龚 寅

上海建工七建集团有限公司 上海 200050

现代建筑业的迅速发展，建筑施工工艺的不断创新，新设备、新技术的大量涌现，促进了超高层建筑施工技术的发展。例如，在超高层建筑施工中使用的整体提升钢平台模架系统被大量运用到主体结构施工中去。整体提升钢平台模架系统的工作原理是通过上部的爬升立柱进行整体爬升工作，然后由下部的支撑牛腿伸进结构剪力墙内承担整个钢平台的荷载。

但是，超高层建筑一般都集办公、酒店、观光等功能于一体，致使局部结构整体缺失。由此产生的问题就是结构施工时所使用的大型模板爬升设备不能与结构本身产生可靠的支撑，爬升及附着的支撑点无法正常受力，从而加大了施工难度并产生巨大的安全隐患。

1 研究现状

通常情况下，超高层建筑的施工空间相对狭窄，采用合理的模板施工方案至关重要[1]。液压自动爬升工艺在高层建筑施工中，具有施工速度快、操作简洁、工程质量好、省时、成本较低等特点[2]。

当前国内对超高层整体钢平台体系的研究不多，既有文献通常是根据工程实例将模板及脚手架的施工工艺与设计分开考虑，而对钢平台整体化的施工技术归纳及理论研究较少[3]。

任海波[4]针对新型多功能组合式爬模体系设计及应用进行了研究，设计出一种新型爬模体系，并且首次将自行研制的内外墙体液压爬升系统成套技术引入大型复杂核心筒立体交叉施工作业中[5]。

2 整体提升钢平台简介

以上海建工集团股份有限公司自行研制的钢柱筒架交替支撑式整体液压爬升钢平台模架体系为例，该体系由钢平台系统、内外挂脚手架系统、爬升机械系统、液压动力电气控制系统、大模板系统等5部分组成。通过钢梁组成的钢平台与外挂脚手架连接，形成一个全封闭的施工操作环境。

钢平台利用钢牛腿搁置在核心筒墙体上，利用导轨立柱承重，油缸相互交替顶升，带动整体钢平台体系的爬升（图1）。

图1 整体提升钢平台构造

3 爬升设备辅助支撑系统工作原理

超高层结构爬升设备辅助支撑系统包括临时混凝土结构梁，用于实现超高层竖向结构局部缺失所导致的大型模板爬升设备无法与结构本身支撑及完成提升工作，临时混凝土结构梁按楼层标高在墙体缺失部位设置，钢格构柱固定于临时混凝土结构梁上，使整体提升钢平台下部支撑牛腿搁置在钢格构柱上，从而保证钢平台的荷载通过格构柱传至临时结构梁上。临时混凝土结构梁下部排架支撑体系加密（图2），且保留至上部结构施工完毕[6]。

图2 临时梁下部排架支撑示意

在超高层竖向结构局部缺失所导致的大型模板爬升设备无法与结构本身形成可靠支撑并完成提升工作的情况下，利用增加的临时结构梁来承受大型模板爬升设备工作的作用力。

这样做的好处在于墙体缺失部位临时结构与主体结构同时施工，不耽误工期，施工工艺简单，相比全部重新施工临时剪力墙结构，后期混凝土拆除量小。且临时梁上所使用到的埋件、钢镫、格构柱都为现场废旧材料所制，后期拆除后又可周转利用，降低工程成本。

辅助爬升系统用于实现在超高层竖向结构局部缺失的情况下，大型模板爬升设备与结构本身形成可靠支撑及完成提升工作的功能，临时混凝土结构梁按楼层标高伸进缺失部位两侧柱子，梁上焊接格构柱及预埋钢镫，格构柱为钢平台支撑牛腿搁置点，钢镫为钢平台爬升立柱作用点（图3）。

图3 钢平台爬升立柱及牛腿搁置位置示意

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

测量放线、标高标注→焊接格构柱→搭设模板排架→绑扎钢筋、放置埋件→浇捣上层梁混凝土→钢平台提升

4.2 操作要点

辅助爬升系统与结构同步施工，钢平台提升后，在下层临时梁表面的埋件上焊接格构柱，格构柱用于钢平台完成提升作业后搁置支撑牛腿。然后进行上层临时梁的排架体系搭设并对钢镫位置下部进行加密，再进行支模、绑钢筋、放埋件及浇捣混凝土施工。等结构混凝土强度满足钢平台提升要求时，进行钢平台提升作业，操作要点如下：

