超高层异形结构施工升降平台方案选择与实施,土木工程施工论文

超高层异形结构施工升降平台方案选择与实施,土木工程施工论文＼1、工程大概情况西部国际金融中心项目位于成都市锦江区东大街，总建筑面积为29.3万m2，是集办公、商业、酒店、住宅四大功能于一体的超高层综合性建筑，由4栋超高层建筑组成。1号主塔楼共56层，高240.85m;2号银行大楼共39层，高169.95m;3号住宅楼共46层，高148.10m;4号住宅楼共47层，高149.55m。本工程为整体地下室，共5层，采用筏板基础。1，2号楼为框架核心筒构造，构造造型复杂，呈倾斜内收形式，外墙为玻璃幕墙;3，4号楼为剪力墙构造，外墙为铝板幕墙。1号主塔楼构造设计由八边形渐变成四边形的框架核心筒异形构造。华而不实东、西面两直线边从地下5层到地上35层往内有从118mm到48mm逐层减小的构造内收，合计每方向总计内收达3.5m;南面、北面两直线边从地下5层至地上35层往内有从350mm到80mm逐层减小的构造内收，合计每方向内收达10m;4个角部斜边也逐层往内收15～85mm，并且从两端往中间内收逐层变短，在斜边中间逐层向内凹进去为不规则形。该塔楼位于成都市东大街10-3号地块，北临东大街，西临磨坊街，东临清安街，南面为规划道路处，主体施工时外围防护十分重要，对高层施工升降平台使用要求及外侧、底部和异形构造大角处逐层密封防护要求极高，必须确保高空作业安全。4个大面构造外边线是大截面劲性混凝土柱，施工升降平台爬升时与型钢外箍加强柱模的处理是需要重点关注的问题。每层建筑面积达2000m2左右，主塔楼采用2台塔式起重机作为主体施工垂直运输主要设备，施工升降平台爬升过塔式起重机附臂的处理也是本工程重大难点。2、方案选择1)方案1该主塔楼高240m，若采用传统的型钢悬挑外架防护，需搭设屡次、多段，搭设安装工作量大，工人高空作业危险性大。2)方案2若采用传统的外架防护，不管是双立杆配合单立杆均不能知足规范要求，且零散构件多，需占用垂直运输设备，影响主体施工作业，难以保证本工程的工期要求;且主塔楼为内收的异形构造，搭设传统的外架防护与主体构造的空隙会随着每段搭设高度的增加而逐步变大，工人施工作业环境差，穿插作业多，高空坠物现象难以避免，这也是整个工程最重要的安全危险源。3)方案3采用整体提升的施工升降平台作为外防护体系。考虑以上因素，并实际调查项目周边其他规则的超高层构造采用施工升降平台的效果，项目部经太多次论证研究，在安全防护设计和安全管理措施以及保证穿插施工的安全性方面综合考虑，决定采用整体提升的施工升降平台作为主塔楼异形构造的外立面施工防护，不但能够知足施工工期、安全要求，而且整体提升的防护体系美观大方，可有效提升项目的外在形象，展示项目雄厚的施工安全技术水平。3、施工升降平台设计与安装3.1施工升降平台设计本工程设计的施工升降平台必须为变化的，且架体变化和机位变化必须符合变化的构造外边线(变长或缩短)，还要符合构造上、下边长及斜度的变化，这是斜向爬升架体设计的关键。需要统计8～35层楼层各边线周长，找出变化规律和楼层变化角度，设计的导座附着处也需做成相应角度;根据楼层收缩变化规律设计升降平台每层的机位布置，确定平台斜向爬升的关键过渡层，包括斜向爬升转垂直爬升;构造外边的变长和缩短，设计可伸缩折叠架调整架体相接处的间隙变化;针对斜边中间逐层向内凹进去变为不规则情况时，设计定型钢制挂架。高层施工升降平台构造主要由附墙导座、导轨主框架、架体折叠单元、提升、防坠、防倾、控制等系统组成(见图1)。华而不实附墙导座、导轨、提升、防坠、防倾、控制等系统同通用智能导座式升降脚手架一致;架体折叠单元由内外立杆、型钢脚手板、斜撑杆、剪刀撑杆、外侧钢丝防护网、外侧密目安全网、内挑翻板等组成，由工厂制作为定型构件并折叠起来以方便运输，现场打开即可迅速吊装就位。