筒架支撑式整体钢平台模架装备越过伸臂桁架层的施工技术*

朱毅敏 扶新立 秦鹏飞

1.上海建工一建集团有限公司 上海 200120； 2.上海建工集团股份有限公司 上海 200080

1 课题的提出

上海中心大厦位于陆家嘴金融贸易区。工程总占地面积30 368 m2，总建筑面积574 058 m2，其中地上总建筑面积410 139 m2。整个建筑由主楼和裙房组成。主楼地下5 层，地上125 层，竖向分为9 个功能区，1～8区为商业及酒店，9区为观光区，9区以上为屋顶皇冠，总高度632 m；裙房地下5 层，地上5 层，高37 m。绿色可持续发展理念贯穿整个工程建设过程（见图1）。

图1 上海中心大厦效果图

上海中心大厦核心筒采用了上海建工集团自行研制的筒架支撑式整体液压爬升钢平台体系进行混凝土结构施工。施工方便，安全快捷，但在建筑2～8区的避难层中，共有6 道伸臂桁架设置在核心筒的腹墙和翼墙内，平面上呈井字形布置，桁架层的高度为11 m。由于伸臂桁架必须先安装，而钢平台的连系钢梁又阻碍了桁架的吊装，故需要在高空中拆除桁架位置的联系钢梁。因此，钢平台如何越过伸臂桁架，是实现混凝土结构的顺利施工和整体钢平台体系安全爬升[1,2]的重要研究课题。

2 钢平台越过桁架层施工的特点与难点

伸臂桁架在平面上由2部分组成，一部分设置在核心筒内墙和翼墙中，另一部分设置在核心筒外钢框架结构中 与SC1巨型钢柱相连。核心筒内的伸臂桁架上下弦杆牛腿伸出翼墙面约800 mm，伸臂桁架总高度约11 m（图2）。在2～8区的设备避难层中，楼面桁架均位于核心筒外围梁柱框架结构中，用于连接核心筒、巨型钢柱和带状桁架。其中楼面桁架4 个角部上下弦杆牛腿伸出墙面500～700 mm。

由于桁架尺寸和结构安装布置的特点，伸臂桁架与楼面桁架构件在从钢平台顶部吊入核心筒内进行安装时，必然会与钢平台部分联系钢梁相碰，故钢平台部分联系钢梁必须临时解除以满足桁架吊装要求，这将使钢平台整体性遭到破坏。

另外，筒架支撑式液压爬升整体钢平台脚手模板体系在爬升过程中，其外挂脚手部分同样存在与伸臂桁架的牛腿及楼面桁架牛腿相冲突的问题，部分外挂脚手也必须采取相应的避让措施[3]。因此，如何在钢平台部分连系梁拆除和外挂脚手位置改变的条件下，确保整个钢平台体系稳定性和安全性；如何在不影响整体结构施工进度的前提下，方便快捷地完成核心筒结构伸臂桁架层的施工是本课题研究的关键技术[4]。

图2 伸臂桁架效果图

3 过桁架层施工技术

在以往工程实践的基础上，结合本工程实际，我们抓住可拆分这个“牛鼻子”，对筒架支撑式液压爬升整体钢平台模架系统进行了技术改造，并制定了一系列的安全措施，成功地解决了平台模架越过伸臂桁架的难题。

3.1 施工思路及方法

（a）结合钢结构伸臂桁架层分段情况，考虑钢平台爬升的高度，确保平台梁底部至楼层混凝土之间的距离能满足伸臂桁架钢结构分段安装要求。

（b）将钢平台联系钢梁设计成可拆装式，钢结构吊装时，局部相碰的钢梁临时拆除，吊装结束后再重新连接。

（c）为消除联系钢梁拆分影响，控制中间筒内挂架的变形，考虑在平台顶部临时增设2 道拉结。

（d）为避让钢结构牛腿，将外脚手架板设计成可翻转活络式和固定式2 种，保证外脚手架体通道的顺畅。

（e） 确保联系钢梁拆除以及外挂脚手位置变化后整个钢平台体系的稳定和安全，针对变化后的钢平台，进行相关的计算分析以及施工模拟[5]。

3.2 施工工艺流程

（a） 流程一（图3）:在标准层钢平台爬升到位的基础上，继续爬升半层，便于桁架层下一层核心筒的施工。此半层的钢平台爬升，让大模板保留在原位，不随整体钢平台爬升。

（b）流程二（图4） :拆除钢平台东西方向中部联系钢梁，吊装南北方向中部伸臂桁架下弦杆（图5），重新安装钢平台东西方向中部联系钢梁；接着，拆除钢平台南北方向中部联系钢梁，吊装东西方向中部伸臂桁架下弦杆（图6），重新安装钢平台南北方向中部联系钢梁；完成井字形中部伸臂桁架下弦杆安装。

图3 工艺流程一

图4 工艺流程二

图5 南北向中部下弦杆吊装

图6 东西向中部下弦杆吊

其后，拆除钢平台井字形外部联系钢梁，吊装井字形外部伸臂桁架下弦杆，重新安装钢平台井字形外部联系钢梁，完成伸臂桁架下弦杆安装（图7）。

图7 井字外围下弦杆吊装

（c）流程三（图8）:在钢平台和脚手架系统上绑扎n+1层钢筋，拆除大模板，并将大模板固定于悬挂脚手架和内外架支撑系统上，整体钢平台爬升1层。

随后进行大模板安装，紧固对拉螺栓，进行工程验收，准备浇筑核心筒墙体混凝土。其时，利用设置在钢平台顶部的液压混凝土布料机，通过设置的固定串筒，进行n+1层混凝土浇筑，并进行混凝土养护。

