施工升降机与液压爬模平台连接在超高层建筑结构施工中的应用

刘建新 刘军帅 孔亚陶 邢 亮 孟凡勇

中建一局集团建设发展有限公司 北京 100102

1 工程概况

北京平安金融中心工程位于北京市丰台区卢沟桥乡丽泽金融商务区E-05地块，总建筑面积约140 000 m2，由1栋180 m的超高层主楼、1栋18.35 m裙楼和整体5层地下室组成。总占地面积12 000 m2。

项目南邻凤凰嘴北路，西邻金中都东路，北至骆驼湾南路，地块东邻E06地块，北侧为E01地块，位于西南二环与三环之间，距离金融街仅6 km的直线距离。地块北侧为14号线地铁站（在建），东侧为16号线地铁站（在建）。建成后将成为国际一流的、可持续发展的智慧型管理大厦，为最终用户提供优质服务，并成为标志性建筑。

该建筑主楼上部结构采用型钢混凝土柱-钢梁外框-混凝土核心筒结构组成的混合结构体系。底部通过跨度约28 m的钢结构连桥与3层裙房相连，入口大堂设有穿层柱。外围框架柱为型钢混凝土柱，核心筒墙体为设有钢骨的钢筋混凝土墙；核心筒内的楼盖为钢筋混凝土梁板结构，核心筒与外框架之间的楼盖均采用钢梁＋压型钢板现浇混凝土组合楼板。如何在严格的工期内完成主楼施工进度并确保安全与质量，给项目的施工工艺提出了高要求，工程施工难度大。

2 核心筒结构与液压爬模、施工升降机设计

外框楼板采用钢梁＋钢筋桁架楼承板结构，核心筒内的楼板为钢筋混凝土梁板结构。

根据核心筒的结构形式，核心筒竖向结构施工采用液压爬模体系，模板采用钢模板。地上结构与核心筒相连混凝土梁采用埋件板＋高强螺栓连接。

为方便主楼作业人员通行与材料倒运，在核心筒西侧筒内安装施工升降机SC200/200（图1）。

施工升降机基础位于地下1层顶板，基础承受荷载为470 kN，远大于地下1层顶板承受荷载。故在地下1层顶板结构梁顶部附加2根钢梁（H600 mm×300 mm×14 mm×20 mm，Q345B）作为施工升降机基础，可满足承载要求，基础钢梁最大位移为0.525 mm，满足要求；结构混凝土梁截面尺寸为200 mm×800 mm，在施工升降机荷载作用下的最大剪力为164 kN，最大弯矩481 kN·m，经复核，结构梁满足截面尺寸与配筋要求（图2、图3）[1-3]。

图1 施工升降机位置

图2 基础钢梁安装示意

图3 施工升降机安装示意

施工升降机上限位碰块：该碰块的安装位置应保证吊笼向上运行至限位开关碰到限位碰块停止后，吊笼底高出最高施工层150～200 mm，且吊笼上部距导轨架顶部距离不小于1.5 m。

3 液压爬模与施工升降机的连接

我国从20世纪70年代开始使用爬模，最早是上海的手动葫芦爬模，以模板爬架子，以架子爬模板；80年代中建一局集团建设发展有限公司（原中建一局四公司）在北京新万寿宾馆采用3.5 t液压千斤顶进行模板互爬；随着爬模施工工艺的发展，2010年我国第一部关于爬模方面的标准JGJ 195—2010《液压爬模模板技术规程》发布，为混凝土结构工程采用液压爬升模板施工时的技术先进、经济合理、确保安全和质量提供了标准依据。

液压爬模与施工升降机的连接方法是在爬模的主平台以下的5、6、7吊平台开洞，使得施工升降机的导轨架能够伸入爬模内，吊笼能够与液压爬模的顶层平台与下挂平台连接，以便通行（图4、图5）。

图4 施工升降机与液压爬模连接平面

图5 施工升降机与液压爬模连接剖面

4 液压爬模的改进

液压爬模东西向跨度为9 m，在不考虑与施工升降机连接时，轴～轴液压爬模采用3榀通长桁架（两端机位支撑）作为支撑，完全符合计算及实际需要（图6）。

图6 未考虑与施工升降机连接的液压爬模桁架布置

增加与施工升降机的连接，在液压爬模的5、6、7平台开洞后，为避开洞口，只能采用2榀通长桁架与1榀非通长桁架作为支撑，完全破坏原有架体的整体性与受力性能。经过改进与整体建模计算，再增加1榀非通长桁架作为支撑（图7）。

图7 考虑与施工升降机连接的液压爬模桁架布置

经SAP2000整体建模（图8）计算后得出：单侧爬模机位节点处水平最大受力71.86 kN，竖向最大受力为135.10 kN；双侧爬模机位节点处水平最大受力0 kN，竖向最大受力为163.15 kN。对以上述荷载值进行主要受力构件（包含主横梁埋件支座端头板承压、受力螺栓、承载螺栓与混凝土接触处的混凝土冲切承载力、承载螺栓与混凝土接触处的混凝土局部受压承载力、承重插销、导轨）的计算，结果均满足要求，计算阶段通过。

图8 施工升降机位置液压爬模整体建模模型

5 核心筒内楼板安全防护优化

核心筒内安装电梯，安装位置借用正式电梯井道，受井道尺寸限制，井道内安装完施工电梯后，施工电梯与筒内楼板距离为200 mm。因核心筒内楼板为混凝土梁板，梁板钢筋及模板支设需要操作空间，导致楼板在施工过程中无法达到施工电梯运行安全距离要求，施工电梯无法通过楼板作业层，人员不能通过施工电梯上下爬模，从而改由消防楼梯通行，使施工电梯使用效率大大降低。

受以上条件限制，结合现场实际情况，采用在施工电梯与楼板梁之间增加硬防护的方式，将施工电梯运行与楼板梁施工划分为2个独立空间，在楼板钢筋绑扎及模板支设过程中，施工电梯正常上下通行（图9）。

6 液压爬模、施工升降机现场施工与试运行

图9 硬质防护安装平面

计算阶段可行，实际情况需进一步改进。在核心筒爬模施工至F12层开始安装施工升降机，据相关安装方案完成升降机安装后，对液压爬模5、6、7层平台与下挂平台进行安全防护施工。电梯防护门采用具有企业标识的成品防护门，其他部位的临边防护采用40 mm×40 mm钢丝网进行防护，确保临边防护安全（图10、图11）。

图10 液压爬模5、6平台临边防护

图11 液压爬模7平台临边防护

在确保安全的前提下，进行施工升降机的试运行，升至液压爬模7层平台，运行正常。因施工升降机与液压爬模垂直方向搭接了2层，故液压爬模每爬升2层，施工升降机需顶升1次，顶升高度为2次液压爬模爬升高度。

7 结语

目前国内超高层建筑很多，施工升降机与液压爬模平台连接的方法在以往工程中极少应用。通过本项目对施工升降机与液压爬模的优化，使二者得到很好的连接，方便现场施工，进一步验证了该工艺的可行性。