人员及材料垂直运输，此时拆除北侧三联通内2 台单笼施工升降机。3塔吊方案根据现场实际条件，塔吊设置在核心筒南侧。塔吊基础采用高桩承台基础，在工程桩施工时，在塔吊基础位置新增4 根e850mm的钻孔灌注桩作为格构柱的支撑。为了满足ST6015和STT293塔吊的安装需求，钻孔灌注桩均按照支撑要求更高的STT293塔吊来设计。待结构施工至3 层后，现场ST6015塔吊置换为STT293塔吊。STT293塔吊安装高度为2 4 3 m，共设8 道附墙装置。由于现场施工采用局部小钢平台-附着式升降脚手架的模架体系，为了提供塔吊附墙装置安装的操作平台，爬架在南侧（即塔吊安装侧）专门开了2 个豁口，安装附墙装置时，可在豁口处搭设脚手架。爬架南侧的豁口如图3 所示，爬架豁口、钢平台以及结构施工面的关系如图4 所示。图4 中结构施工至2 2 层楼面标高，此时塔吊第5 道附墙装置（位于第42标准节）的预埋件已处于爬架豁口范围中（爬架内的阴影部分），此时现场利用混凝土浇筑完成后的养护时间进行附墙装置安装和塔吊升节，在不影响工期的条件下完成了2 道工序。爬升柱22层架豁口第5 道附墙装置图3爬架南侧豁口图4 相关结构的位置关系按照STT293塔吊的使用说明，每道附墙装置上部最多可悬臂1 5.5 节标准节。为了使塔吊与钢平台立柱之间保持安全距离，同时保证每次塔吊升节时附墙装置处于爬架南侧的豁口中，塔吊升节时的施工面以及塔吊附墙装置的预埋位置，均需要提前计算好。最终确定好塔吊附墙装置标高以及安装附墙装置时各关键节点的标高。第2 至第4 道附墙装置的相关数据绘制于图5，可以看到，安装附墙装置所处的工况，附墙装置埋件均位于爬架豁口中（2 条虚线之间），此时附墙装置埋件已暴露出来，现场只需在爬架上搭设临时脚手架即可提供附墙装置安装的工作面。爬架豁只底标高140附墙理件标高爬架豁口顶标高130施工面标高钢平台爬升柱顶标高120塔吊大臂标高19层11010016层908013层706050234附墙装置道数图5第2 第4 道附墙装置安装时各节点位置关系4施工升降机方案综合现场结构平面布置（见图2），关于施工升降机设置，最初有以下方案预想，1）本项目采用局部小钢平台，最为理想的施工升降机布置位置应为钢平台所在井道，这样施工人员以及部分材料可以通过施工升降机直达施工平面。然而钢平台所在的2个井道尺寸较小，只能满足安装1 台单笼电梯的空间要求，且该井道在1 层所在位置是进入核心筒的主要入口，若安装人货梯则会影响进出核心筒的路线，因此该方案不可行。2）在核心筒外围设置施工升降机，因为核心筒南、西和北侧结构均有洞口，方便人货梯进入结构。由于西面和北面处有裙房，因此可以设置施工升降机的最佳部位在核心筒南侧。然而，核心筒南侧有三联通井道，若电梯设置在此处，进入核心筒内部的通道宽度将受到很大程度限制，仅能满足施工人员走动，而无法满足大型机具通行。加之南侧洞口本身宽度为4 m，而双笼电梯安装好的宽度约为4.2 m，也会一定程度上影响电梯使用，因此该方案也不可行。3）利用核心筒内部井道。本项目本身为电梯试验塔，井道较多，南北2 个三联通井道空间较大，满足双笼施工升降机安装。不足的地方在于：井道在施工过程中，由于标准层高为7.5 m，型钢支撑脚手架每2 层需搭设1 道，并设置硬隔离。在人货电梯升节的过程中，需拆除相应楼层标准节及电梯所在位置的脚手架和硬隔离。由于电梯使用过程中顶部必须具有硬隔离，而本项目每2 层设置1 道硬隔离，因此，电梯安装高度与施工面高建筑施工第4 5 卷第8 期1589邹德华：超高层结构施工垂直运输方案技术研究度相差在2 个标准层，电梯无法直达施工面。