（d）流程四（图9）:整体钢平台完成4 925 mm高度的爬升，准备进行伸臂桁架腹杆和上弦杆安装。

图8 工艺流程三

图9 工艺流程四

（e）流程五（图10）:拆除钢平台东西方向中部联系钢梁，吊装南北方向中部伸臂桁架腹杆和上弦杆(图11)，重新安装钢平台东西方向中部联系钢梁；拆除钢平台南北方向中部联系钢梁，吊装东西方向中部伸臂桁架腹杆和上弦杆(图12)，重新安装钢平台南北方向中部联系钢梁；完成井字形中部伸臂桁架腹杆和上弦杆安装。

图10 工艺流程五

紧接着拆除钢平台井字形外部联系钢梁，吊装井字形外部伸臂桁架腹杆和上弦杆，重新安装钢平台井字形外部联系钢梁，完成伸臂桁架腹杆和上弦杆安装(图13)。

图11 南北向腹杆和上弦杆

图12 东西向腹杆和上弦杆

图13 井字腹杆和上弦杆

最后在钢平台和脚手架系统上绑扎n+2层钢筋，进行大模板安装，浇筑核心筒混凝土，并进行混凝土养护。

（f）流程六（图14）: 整体钢平台完成2 675 mm高度的爬升。绑扎n+3层钢筋，安装大模板，紧固对拉螺栓，进行工程验收，准备浇筑n+3层核心筒墙体混凝土。利用设置在钢平台顶部的液压混凝土布料机，通过设置的固定串筒，进行n+3层混凝土浇筑，并进行混凝土养护，完成伸臂桁架层的结构施工。

现场吊装伸臂桁架情况见图15。

4 施工设计方案的确定及其配套机具

4.1 拆除顺序的确定

根据钢平结构体系的特点，由于需要拆除的联系钢梁较多，必须考虑到钢平台拆除后的变形以及钢梁恢复原位的难度。为此，我们在实施前通过计算模型对比以及与钢结构吊装单位沟通，最后确定一个必须遵循的原则，即随拆随装（恢复）。就这样，过一个桁架层分别通过2 次拆装，即可完成伸臂桁架下弦杆和斜腹杆、上弦杆的吊装。

4.2 加设一台简易的台吊

由于整体钢平台联系钢梁拆除、恢复的工作量较大。如果全部依靠大塔吊来完成，将直接影响到桁架吊装施工进度和核心筒施工的绝对工期。为此，我们根据需要拆除钢梁的质量以及分布情况，专门设计一台简易的台吊，能快速、安全配合钢梁拆除、恢复工作。通过现场的实践和改进，较好地满足了施工需要。

图14 工艺流程六

图15 现场吊装伸臂桁架情况

4.3 拆除钢梁结构上的改进

由于每个钢梁在拆除最后一颗螺栓前，都必须用台吊吊住，为此，我们考虑在联系钢梁的两端设置一块小挡板，将其搁置在固定的钢梁上。在拆除螺栓的方法上，先拆除下排的螺栓，然后，先用钢榫敲入，再拆除上排螺栓，最后再敲出钢榫。使钢梁依托2 块小挡板搁置在固定钢梁上。

4.4 中间筒钢梁的拆除方案

由于中间筒无筒架支撑，拆除两边的联系钢梁，无疑会造成整个中间平台的下降，无法恢复原状。为此，我们考虑在拆除平台连梁的一侧，安装了2 台反三角支架，通过支架上的倒链吊住需拆除联系钢梁平台的一端，待桁架吊入墙体后，立即恢复已拆除的联系钢梁。此方法适应中间筒平台联系钢梁的四个方向拆除、恢复，满足伸臂桁架的吊装和施工。

5 安全技术措施

钢平台联系钢梁拆除前须对相关人员进行安全技术交底，严格按施工方案进行操作，严禁违章操作，确保安全顺利进行工作。6 道伸臂桁架层结构施工，安全控制的重点是联系钢梁的拆除和恢复。因此，在施工过程中重点采取了如下措施：

（a）在拆除与桁架相交位置的联系钢梁后，要在平台两侧设置安全警戒线，保证施工人员的安全通行，防止发生意外；

（b）拆除的联系钢梁放在平台上，一定要垫实放平稳，离开临边口还要有一定的安全距离，防止钢梁的坠落和影响施工人员的通行；

（c）拆除的螺栓应有专人进行检验，如有损坏或不符合使用要求，必须更换；

（d）在整个桁架层施工过程中，由于钢平台需进行分批拆除，故在核心筒外侧钢平台上严禁堆载钢筋等较重材料；

（e）钢平台拆除过程中为确保安全，除操作及指挥人员外，其他人员均不得进入钢平台，在临边操作的人员也必须戴好安全带，挂好保险钩；

（f）钢平台拆除时，其下部均须停止作业，不得有与钢平台拆除作业无关的人员进出，并应由专职安全员在现场严格监管；

（g）在拆除中如遇8级以上大风，应立即停止工作，并做好相应的物件稳固工作。

6 结语

筒架支撑式整体钢平台模架装备在超高层结构的施工中优势越来越明显。但是，由于诸如超高层建筑桁架层的结构特点，钢平台在过桁架层时必须在高空对其体系进行局部改变，增加了一定的施工难度和危险性。通过本文所介绍的技术方案，成功地解决了过桁架层的难题，完善了整体钢平台模架技术方案，对我国超高层建筑施工技术的发展起到了一定的促进作用。