施工電梯滾動(dòng)附著系統(tǒng)在武漢長江中心項(xiàng)目中的應(yīng)用*

王 瑋，李健強(qiáng)，楊 勛，譚江蜀，王 帥，單宏亮

(中建三局集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430064)

0 引言

隨著國內(nèi)超高層建筑的飛速發(fā)展，為保證施工效率及質(zhì)量，爬模、頂模系統(tǒng)等新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，不等高同步爬升施工工藝也日益成熟。垂直運(yùn)輸作為超高層建筑的生命線，如何安全、穩(wěn)定、快速地將施工人員、材料等通過施工電梯運(yùn)送至頂模系統(tǒng)的作業(yè)面仍是超高層核心筒結(jié)構(gòu)施工的一項(xiàng)難題。

本文結(jié)合武漢長江中心項(xiàng)目輕量化集成平臺特點(diǎn)及項(xiàng)目特色，詳細(xì)介紹超高層施工電梯滾動(dòng)式附著系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念及安裝關(guān)鍵技術(shù)。

1 工程概況

武漢長江中心項(xiàng)目位于武漢市武昌區(qū)濱江核心地段，塔樓建筑面積為21.9萬m2，地下4層，地上80層，建筑高度為380m。該塔樓為48根外框柱+核心筒結(jié)構(gòu)。

1.1 輕量化集成平臺

長江中心一期工程輕量化集成平臺由鋼平臺系統(tǒng)、支撐與頂升系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、掛架系統(tǒng)及附屬設(shè)施等組成(見圖1)。鋼平臺系統(tǒng)采用200型貝雷片經(jīng)相關(guān)節(jié)點(diǎn)構(gòu)件連接組成，平面尺寸約為35m×30m；支撐與頂升系統(tǒng)共12個(gè)支點(diǎn)，對稱布置在核心筒剪力墻上；掛架系統(tǒng)跨3.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層高，共7層掛架通道，平均每層高2 200mm；模板系統(tǒng)懸掛在平臺下部，用于核心筒施工；附屬設(shè)施主要包括平臺走道板、安全防護(hù)、樓梯、底部翻板等。

圖1 輕量化集成平臺典型立面

1.2 內(nèi)筒施工電梯

核心筒施工期間，內(nèi)部布置1臺雙籠SC200/200施工電梯作為垂直運(yùn)輸設(shè)備，通過該電梯，可將施工人員及材料直接運(yùn)輸至頂部鋼平臺。

2 施工電梯滾動(dòng)附著系統(tǒng)創(chuàng)新技術(shù)

2.1 技術(shù)背景

武漢長江中心項(xiàng)目目前使用最新一代量化集成平臺進(jìn)行核心筒結(jié)構(gòu)施工，而以往的施工電梯附墻技術(shù)和施工方法存在較大局限性，只能將施工人員運(yùn)輸至非模架系統(tǒng)覆蓋樓層，且在模架頂升過程中，施工電梯無法為垂直運(yùn)輸提供保障，因此，急需一種創(chuàng)新系統(tǒng)以提高施工電梯的運(yùn)輸效率。

2.2 創(chuàng)新技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)施工電梯與模架系統(tǒng)同步提升的目標(biāo)，本工程擬采用筒內(nèi)施工電梯集成頂模施工平臺一體化技術(shù)，通過在鋼平臺上固定下掛鋼架，上頂模一段施工電梯在鋼架上進(jìn)行附墻，下掛鋼架由100mm×50mm×6mm方管焊接成650mm×650mm×1 000mm (長×寬×高)的格構(gòu)柱拼接而成，如圖2所示。該施工電梯滾動(dòng)附著系統(tǒng)共設(shè)置3類附墻形式。

圖2 滾動(dòng)附著系統(tǒng)

