施工升降機(jī)超高層施工優(yōu)化解決方案

寧順建 廣東神豐工程機(jī)械有限公司

1 工程概況

某中心建筑為汕頭高層綜合住房項(xiàng)目二期工程，它是依托廣東省汕頭市華僑經(jīng)貿(mào)文化綜合合作實(shí)踐示范區(qū)建設(shè)金融服務(wù)中心的重要綜合載體，連接著東西部重要的經(jīng)濟(jì)地帶，項(xiàng)目目標(biāo)就是在粵東新地標(biāo)中建設(shè)城市豪宅、國際商業(yè)等，幫助汕頭達(dá)到新國際高度。本工程項(xiàng)目的建筑施工管理技術(shù)主要目的是，用于依托該大型甲級(jí)高層住宅項(xiàng)目b棟地區(qū)的建筑項(xiàng)目，該大型甲級(jí)高層住宅項(xiàng)目b棟地區(qū)的建筑項(xiàng)目的總占地面積和總結(jié)構(gòu)規(guī)劃中的建筑面積分別也都是23045.81m2和22607.9m2，共有兩棟，而塔樓和最高高層建筑的總結(jié)構(gòu)高度分別也都是4 棟和147m，屬于一個(gè)超高層的住宅項(xiàng)目。采用不同的新型無梁式一層樓蓋主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為地下室的一層頂板，板厚350mm。地下室、負(fù)二層和負(fù)二層高度分別為2 層、3.8m 和5.4m。項(xiàng)目共安裝4 臺(tái)施工升降機(jī)，在優(yōu)化了基礎(chǔ)施工工藝后，4臺(tái)施工升降機(jī)均選擇地下室頂板作為基礎(chǔ)。

在高大施工階段應(yīng)用升降機(jī)的過程中，主要會(huì)遇到兩個(gè)問題，分別是導(dǎo)軌架具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，吊籠缺乏可靠的供電性。其為施工升降機(jī)提供了承力構(gòu)件支持，想要使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠得到保證，并實(shí)現(xiàn)對(duì)其自重和成本的降低，就需要從分段設(shè)計(jì)方案方面，對(duì)導(dǎo)軌架進(jìn)行加強(qiáng)，因此需要采用復(fù)雜的工藝來制造和安裝設(shè)備[1]。施工升降機(jī)如果需要架設(shè)在高處，那么還需要做好吊籠供電問題。目前的供電方案中最為成熟的就是電纜滑車供電，也就是采用截面較大和較小的固定電纜和隨行電纜來為吊籠供電。采用該方式進(jìn)行供電存在較高的故障率，并且由于電纜長(zhǎng)，電壓降過大，導(dǎo)致空中停機(jī)[2]。

2 方案選擇

2.1 方案的選擇

施工升降機(jī)基礎(chǔ)有多種做法，并都有優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)，具體如下所述。

（1）地下室底板做基礎(chǔ)

具有如下優(yōu)點(diǎn)：①地下室的底板要求具有較高的配筋率，底板一般應(yīng)該是在超過500mm 以上厚度，牢固性也比較強(qiáng)；②另一個(gè)，在地下室作為基礎(chǔ)底板，能夠便于地下室對(duì)材料的運(yùn)輸[3]。

（2）地下室頂板澆筑基礎(chǔ)

優(yōu)點(diǎn)就是不用在地下室進(jìn)行頂板開洞，基本可以實(shí)時(shí)施工所有項(xiàng)目，施工并不復(fù)雜。

缺點(diǎn)就是：①通常來說，地下室頂板無法進(jìn)行大配筋，因此需要對(duì)配筋進(jìn)行加大，需要投入更多的成本。②基礎(chǔ)在經(jīng)過澆筑后的高度會(huì)超過地下室頂板，需要設(shè)置一個(gè)斜坡道作為進(jìn)出通道，加大了運(yùn)輸難度[4]。

3 方案優(yōu)化及計(jì)算驗(yàn)證

本項(xiàng)目地下室無梁樓蓋頂板厚350mm，整間加腋大板板厚h=h1/h2=200/350，加腋板加腋部分水平長(zhǎng)度1500mm，無梁樓蓋板面筋配筋為18@200mm×200mm，底筋配筋為12@50mm×50mm。針對(duì)兩種做法的優(yōu)缺點(diǎn)及結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際情況，本團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了施工方案。選擇高層地下室電梯屋面基層頂板配筋，作為本次施工的電梯升降機(jī)頂板基礎(chǔ)，不再要求添置頂板配筋，不再要求設(shè)置施工預(yù)埋的頂板地腳螺栓。在二層建筑物完成主體內(nèi)部結(jié)構(gòu)至一定的結(jié)構(gòu)樓層內(nèi)后當(dāng)需要將二層施工電梯升降機(jī)植筋安裝至二層地下室的二層頂板時(shí)，采用增加高強(qiáng)度的鋼螺桿釘和植筋等多種方式將二層施工升降電梯的一層基礎(chǔ)上植筋安裝在二層施工升降電梯的基礎(chǔ)上，安裝好后，在二層的兩個(gè)地下室均分別進(jìn)行了不銹鋼管的植筋回頂和基層加固。此解決模式方案既可以同時(shí)減少大批量的生產(chǎn)費(fèi)用，也便于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)原材料的合理運(yùn)輸，又可以滿足安全的設(shè)備使用。地下室高層屋面雨棚頂板的基層配筋結(jié)構(gòu)效果圖如1所示[5]。