3.2施工升降平台安装1)吊组装工艺流程预留螺栓孔安装准备架体单元组装架体配件组装架体单元吊装架体固定连接架体校正施工升降平台内外密封防护配电线路安装智能系统安装升降平台验收。2)吊安装注意事项当新的吊装段到达待安装处时，应首先用导轴将待安装架段与已安装高层施工升降平台侧立杆的孔对齐连接好;吊装到平面布置图中连接板处时，用螺栓组件将连接板和外侧防护钢丝网与架体折叠单元牢固连接好后才吊装另一侧的架体折叠单元;当吊装到端部或转角阳角处时，折叠单元对外的端部应在地面将端部封网用螺栓组件装在高层施工升降平台端部。4、施工升降平台斜向爬升及斜向爬升转垂直爬升处理根据1号主塔楼每层构造外边线变化采取增减机位方式方法:斜面采用斜向爬升方式，导座附梁处根据楼层变化角度做相应角度，即于导座背板处加焊垫板做成相应角度;施工升降平台在施工至35层和36层时，上部千斤顶顶住导轨往外移，下层三角铁件拧松拉住导轨往内拉，即通过2次上顶下拉调整斜向爬升变为垂直爬升。从裙楼结束后的8层开场使用高层施工升降平台进行外墙防护，使用高层施工升降平台最大周长172.9m，升降平台提升高度从8层(标高37.600m)到机房层(标高239.950m)共202.35m。在8层初次安装时共布置10组54个高层施工升降平台机位，可提升到15层;16层时第2次在斜边与直线边局部处重新拆除、安装后为10组50个机位，可提升到20层;21层时第3次在斜边与直线边局部处重新拆除、安装后为10组42个机位，可提升到26层;27层时第4次在斜边与直线边局部处重新拆除、安装后为8组34个机位和4组3层脚手板、2层挂腿的定型钢制挂架，可提升到34层;35层时在4个角处第5次吊安装后为2组42个机位，垂直爬升可提升到顶。5、异形变化构造的高层施工升降平台内外密封和防护处理5.1密封和防护处理1)当架体折叠单元吊装就位后，应将架体折叠单元大、小翻板均打开，施行底部密封和内侧防护。2)转角处用花纹钢板以工厂制作和现场制作相配合全部密封到位。3)构造转角处用专用密封板或密封翻板封闭。4)高层施工升降平台整个外侧均用带框架的定型钢板拉伸菱形孔网全封闭。5)1号楼在8～35层时，由于每个面都在变化，每个分组处的端部空隙也都在变化，为确保安全，在每个分组处的端部都安装端部封网，高层施工升降平台折叠架架体端部也用定型钢板拉伸菱形孔网全封闭。5.2倾斜面内收处间隙变化处的处理倾斜面内收处因构造变长和缩短，架体相接处变化使间隙变大，造成架体断开过大，存在内、外侧安全防护隐患，故拟在该变化处使用2.0m长可伸缩式折叠架。2.0m伸缩式折叠架的构造是在2.0m折叠架每步架内安装上、下滑轨，再安装1个带上下滑轮、立杆、脚手板、定位装置、翻板、外侧防护网及可在2.0m折叠架内滑动和定位的组合式可伸缩式折叠架。当相邻处距离加大时，内架往外推出与邻架相接，然后用插销使之与外架固定即可。5.3异形大角部封闭处理在28～34层4个角处构造内缩变化太大，高层施工升降平台架体无法随构造的变化而进行调动，因而在28～34层4个角构造内缩变化处使用专门设计制作的3层脚手板、2层挂腿的定型钢制挂架，且外侧安装与高层施工升降平台一样的双层钢丝防护网对其提供可靠的施工操作平台和有效的安全防护，定型钢制挂架2层挂腿附着固定在构造板上(见图2)，两端钢脚手板可搭挂在构造板上，外侧立杆处用钢丝绳斜拉到上层构造上承载。当主体施工完一层后，利用塔式起重机逐层吊升并安装固定和斜拉卸荷。6、施工升降平台爬升时与其他设备的处理措施6.1施工升降平台与塔式起重机附臂的处理措施本工程1号塔楼2台塔式起重机已经确定设置在西南角和东北角处，塔式起重机附臂因构造主体逐层内收而变化，很难排除与升降平台架体立杆的干预。故调整修改原塔式起重机正式附臂的位置，并且每台塔式起重机再增加5道临时附臂，确保了塔式起重机附臂都在施工升降平台架体下方，不影响升降平台的升降作业(1号塔楼以中间温度后浇带分成2个片区流水段作业，升降平台也分为2个片区先后向上爬升)。