2.2.1標(biāo)準(zhǔn)附墻

施工電梯標(biāo)準(zhǔn)節(jié)在頂升模架系統(tǒng)覆蓋層數(shù)以下采用Ⅴ形附墻裝置進(jìn)行直接附墻，附墻間距≤9m,最大自由端高度≤7.5m。V形附墻裝置如圖3所示。

圖3 V形附墻裝置

通過附墻座與螺栓將附墻連接座架與剪力墻或梁連接，實(shí)現(xiàn)下部電梯標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與核心筒結(jié)構(gòu)連接。

2.2.2臨時(shí)附墻

在上頂模一段，增加一段下掛鋼架，下掛鋼架通過臨時(shí)附墻與頂模覆蓋層核心筒結(jié)構(gòu)梁或剪力墻連接，如圖4所示。

圖4 臨時(shí)附墻裝置

通過4套M24螺栓將臨時(shí)附著架對稱固定在下掛鋼架下端1.5m處，用M36雙頭螺栓將附墻連接座架與剪力墻或梁連接，在第1道臨時(shí)附墻架豎直方向向上4.4m處安裝第2道臨時(shí)附墻架。

通過松開M24螺栓，即可進(jìn)行下掛鋼架的上下移動(dòng)，通過中部滾輪，即可確保鋼架提升過程中滑輪滾動(dòng)摩擦上升。

2.2.3滾動(dòng)附墻

電梯標(biāo)準(zhǔn)節(jié)在頂升模架覆蓋層采用滾動(dòng)附墻與下掛鋼架進(jìn)行連接，如圖5所示。

圖5 滾動(dòng)附墻裝置

通過螺栓將滾動(dòng)附墻前臂與施工電梯單片標(biāo)準(zhǔn)節(jié)固定，將定制滾動(dòng)附墻的上、下部分套進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)中，下降至下掛鋼架下端0.8，1.8m處并固定，用定制的滾動(dòng)附墻連接件將上、下部分連接固定。然后采用相同措施將后續(xù)滾動(dòng)附墻固定在水平鋼架上，每道滾動(dòng)附墻豎向間距為7.5m。

2.3 結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算

使用MIDAS建模計(jì)算附著鋼架的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和變形。附著鋼架的荷載輸入由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)通過滑動(dòng)附墻傳遞給附著鋼架，通過計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的整體受力得出滑動(dòng)附著單點(diǎn)最大水平力為20kN，荷載系數(shù)為1.5。本設(shè)計(jì)計(jì)算取最危險(xiǎn)設(shè)計(jì)工況，即附著點(diǎn)位于附著鋼架單節(jié)立桿中點(diǎn)位置。

整體結(jié)構(gòu)變形及應(yīng)力如圖6,7所示。由圖6,7可知，整體結(jié)構(gòu)最大變形為2.445mm，小于規(guī)范最大變形限值(L/250=17.6mm)，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范變形要求。整體結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力為191MPa<235MPa(Q235鋼的屈服強(qiáng)度)，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范強(qiáng)度要求。綜上，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足要求。

圖6 結(jié)構(gòu)變形(單位：mm)

圖7 應(yīng)力(單位：MPa)

3 滾動(dòng)附著系統(tǒng)提升技術(shù)

1)安裝鋼平臺下掛鋼架及其臨時(shí)附墻，后安裝滾動(dòng)附墻及標(biāo)準(zhǔn)附墻，滾動(dòng)附墻采用螺栓連接，滾動(dòng)附墻安裝完成后要確保滾輪能在片式標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上自由滑動(dòng)，因此對滾動(dòng)附墻安裝的垂直度及水平度提出較高要求。

2)加高施工電梯標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，同步加高片式標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，待電梯標(biāo)準(zhǔn)節(jié)加高后，拆卸下掛鋼架臨時(shí)附墻，同步提升頂升模架系統(tǒng)及下掛鋼架系統(tǒng)。在頂升過程中，與下掛鋼架一側(cè)相連的附墻件固定不動(dòng)，與電梯標(biāo)準(zhǔn)節(jié)相連的滾動(dòng)件滾動(dòng)于片式標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上，并隨平臺一起頂升，從而確保施工電梯能直達(dá)施工作業(yè)面。

