钢梁与筒架交替支撑式整体钢平台模架拆除技术

2018-06-29倪冬燕

建筑机械化 2018年6期

倪冬燕

(1.上海建工集团股份有限公司，上海 200080；2.上海高大结构建造工艺与装备工程技术研究中心，上海 201114)

近年来，随着我国城市化的快速推进以及建造技术的飞速发展，各类大型超高层建（构）筑物日益增多，对建造装备技术提出了新的更高的要求。为适应复杂超高层建（构）筑物的施工需求，上海建工集团自主研发了整体爬升钢平台模架装备体系，自20世纪90年代面世以来，经过多代产品升级，已经成为超高层建筑面向现代化建造模式的利器。该装备具有整体性强、承载力高、安全性好、施工高效、施工绿色化程度高、智能化控制程度高等优点，并在上海中心大厦、上海北外滩白玉兰广场等诸多超高层项目实践得到了成功应用。

1 工程概况

南京金鹰广场项目建设用地位于南京市建邺区的应天大街与江东中路交叉口，由裙房区域及3座塔楼（T1、T2、T3）组成，以“品”字形布置（图1），并在200m高空由空中平台连接成整体，形成看似分离却又连和的合体建筑。

图1 南京金鹰天地广场效果图

T1塔楼是一座365.5m高的超高层建筑，共79层。采用钢框架－核心筒结构体系，地上标准层层高主要包括为3.9m、4.3m，在43F、191.5m高度处设置一道伸臂桁架层。核心筒在最顶部位置平面呈长方形，筒体外围尺寸为29.6m×25.4m，共设置4道内筒隔墙，呈“九宫格”形（图2），其中外墙厚度收分至400mm，内墙厚度收分至300mm。

T1塔楼施工采用钢梁与筒架交替支撑式液压爬升整体钢平台模架。该装备由钢平台系统、脚手架系统、钢梁爬升系统、筒架支撑系统和模板系统5部分组成（图3）。整体模架自重共约639t。核心筒施工至77FL+3.2m（354.7m）时开始进行模架装备的拆除工作。

图2 核心筒顶面平面图

图3 模架装备组成示意图

2 整体钢平台模架体系拆除技术难点

基于整体钢平台模架施工至核心筒顶面时的结构特点（图4），经过研究发现，模架装备拆除存在以下6个方面的技术难点。

1)整体钢平台模架体系的拆除高度达354.7m，施工难度较大。

2)整体钢平台模架体系拆除体量大，整个模架架体平面面积达917m2，模架架体高度达21m。

3)整体钢平台模架体系支撑结构复杂，5#内筒为悬挂结构，6#、8#、9#内筒为单边支撑，受力不均衡的格局增加了拆除难度与危险系数。

4)为了便于整体钢平台模架体系的构件地面堆放及解体，除中间5#内筒外，其余内筒第1～4步架体要在高空拆分为4块，解体后的架体容易发生倾覆，这种高空作业的拆除施工难度较大。

5)核心筒结构洞口多，墙体不连续，对临时支撑的设置方式及施工造成一定的影响。

6)用于整体钢平台模架体系临时支撑的支架及预埋件多，须预先设计并布置多种埋件，如支撑埋件、斜拉埋件、固定云梯埋件等。

图4 整体模架装备施工至顶部平面图

3 拆除前准备

3.1 埋件准备

整体钢平台模架拆除前，首先需要完成相关埋件的施工，包括筒架支撑埋件、斜拉埋件、人员撤离云梯埋件以及内筒架侧向支撑埋件。

1）筒架支撑埋件整体钢平台模架体系的6#、8#、9#内筒的筒架支撑系统为单边支撑，在拆除的过程中，需要在第4步钢梁下设置临时支撑，以保证这三个筒的受力均衡及架体稳定。临时支撑需要预先布置支撑埋件（图5）。

2）斜拉埋件整体钢平台模架体系的6#、8#、9#内筒的筒架在第1～6步拆除后，第7步单边支撑需要做斜拉，采用钢丝绳及配套钢丝绳夹一端拉在第7步钢梁上，另一端拉在顶部混凝土墙体面（标高354.7m），防止留存结构倾覆。钢丝绳的锚固需要预先布置埋件（图5）。

3）人员撤离云梯埋件部分内筒在钢平台第7步支撑牛腿伸出墙体后，塔吊起吊前，设置云梯便于拆除人员撤离。云梯的设置需要预先布置埋件（图5）。

4）内筒架侧向支撑埋件钢平台内筒架第1～4步分为4部分进行拆除，为了保证拆除过程中整体钢平台模架体系的平衡，需要在每个筒的4个角部设置侧向支撑。侧向支撑的设置需要预先布置埋件（图6）。