假如采用吊桥式折叠架过塔式起重机附臂，其方式方法为:当高层施工升降平台升降时碰到上几层塔式起重机附臂影响平台升降时，则现场拆除并移开影响升降的那层脚手板和外侧防护钢丝网，升降过后将所有拆除件立即恢复到位即可。当底层脚手板影响升降时，则先用粗麻绳将翻转脚手板斜拉好并固定好，然后拆去底层翻转脚手板影响翻转的水平面上的连接螺栓，拆除并移开影响升降的那层脚手板处的外侧防护钢丝网后，再将翻转脚手板拉起并固定好，待升降过后立即将所有拆除件和翻转脚手板恢复到位并固定。6.2施工升降平台与物料平台之间的技术处理措施1号塔楼共设置6个物料平台，物料平台与平台架体之间的技术处理措施如下:拆除1个2.4m折叠架架体单元下面2层脚手板和外侧防护钢丝网，在架体中间往两边分别按1.8m和2.5m每层各留2个32mm预留孔，然后安装附墙支座和自升降物料平台。施工升降平台折叠架拆除脚手板和外防护钢丝网的两个端部，在架体内安装端部封网。6.3施工升降平台碰到架空楼层(没有边梁情况)或楼层较高时技术处理措施1号楼在38层高由标准层高4100mm变为4800mm，39层为5600mm，40层为3750mm，41层以上为4100mm，由于38层东侧为酒店大堂，层高9350mm，故在39层板面位置东面无边梁无板，东面高层施工升降平台在39层无法附着在构造上。经过协商采用下面方式方法使施工升降平台顺利爬过39层:解决防护高度不够问题38，39层层高共增加2200mm，为使高层施工升降平台通过这两层时外围有可靠防护，东面所有架体需接长3000mm;导轨需加长5000mm。解决附着点安全问题因架体加高且39层无法附着，为确保安全减轻机位荷载，拟在东面每2个机位间增加1个机位。解决架体自由端部过高问题当架体顶部附墙支座在38层，架体防护施工40层主体构造时，架体顶部悬臂高度太大，采取在38层楼层内侧用小吊挂件连接斜拉到老导轨顶部处，减小悬臂高度和防止架体外倾。详细施工步骤如此图3所示。7、结束语7.1超高层异形构造设计施工升降平台时注意事项1)防护平台设计加工前需仔细核对设计图纸，根据设计图纸每层的变化来布置机位、设计防护平台的加工尺寸。2)机位布置设计完毕，初步方案定稿后，要及时将施工升降平台安装、爬升荷载反应给原图纸设计单位复核构造边梁等构件的承载力安全性。3)根据异形构造尺寸及外边线变化情况确定爬升方式方法。4)根据异形构造每层的变化情况确定转角、异形大角部、楼层边及防护架体外边的封闭技术措施。5)机位和导轨布置考虑与构造边的柱等构件的距离，如距离尺寸太小，当柱支完模板后会发生与机位导轨相碰现象，须调整机位与导轨的位置。6)提早把平台爬升和塔式起重机附臂顶升的关系理出来并确定对应技术措施，避免爬升经过中出现二者冲突现象。7)提早将平台与物料平台位置、外用施工电梯等设备的关系标注出来及确定对应的技术措施。8)严格根据设计的防护平台方案预留预埋件以便保证后续施工升降平台的吊安装顺利进行。9)楼层层高变化较多且部分楼层层高较高或出现部分楼层无边梁时，施工升降平台爬升经过中难免会碰到施工层防护高度不够、架体悬臂过长或无法附着爬升情况，要提早施工到相应楼层时及时解决问题。7.2超高层施工升降平台的优势具体表现出其优势为:极大地改善了作业环境，临边作业如同室内一般。消除了危险脚手架的搭设拆除作业。加快了主体施工进度，不占用塔式起重机，提高了其他工序工效。全封闭，有效防止高空坠落事故和火灾事故，安全可靠、管理省心，提升了工地形象。节能减排效果明显，材料进出少，数量丢失少。以下为参考文献:［1］歧加宽，印杰，施金健．施工升降平台在高层建筑施工中的应用［J］．建筑施工，2020(11):1075-1077．［2］北京钢铁设计研究总院．GB500172003钢构造设计规范［S］．北京:中国计划出版社，2003．［3］JGJ2022018建筑施工工具式脚