許國偉，鄧惠文，陳 東，劉 凱，李 林

(中建三局第三建設(shè)工程有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430070)

0 引言

近年來，我國建筑業(yè)蓬勃發(fā)展，為滿足超高層建筑施工需要，“空中造樓機(jī)”(低位少支點(diǎn)模塊化整體頂升鋼平臺模架體系)應(yīng)運(yùn)而生。經(jīng)過多年的發(fā)展改進(jìn)，超高層施工頂升模架系統(tǒng)施工工藝已十分成熟，亟需一種“造樓機(jī)”滿足普通住宅、辦公建筑的施工需求，結(jié)合輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺的應(yīng)用，為“空中造樓機(jī)”的應(yīng)用探索一條新道路。

1 工程概況

御景天水D組團(tuán)位于重慶市九龍坡區(qū)冬山路，總占地面積68 381.82m2，由14棟洋房、8棟高層及商業(yè)和地下車庫組成，總建筑面積333 835.96m2，其中地上237 512.84m2，地下96 323.12m2。8棟高層建筑地下2層，地上32，41，42層不等。D-20號樓應(yīng)用輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺進(jìn)行施工，其地上41層，高128m。

2 輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺

輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺由平臺系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、動力及控制系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、掛架系統(tǒng)、雨棚系統(tǒng)組成。

2.1 平臺系統(tǒng)

平臺系統(tǒng)主要由貝雷架組成，12個(gè)支點(diǎn)直接支承在立柱上，保證貝雷架桁架的穩(wěn)定性和承載力；整個(gè)平臺結(jié)構(gòu)類似十字形，通過外圈12個(gè)支點(diǎn)進(jìn)行受力傳遞；桁架下弦同時(shí)用來懸掛模板和掛架；貝雷架桁架均為平面桁架結(jié)構(gòu)，根據(jù)剪力墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定布置間距及尺寸。貝雷架平臺系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 貝雷架平臺系統(tǒng)

2.2 支撐系統(tǒng)、動力及控制系統(tǒng)

支撐系統(tǒng)主要由12根立柱構(gòu)成，每根立柱位置均設(shè)置頂升機(jī)位，每個(gè)機(jī)位包含1個(gè)動力泵站、1根支撐立柱、1組C形套架、1個(gè)頂升油缸，上、下各1個(gè)換向盒，其中動力泵站與主油缸采用一對一的形式分布在各支點(diǎn)支撐立柱上方，支撐與頂升系統(tǒng)平面布置如圖2所示。

圖2 支撐與頂升系統(tǒng)平面布置

頂升時(shí)12個(gè)支點(diǎn)同步進(jìn)行，采用一泵一缸控制系統(tǒng)，通過油壓、位移監(jiān)測動態(tài)調(diào)整同步控制，同步精度≤20mm。

2.3 模板系統(tǒng)

采用標(biāo)準(zhǔn)鋁模板，高3.2m，上口留空50mm,下包150mm,高強(qiáng)對拉螺栓直徑為20mm，通扣，模板制孔直徑為25mm。用吊桿將外墻模板及電梯井內(nèi)模板吊于桁架平臺下方。

2.4 掛架系統(tǒng)

掛架總高17.23m，根據(jù)操作層的需要，掛架(從上往下)第1層高2m，第2層高2.23m，第3,4層高2m，第5層高3m，第6～8層高2m。上部第1層主要為人員安全通道及電線電纜布置路線通道；第2,3層為鋼筋綁扎操作架，第4層為模板整理、合模工作操作架；第5層為模板拆除、模板清理工作操作架；第6,7層為預(yù)埋件清理、已澆混凝土養(yǎng)護(hù)、兜底防護(hù)等工作操作架；第8層為精益建造施工操作架，滿足樓板施工防護(hù)需要。掛架各層間設(shè)置鋼爬梯。

2.5 雨棚系統(tǒng)

為保證本工程在非極端天氣下可全天候施工，在平臺桁架間設(shè)置可開合雨棚。雨天及暴曬天氣，展開雨棚；正常天氣情況下閉合雨棚，便于鋼筋等材料的運(yùn)輸。

3 輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺與附著式腳手架對比分析

輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺在替代傳統(tǒng)附著式腳手架的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度、安全性能的提升，同時(shí)大大改善現(xiàn)場施工作業(yè)環(huán)境。

3.1 施工進(jìn)度對比分析

1)集成平臺安裝(見圖3) 輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺在施工現(xiàn)場預(yù)拼裝，采用起重機(jī)進(jìn)行吊裝及安裝工作。起重設(shè)備及場地越大，預(yù)拼裝規(guī)模越大，后續(xù)安裝用時(shí)越少，對現(xiàn)場施工影響也越小。本工程采用QTZ125型塔式起重機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場安裝施工。