1）临时梁的截面及配筋根据钢平台具体的受力要求确定（本工程临时梁的截面为600 mm×600 mm），混凝土强度满足钢平台提升条件后，方可进行钢平台提升作业。

2）根据爬升立柱作用点，在混凝土梁上对应放置用工字钢制作的钢镫，使钢平台在提升时爬升立柱的荷载作用在钢镫上。

3）梁下部排架支撑保留不拆，并且钢镫位置下部排架按要求加密。支撑排架扫地杆、水平杆及剪刀撑等设置到位，确保整体的稳定性。

4）牛腿处位置在梁上预埋埋件，埋件上面根据牛腿底部标高焊接格构柱，使牛腿受力时正好搁置在格构柱顶上。格构柱与预埋件满焊连接固定，竖向垂直度满足要求。

4.3 质量保障措施

1）混凝土坍落度严格控制在14 cm以下，现场专人测控误差不大于1 cm，每隔2 h测试一次，及时调整坍落度值，解决坍落度过大或过小问题。

2）严格按方案要求搭设临时梁下部排架体系，控制好顶托悬臂高度，并在钢镫位置进行立杆加密。

3）控制好格构柱预埋件及梁内预埋钢镫的放置位置，确保钢平台提升及正常作业时，爬升立柱及支撑牛腿满足受力要求。

4）严格控制格构柱的焊接质量，并以自检、互检、专检的形式进行全数复核。

4.4 安全防护措施

1）在钢平台上内外周边均有高2 m的挡板，由角钢框加钢丝网组成，防止人、物等坠落；所有脚手架外侧均有侧网封闭，由角钢框加钢丝网组成，防止人、物等坠落。

2）脚手架底部有闸板，在钢平台使用时闸板闸至墙体，以防物件坠落。

3）在钢平台上有7处安全通道，由底部钢板及高1.5 m的扶手栏杆组成，钢平台上所有人员必须由安全通道从核心筒的一侧行进至另一侧。

4）在钢平台上堆放钢筋等材料时，应平均分布并尽量将材料堆放在核心筒内侧的钢平台上，不得集中堆载。

5）如遇8级以上大风，应在迎风面的外脚手架内设置数道由脚手钢管做的支撑，顶紧墙体，来减小风荷载给钢平台带来的影响。

6）如遇 6 级以上大风或大雨、大雪、大雾等恶劣天气情况，不得提升钢平台；钢平台顶升前，所有与钢平台顶升无关的人员必须离开钢平台。

7）钢平台顶升前应将所有闸板松开，并由专人检查，保证钢平台与核心筒结构在没有钩、拉、碰等的情况下顶升钢平台。

5 工程案例概况

上海国际航空服务中心W-1B地块工程基地面积19 790 m2，总建筑面积194 485.5 m2。超高层塔楼为51层楼的单体，结构总高度236 m，为型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构，外立面整齐规整、无外突不规则结构，因此适合采用整体提升钢平台进行核心筒结构的施工。

6 工程应用情况

由于37层以上结构图纸变更，本工程核心筒竖向结构从39层标高以上轴线处墙体不随楼层标高继续往上延伸（图4），导致此部位整体提升钢平台的2个爬升立柱及2个支撑牛腿无法搁置，故采用临时结构支撑的方法使钢平台正常使用（图5）。

图4 上海国际航空服务中心墙体缺失示意

图5 辅助爬升系统安装位置

目前本工程已结构封顶，进入外幕墙安装阶段。监测数据及现场实际施工效果表明，此系统有效地辅助了整体提升钢平台的正常提升作业，起到了结构缺失部位每层隔离的目的（图6、图7）。

图6 辅助爬升系统现场

图7 预埋钢镫与格构柱位置

本系统施工工艺简单，与主体结构同步施工，且后期混凝土拆除量小，避免了混凝土凿除产生的噪声和扬尘问题，减少了垃圾的产生。同时，所使用到的埋件、钢镫、格构柱等都为现场废旧材料所制，降低了工程成本，方案优化后节约各类材料费约88万元，节约了人工费约75万元，共计节约成本163万元，具有显著的社会效益和经济效益。

7 结语

随着社会经济的发展，超高层建筑如雨后春笋般出现。超高层结构爬升设备辅助支撑系统的出现，解决了在设计变更墙体缺失情况下，钢平台无法提升的难题，具有广泛的应用前景。