3.2 防护准备

图5 支撑埋件、斜拉埋件、云梯埋件示意图

图6 内筒侧向支撑示意图

模架装备拆除前做好防护准备对于确保拆除过程安全至关重要。主要涉及以下几个方面。

1）内筒架周边临边防护核心筒洞口处墙体缺失，钢平台内筒架需要在墙体缺失处设置临边防护，保证拆除施工人员安全。

2）钢平台顶部临边防护模架体系进行分块拆除，拆除的部分会形成临边，需要按照拆除的顺序及时设置相应的临边防护，杜绝安全隐患。

3）拆除影响范围防护在外围楼板施工层、核心筒内楼板施工层、地面等拆除时可能涉及的影响区域设置安全警戒区域、拉好警戒线，在拆除的过程中，无关人员禁入警戒线内。

3.3 吊点布置及加固

外挂脚手、内筒架及钢梁拆除前须遵循4点吊的原则合理布置吊点。在5#、6#、8#、9#内筒架及钢梁拆除时，上部脚手及钢梁吊离后，下部立柱失去固定连接易发生变形，故设计一可移动吊点吊架（图7），有效解决立柱变形后吊装难题。

图7 可移动吊点吊架

在6#、8#、9#内筒第三段拆除前，吊架关键节点设计钩状对拉结构如图8所示，钩状构件1用M16对穿螺栓固定于吊架，钩状构件2与墙体内埋件焊接，钩状构件1、2如图反向契合对拉。吊架的一侧用3t手拉葫芦固定，另一侧利用钩状构件对拉的形式固定，防止6#、8#、9#内筒第三段拆除后吊架倾斜，有效保证其垂直度。

图8 钩状构件示意图

4 整体钢平台模架体系拆除

4.1 拆除总体原则及顺序

模架装备的拆除按照“先装的后拆，后装的先拆，先拆非承重构件，后拆承重构件”的总体原则进行。

具体的拆除顺序为：结构施工至354.7m整体钢平台模架体系最后一次顶升到位→爬升导轨回提2 200mm高度→拆除液压系统管线→核心筒墙体施工至77F+3 200mm标高停留→进行临时支撑支及埋件施工→杂物及垃圾清理→拆除大模板→拆除外挂脚手及其上部平台梁→拆除5#筒下挂脚手及其上部平台梁→按6#、9#、8#、7#、4#、1#、3#、2#的顺序进行相应内筒架及其上部平台梁的拆除。

4.2 外挂脚手拆除

本工程外挂脚手总重约103t，按分块拆除。先拆除分块顶部的平台盖板和格栅板，断开与相邻分块的连接。第一吊必须从角部开始，然后按照一定方向、分块顺序拆除，拆除最后一吊时，待人员撤离后，方可切断连接进行起吊。每拆除一吊，拆除施工人员随即用钢管与扣件做好临时防护，拉好警戒线。

4.3 内筒架拆除

内筒架拆除按5#内筒架→6#内筒架→9#内筒架→8#内筒架→7#内筒架→4#内筒架→1#内筒架→3#内筒架→2#内筒架顺序依次进行。每个内筒拆除顺序为：内筒架筒体上平台盖板→钢平台顶部钢梁→内筒架第1～4步→油缸、泵站→内筒架第5～6步→爬升钢梁→内筒架第7步。

各内筒拆除的具体步骤如下。

1）5#内筒为悬挂内筒，总重约25.6t，分4个分块进行拆除，每一分块包含平台梁及其下挂脚手。先拆除其与相邻分块之间角部的脚手板和侧网并捆扎固定于将拆除单元上，左右两侧分块两端要做加固梁，以免前后两个分块拆除后架体倾斜变形。拆除完毕人员从剪力墙洞口撤离至相邻筒体。

2）6#内筒总重约46.5t。首先拆除平台盖板及格栅板，平台梁整体调离并做好临边防护，拆除第1～4步及内挂脚手架；随后割除6#内筒液压缸顶部十字梁及泵站顶部雨棚，依次拆除液压缸及泵站、内筒架第5步脚手、第6步脚手、爬升钢梁；在起重钢丝绳受力紧绷后，爬升钢梁上升20mm，打开搁置牛腿油缸控制阀，使牛腿全部脱离预留孔，关闭油阀，检查无误、拆除人员通过门洞或楼梯撤离至下一个内筒架，随后内筒第七步吊离。

3）9#内筒架（总重约46.5t）、8#内筒架（总重约62.5t）、7#内筒架（总重约62.5t）拆除步骤与6#内筒架相同。

4）4#内筒架总重约84.8t，首先拆除平台盖板及格栅板，进行平台梁整体吊离，做好相应的临边防护；随后拆除钢平台控制室，吊离至地面；剩余部分拆除方法与7#内筒架相同。

5）1#内筒架总重约90t、3#内筒架总重约73.3t，拆除步骤与6#内筒架相同。

6）2#内筒架总重约90t，拆除前要将施工升降机与模架装备的连接装置断开，在模架装备底部增加附墙装置，确保施工升降机停靠在模架装备第7步。前期拆除同1#内筒架，在第7步整体拆除时，待塔机钢丝绳固定好起吊20mm后，牛腿完全缩回，人员从施工升降机撤离，开始整体吊离。