超高层建筑钢结构快捷式辅助安全措施施工技术

作者:张宏勇 年全军 张福川 靳峰
单位:珠海华发城市运营平台管理有限公司
摘要:目前, 超高层建筑发展迅速, 全国各地涌现出大量的超高层建筑。超高层建筑除地下室结构、桁架加强层、转换层以外存在较多层数的标准层, 标准层的结构及施工工艺相似。珠海十字门中央商务区标志塔楼是集甲级写字楼、超五星级酒店以及相关配套功能的地标性超高层建筑, 建筑面积146 828m2, 最高点标高328.8m。对其标准层施工相关的安全、方便、快捷式辅助安全措施进行详细的阐述。相关措施的应用确保了钢结构施工的安全性, 保证了安装精度并取得了良好的社会经济综合效益。
关键词:高层建筑 钢结构 操作平台 安全措施 施工技术
作者简介:作者简介: 张宏勇, 高级工程师, E-mail:zhy1160@163.com;

 

1 工程概况

珠海中心大厦集甲级写字楼、超五星级酒店以及相关配套功能的地标性超高层建筑。总建筑面积146 828m2, 建筑高度328.8m, 地面以下2层, 地面以上65层, 其中首层~35层为甲级写字楼区, 36~顶层为超五星级酒店区。建筑外形轮廓随高度变化, 平面形状沿竖向从带切角的三角形渐变为接近圆形, 再由圆形渐变至与底部方向相反的带切角的倒三角形。外框钢结构由12根设置在建筑外圈的框架钢柱及层间框架钢梁构成, 并在35~37层内布置有12榀腰桁架及4榀伸臂桁架 (见图1) 。

2 钢结构施工辅助安全措施

2.1 外框柱安装操作平台

2.1.1 操作平台结构构造

图1 标志性塔楼效果Fig.1 The landmark tower building

图1 标志性塔楼效果Fig.1 The landmark tower building

 

超高层外框钢柱安装所需的操作平台通常做法为:钢柱吊装前采用型钢焊接在柱头位置, 形成操作平台框架, 然后铺设跳板。此做法工作量大、辅材浪费严重、平台整体不强, 施工过程中易发生高空落物等安全隐患, 安全性严重不足。

针对外框柱安装操作平台, 施工前期项目部通过精心策划、方案论证及大量的施工模拟等工作, 最终确定了该平台的结构形式如图2所示。

图2 操作平台Fig.2 Working platform

图2 操作平台Fig.2 Working platform

 

该操作平台分框架1与框架2进行加工, 施工时将框架1与框架2用安装螺栓连接成整体进行安装, 待钢柱安装、焊接探伤完毕后将框架1与框架2分别进行拆除, 放置在地面, 对平台内的施工垃圾进行清除, 再次安装。操作平台首次安装如图3所示。

图3 操作平台首次安装Fig.3 The first installation of working platform

图3 操作平台首次安装Fig.3 The first installation of working platform

 

本工程中的操作平台兼做焊接作业及测量作业平台使用, 较好地与焊缝防风防雨措施、测量仪器支架配套使用 (见图4) , 极大地提高了施工效率、保证了工程质量、降低了施工风险及成本。

图4 操作平台配套使用Fig.4 Working platform support equipment

图4 操作平台配套使用Fig.4 Working platform support equipment

 

2.1.2 操作平台制作要求

外框柱安装操作平台制作时采用全焊接节点, 制作要严格控制焊接变形, 防止几何尺寸变化导致无法安装, 在制作过程中, 需要制作专用的加工胎架, 以方便控制平面尺寸和焊接变形。

2.1.3 操作平台安装要点

外框柱安装操作平台分为2块, 安装时先安装靠近核心筒侧的一半 (核心筒侧有环向、径向钢梁, 对操作平台的支撑点较多, 较为稳定) , 然后安装另外一半操作平台, 将连接螺栓拧紧后塔式起重机松钩。整个操作过程中, 安装人员始终戴好安全带, 确保施工过程中的人员安全。

2.1.4 经济效益

常规钢结构安装操作平台采用型钢焊接、铺设木跳板搭设, 材料损耗、人工浪费较为严重且安全性不理想, 尤其拆除时较为危险。常规操作平台的费用为1 332 000元;改进后的操作平台费用为70 000元。直接经济效益:1 332 000-70 000=1 262 000元。

2.2 外楼层水平悬挑钢防护平台

由于超高层建筑高度较高, 立面存在多工种多工序的交叉作业, 高空作业等级为特级, 安全形势严峻。通常将超高层外楼层临边位置设置水平悬挑防护棚, 防护棚通常做法由预埋件、钢管、木模板、安全网等组成。此种防护棚对于超高层建筑而言工作量大、搭设时操作人员危险性较高、周转较为困难、整体性差 (临海、台风多发地区水平防护的整体性能尤为重要) 。