3)滾動(dòng)附墻隨下掛鋼架一起提升，待提升至指定位置后，安裝下掛鋼架臨時(shí)附墻、進(jìn)行滾動(dòng)附墻系統(tǒng)固定，拆卸最下部多余片式標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。

4)完成施工電梯與頂模系統(tǒng)同步提升，待下次提升時(shí)重復(fù)以上1～3步驟。

5)待整體施工至頂層后，拆除附著系統(tǒng)，應(yīng)遵循“一套附著系統(tǒng)及相對應(yīng)高度標(biāo)準(zhǔn)節(jié)同步拆除”的原則，滾動(dòng)附著系統(tǒng)拆除與安裝步驟相反，先拆除滾動(dòng)附墻件，然后依次拆除臨時(shí)附墻、下掛鋼架等。

4 滾動(dòng)附著提升系統(tǒng)的優(yōu)勢

1)施工效率高 通過滾動(dòng)附著系統(tǒng)，可使施工電梯與頂升模架系統(tǒng)一體化，從而實(shí)現(xiàn)施工電梯直達(dá)作業(yè)面的目的，同時(shí)也消除了施工電梯在頂升前后無法使用的真空期，確保電梯能不受影響地進(jìn)行垂直運(yùn)輸，極大地方便了現(xiàn)場人員、材料的垂直運(yùn)輸，有利于提高施工效率。

2)臨時(shí)附墻可周轉(zhuǎn) 本滾動(dòng)附墻系統(tǒng)由3道附墻件、下掛鋼架組成，滾動(dòng)附墻與施工電梯連接穩(wěn)定，下掛鋼架與結(jié)構(gòu)面通過臨時(shí)附墻連接，在提升過程中，下部臨時(shí)附墻拆卸后可周轉(zhuǎn)至上部進(jìn)行附墻使用，周轉(zhuǎn)效率高，節(jié)約材料及成本。

3)可調(diào)節(jié)、適用性強(qiáng) 本滾動(dòng)附墻系統(tǒng)組成部件均具有調(diào)節(jié)、定位功能，可調(diào)節(jié)下掛鋼架與核心筒結(jié)構(gòu)、施工電梯標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間距，從而降低電梯定位難度，適應(yīng)更復(fù)雜的超高層結(jié)構(gòu)施工。

4)安全保障 該系統(tǒng)可使施工電梯在非頂模覆蓋層由標(biāo)準(zhǔn)附墻件與核心筒結(jié)構(gòu)連接，在頂模覆蓋層通過滾動(dòng)附墻連接，保障施工電梯豎向全范圍覆蓋，保障任何情況下人員的疏散，提高了結(jié)構(gòu)及人員的安全性。

5 結(jié)語

1)施工電梯作為超高層建筑垂直運(yùn)輸?shù)纳€，確保施工電梯和頂模系統(tǒng)一體化且互不干擾，是提高超高層建筑施工效率的關(guān)鍵。

2)武漢長江中心項(xiàng)目通過使用滾動(dòng)式附著系統(tǒng)，解決了施工電梯在頂模系統(tǒng)頂升前、中、后期無法使用的核心問題，實(shí)現(xiàn)了施工電梯與頂模系統(tǒng)一體化，施工電梯在任何情況下都可進(jìn)行施工人員、材料的垂直運(yùn)輸，不受其他條件制約。

3)該施工電梯滾動(dòng)附著系統(tǒng)新技術(shù)不僅安裝、拆卸簡易，而且適應(yīng)性強(qiáng)、周轉(zhuǎn)率較高，對保證超高層施工進(jìn)度提供了技術(shù)支撐，也為新時(shí)代超高層建筑的垂直運(yùn)輸提供了新工藝。