圖1 地下室頂板配筋圖

4 導(dǎo)軌架優(yōu)化方案

施工升降機(jī)目前最大能夠在620m高處架設(shè)，為了使導(dǎo)軌架能夠具有良好的強(qiáng)讀，并且能夠變得更輕，減少所需的制造成本，就需要對(duì)導(dǎo)軌架的每一段進(jìn)行加強(qiáng)，也就是需要將最弱的結(jié)構(gòu)安裝在140m的頂部高度處，采用了4.5mm后的主弦管，以120m 為間距對(duì)其下部進(jìn)行逐步加強(qiáng)，采用了6mm、8mm、10mm、12mm厚的主弦桿。如果所對(duì)接的導(dǎo)軌架強(qiáng)度不同，就需要對(duì)過渡型轉(zhuǎn)換節(jié)進(jìn)行設(shè)置。同時(shí)想要在安裝時(shí)做到邊界區(qū)分，就需要將顯著的特殊標(biāo)記設(shè)置于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上[6]?？偟膩碚f，由于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)具有許多種類，制造和安裝都十分復(fù)雜，因此，如果無法在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行正確的安裝，就會(huì)導(dǎo)致安全隱患的引流。此外，在進(jìn)行施工的過程中，如果需要在300m 高處固定升降機(jī)導(dǎo)軌架，由于升降導(dǎo)軌架存在較大的軸承彈力和較大的應(yīng)力變形，缺乏良好的剛性，就會(huì)在正常運(yùn)行升降吊籠時(shí)出現(xiàn)劇烈地震顫[7]。

根據(jù)現(xiàn)有的方案能夠更加完善，因此對(duì)方案進(jìn)行了創(chuàng)新，也就是在整個(gè)導(dǎo)軌架上安裝4.5mm 厚的主弦桿，并距離底部100m 處安裝一套豎向承力附著系統(tǒng)，以此來承擔(dān)垂直方向的所有荷載力。采用附著系統(tǒng)來承擔(dān)豎向力，不僅能夠?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)節(jié)提供更優(yōu)的配置，并且能夠使結(jié)構(gòu)變得更加安全，同時(shí)也減少了改變導(dǎo)軌架彈性變形給升降機(jī)施工帶來的影響。

在導(dǎo)軌架中通過對(duì)該方案的應(yīng)用，理論上來說每一個(gè)導(dǎo)軌架的高度都是100m，在對(duì)部分特殊項(xiàng)目進(jìn)行施工的過程中，需要結(jié)合施工需求，采用安全規(guī)范來處理施工升降機(jī)，可以拆除會(huì)影響底部施工的部分導(dǎo)軌架，在正常使用上部不會(huì)對(duì)施工造成影響的升降機(jī)，從安裝和拆卸的環(huán)節(jié)入手，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行大幅簡(jiǎn)化。

5 供電優(yōu)化方案

在超高層施工階段應(yīng)用升降機(jī)時(shí)，可以采用當(dāng)前的電纜滑車供電方式，也就是采用固定和隨行這兩種電纜來供電，其中需要在導(dǎo)軌架上對(duì)固定電纜進(jìn)行固定，以此來降低電壓，采用大截面的電纜作為固定電纜[8]。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜自重的減輕，同時(shí)在電纜滑車上更加可靠的使用電纜，就需要采用小截面的隨行電纜。采用此類方式供電雖然能夠?yàn)槌邔犹峁╇娔?，但是無法在使用期間實(shí)現(xiàn)對(duì)部分問題的克服，例如大風(fēng)力狀況下采用易斷芯的電纜會(huì)中斷吊籠供電，導(dǎo)致電纜滑車無法正常運(yùn)行等，樓層高，電壓降過大，導(dǎo)致施工升降機(jī)突然停機(jī)現(xiàn)象，滑觸線是現(xiàn)階段超高層使用較多的方式。

而在超高層施工中使用施工升降機(jī)專用滑觸線供電（如圖2、圖3所示），則可以有效解決上述問題。施工升降機(jī)專用滑觸線為剛性體，采用分段式模塊化設(shè)計(jì)，每根長(zhǎng)度為3016mm（與施工升降機(jī)兩節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的長(zhǎng)度一致），通過螺栓固定在導(dǎo)軌架上。同時(shí)該滑觸線采用插拔式設(shè)計(jì)，安裝拆卸方便，聯(lián)接可靠，并且在使用過程中，如果中間部位的一根出現(xiàn)故障，也能方便的進(jìn)行維修或更換。施工升降機(jī)專用滑觸線外殼采用聚錄乙烯材料，具有絕緣效果好，耐用性高的特點(diǎn)，另外為了降低成本及防盜，其內(nèi)部導(dǎo)體均采用鋁合金導(dǎo)體。

圖2 豎向承力附著示意圖

實(shí)際使用時(shí)，將滑觸線隨導(dǎo)軌架的加高分段逐步安裝在導(dǎo)軌架上，并將集電器安裝在吊籠上，通過碳刷與滑觸線接觸取電，吊籠上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，碳刷可自由在滑觸線槽中移動(dòng)。理論上，施工升降機(jī)專用滑觸線可以隨導(dǎo)軌架無限加高，當(dāng)高度較大時(shí)，為了減小電壓降，可以采用分段供電的方式[9]。

6 結(jié)束語

目前施工升降機(jī)的解決模式方案,既可以同時(shí)減少大批量的生產(chǎn)費(fèi)用，也可以便于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)原材料的合理運(yùn)輸，又滿足安全的設(shè)備使用。因?yàn)樵诘趸\上沒有額外安裝電纜，能夠大幅提高吊籠有效載荷的能力