本工程采用的水平悬挑钢防护平台克服了上述难题, 较好地满足了超高层建筑对外立面水平防护的要求, 水平悬挑钢防护平台具体做法如图5所示。

由于建筑外形轮廓随高度变化, 平面形状沿竖向从带切角的三角形渐变为接近圆形, 再由圆形渐变至与底部方向相反的带切角的倒三角形, 外框筒自下而上分2次倾斜率先向外后向内变化, 最大内收水平距离10.110m, 且呈微曲连续变化状。

图5 外楼层水平悬挑操作平台平面布置Fig.5 Plan arrangement of cantilever working platform of the outer floor

图5 外楼层水平悬挑操作平台平面布置Fig.5 Plan arrangement of cantilever working platform of the outer floor

 

为满足防护平台的通用性, 以建筑物最小平面层尺寸作为防护平台的设计模数, 图5中平台之间三角形区域用FHGPT-4进行防护, 确保水平防护的完整性。

防护平台通过连接板及安装螺栓的方式与混凝土楼板进行连接, 斜拉钢丝绳连接在柱间框架梁上。随着塔楼施工高度逐渐增加, 水平悬挑防护平台应根据现场施工需求向上倒运再次安装, 每次向上倒运高度为6个楼层高度且≤30m, 水平悬挑防护平台的相关节点及安装如图6所示。

图6 操作平台与混凝土楼板连接节点Fig.6 Joint of working platform and concrete floor

图6 操作平台与混凝土楼板连接节点Fig.6 Joint of working platform and concrete floor

 

2.3 核心筒提升式防护钢平台

本工程根据对塔式起重机起重量的需求及施工场地情况, 选用2台STL720-50内爬升动臂塔式起重机, 动臂塔式起重机布置如图7所示。

图7 动臂塔式起重机布置Fig.7 Arrangement of tower cranes

图7 动臂塔式起重机布置Fig.7 Arrangement of tower cranes

 

由于动臂塔式起重机布置在核心筒A, B区, 使得核心筒剪力墙爬模系统水平操作平台无法在A, B区形成封闭的操作空间, 形成了临边洞口危险源。动臂塔式起重机在爬升时, 需对支撑钢梁向上倒运转换, 如无相应的安全防护措施, 施工危险性较大, 并对下部结构施工人员的安全造成极大威胁。

核心筒提升式防护钢平台的应用成功地解决了上述问题, 大大降低了施工安全事故发生的概率, 有效保证了施工人员的人身安全, 核心筒提升式防护钢平台具体步骤如下: (1) 动臂塔式起重机塔身底部爬升至±0.000以上时, 在核心筒A, B区原位进行防护钢平台的组装焊接; (2) 核心筒剪力墙门洞过梁混凝土浇筑前预埋措施埋件, 措施埋件与动臂塔式起重机支撑钢梁埋件同层进行预埋; (3) 混凝土浇筑完成爬模爬升后, 在预埋件上焊接平台提升装置 (电动葫芦) 的悬挑支撑钢梁; (4) 安装电动葫芦、固定及提升用的钢丝绳; (5) 提升、固定钢平台, 待动臂塔式起重机爬升后重复上述步骤。具体流程如图8所示。

图8 钢平台提升流程Fig.8 Steel platform lifting flow

图8 钢平台提升流程Fig.8 Steel platform lifting flow

 

核心筒防护平台每次提升高度与动臂塔式起重机爬升高度相同, 平台与塔身底部的高差不大于2个楼层高度, 平台与混凝土剪力墙之间的缝隙采用橡胶带进行封堵。

3 注意事项

上述安全措施要编制安全专项方案, 建立实物检查验收制度, 对上述安全措施进行定期清理与维护, 相关责任落实到人。

施工过程中准备对安全措施再次安装、提升前, 项目部组织相关管理人员对安全措施及其附件进行全面检查, 确定安全无误后方可进行安装及提升工作。

4 结语

本工程采用的安全、方便、快捷式辅助安全措施, 成功地解决了超高层钢结构施工安全防护难度大、采用传统防护结构工作量大、安全性能不高等难题。提高施工效率、缩短工期的同时也降低了施工成本, 避免了人力、物力、资源的浪费, 得到业主、监理的充分认可, 取得了良好的社会效益和经济效益, 圆满完成了工程施工安全防护任务。

 

Construction Technology of Easy Installation Sub-safety Measures in Super Tall Building Steel Structure
Zhang Hongyong Nian Quanjun Zhang Fuchuan Jin Feng
(Zhuhai Huafa City Running Platform Management Co., Ltd.)
Abstract: At present, with the quick development of super tall buildings, a great quantity super tall buildings emerge in the China. Super tall building has many standard floor besides the underground, truss layer and transverse floor, these standard floor has similar construction process. The tower building in Zhuhai Cross Gate Central Business District is the landmark super tall building, the building area is146 828 square meters, the highest elevation is 328. 8 meters. In this paper, the authors introduce in detail the safe, fast and easy sub-safety measures, which assures the safety of steel structure construction and installation precision and gains good social and economic benefits.
Keywords: tall buildings; steel structures; operation platform; safety measures; construction;
635 0 0
文字:     A-     A+     默认 取消