由于南北两侧三连通井道内部均还有钢结构，因此，后期为了给钢结构施工腾出工作面，施工升降机必须提前拆除，此时，垂直运输还需另想办法（考虑利用建设单位的消防梯作为临时转换）。综合上述情况，最终确定的方案以利用核心筒内部井道为基础，在南侧三联通井道安装1 台双笼施工升降机。每次在需要设置井道硬隔离楼层楼板浇筑前，拆除其下1 道硬隔离，完成施工升降机升节，待本层楼板浇筑完毕后，在井道处铺设型钢，搭设脚手架并设置硬隔离，这样升节后的施工升降机便可进入正常工作状态。北侧三联通钢结构先行进行施工，待南侧三联通井道钢结构施工时，拆除施工升降机。实际施工过程中，北侧三联通钢结构施工完成后，结构还未封顶，建设方无法提供消防电梯作为转换，为了提供其南侧三联通钢结构的施工工作面，需在北侧三联通重新安装施工升降机。由于北侧三联通内此时已被钢结构分割成3 个井道，无法提供足够空间安装双笼电梯，因此，为了满足垂直运输量，决定在北侧安装2 台单笼施工升降机。北三联通井道内的施工升降机安装过程中，也遇到了以下问题：1）由于核心筒3 2 层高为1 4 m，根据相关规范及人货电梯使用说明，2 道附墙装置的间距不得大于1 0 m，因此在该楼层中间位置必须增设1 道附墙装置。由于新增附墙装置所在平面位置在3 2 层结构空间内没有实体结构以供拉结，因此立墙施工时，预先埋设钢板，待附墙安装时，将1 条钢梁通过埋件进行焊接，从而为施工升降机附墙提供拉结点。如图6 所示。14301430钢梁标准节附墙架内笼30004315001.50022002200图6施工升降机附墙新增钢梁2）考虑到3 3 层配电间内有大量柜箱，新增施工升降机必须安装至3 3 层以满足垂直运输，而本层楼面为钢梁组合楼板，因此该层楼板施工时，电梯所在范围内的钢梁以及压型钢板必须延后施工，涉及的范围如图7 所示。施工过程中，压型钢板的底筋与面筋均预留出浇筑界限，以方便预留孔洞处的混凝土浇筑，北侧与剪力墙接触的部分，考虑后期植筋，使得后浇的板与核心筒之间充分连接。14301430黑色部分为因安装施工升降机而暂缓施工的钢梁，阴影部分为因上述钢梁而暂缓施工的组合楼板图7因安装施工升降机而后施工的部位5转换电梯方案为满足北侧三联通施工升降机拆除后的垂直运输，经与业主协商，决定先行进行核心筒西南侧7 井道（B3一3 1层）和2 9 一3 3 层消防电梯深化，从而将这2 台电梯的安装完成时间提前，以解决施工升降机拆除后的垂直运输问题。6结语1）塔吊的位置和选型必须提前确定，通过确定最大吊装物件的质量来进行塔吊选择。本工程受到阻尼器最大单件质量9 t的限制，选择了STT293塔吊，随后的钢结构深化也均根据该塔吊能力来进行。2）施工升降机位置要根据现场实际情况确定，本工程中，施工升降机既不能按照钢平台的传统布置方式，将电梯与钢平台直接相连，也不适宜在核心筒外侧设置，最终借用了结构本身井道来设置施工升降机。3）塔吊及施工升降机的升节要尽量不影响工期。本工程施工过程中，均在混凝土浇筑前进行升节工作，该时段现场基本没有垂直运输需求。4）垂直运输在时间上的搭接很重要。普通工程基本上是塔吊一塔吊和施工升降机一施工升降机一消防电梯的转换这样的搭接模式。本工程因为情况特殊，中途需更改施工升降机的位置，由于一开始建钢结构设计未及时跟上，因此很多井道内的工况在最初做垂直运输方案的时候没有依据，导致后期施工升降机变更位置。对于性质较为特殊的工程，考虑垂直运输方案时，应该尽可能想到各种工况，从而使得方案更为高效。参考文献1黄大巍,李风,毛文杰,等.现代起重运输机械 M.北京：化学工业出版社,2 0 0 6.2范俊祥.塔式起重机 M.北京：中国建材工业出版社,2 0 0 4.