圖3 集成平臺安裝

相比傳統(tǒng)附著式腳手架安裝，輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺安裝工作量有一定增加，實(shí)際安裝時(shí)間增加8d?？紤]本工程為首次拼裝，工人操作不熟練，且現(xiàn)場場地有限，預(yù)拼裝規(guī)模較小等，安裝工期仍有較大提升空間。

2)集成平臺頂升 輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺為整體頂升，現(xiàn)場首次頂升同步裝置完善后，每次頂升平均耗時(shí)80～120min。傳統(tǒng)附著式腳手架一般為分片提升，提升耗時(shí)約6h。傳統(tǒng)附著式腳手架附著點(diǎn)的最上部一道附著位于新澆筑混凝土樓層(見圖4)，混凝土強(qiáng)度不足，無法提前提升，影響下一層施工進(jìn)度；采用鋁模施工，提升架附著位置易與鋁模K板沖突，導(dǎo)致爬架局部附著不滿足設(shè)計(jì)要求，造成安全隱患。輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺采用低位頂升，其附著點(diǎn)位于最下面3層(見圖5)，附著點(diǎn)混凝土強(qiáng)度滿足要求，且與鋁模施工不存在任何沖突。

圖4 附著式腳手架機(jī)位附著示意

圖5 集成平臺附著示意

3)模板安裝 輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺將外墻外側(cè)及電梯井內(nèi)側(cè)鋁模整體拼裝并懸掛。集成平臺提升的同時(shí)提升懸掛模板，避免將模板拆成單塊、人工上傳后再次拼裝的過程，縮短了鋁模拼裝時(shí)間。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)施情況分析，平均每層節(jié)約模板拼裝時(shí)間90～120min。

4)混凝土澆筑 作業(yè)平臺集成了2臺自動液壓布料機(jī)，避免混凝土澆筑前布料機(jī)吊裝就位及澆筑過程中布料機(jī)移位，縮短混凝土澆筑時(shí)間6～8h。

5)全天候作業(yè) 作業(yè)平臺設(shè)置了可開啟雨棚系統(tǒng)(見圖6)，可在下雨和高溫天氣起避雨和遮陽作用，改善現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，有效延長現(xiàn)場施工作業(yè)時(shí)間。

圖6 可開啟雨棚

3.2 安全性能對比分析

1)輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺由于其頂部桁架設(shè)計(jì)的原因，能完全杜絕冒頂作業(yè)，相比傳統(tǒng)附著式腳手架安全性更高。

2)輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺主要傳力形式為掛架及作業(yè)平臺傳遞至頂部貝雷架，貝雷架傳遞至立柱，立柱傳遞至附著點(diǎn)，最終傳遞至建筑結(jié)構(gòu)。掛架立桿承受拉力，其能承受更大荷載，由于頂部貝雷架的拉結(jié)，立柱上部不再為懸挑構(gòu)件，其受壓穩(wěn)定性更好，承受荷載更大。附著式腳手架立桿上部懸挑，主要承受壓力及彎矩，其承受荷載較大時(shí)易失穩(wěn)。

3)施工作業(yè)中，工人為了施工方便易將材料、工具箱等放在附著式腳手架上，這給腳手架增加了大量荷載，形成極大的安全隱患。輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺在設(shè)計(jì)之初便考慮相應(yīng)堆載，且提供材料堆放平臺，大大提升使用過程中的安全性。

3.3 經(jīng)濟(jì)性對比分析

輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺相對于超高層的施工頂升模架系統(tǒng)進(jìn)行了輕量化設(shè)計(jì)，整體成本大大降低，但相對于傳統(tǒng)附著式腳手架仍高出很多，主要原因如下。

1)由于輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺為首次實(shí)施，其構(gòu)件、設(shè)備均為一次性購買，無任何攤銷，而附著式腳手架目前均為租賃，攤銷2～3個(gè)項(xiàng)目可實(shí)現(xiàn)盈利。

2)未形成市場規(guī)模，議價(jià)能力相對較低，各種設(shè)備、構(gòu)(配)件購買成本相對較高。故提升輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺的市場規(guī)模，提高設(shè)備及構(gòu)(配)件的使用周轉(zhuǎn)率，是提高其經(jīng)濟(jì)性的重中之重。

3.4 發(fā)展前景

輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺目前還處于研發(fā)階段，相比傳統(tǒng)附著式腳手架還有很大的改進(jìn)空間。

傳統(tǒng)附著式腳手架覆蓋范圍一般為4層半，最多5層半；輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺由于采用了頂部貝雷架+掛架系統(tǒng)，其掛架在考慮設(shè)計(jì)荷載后可覆蓋6，7層甚至更多樓層，滿足現(xiàn)行 “穿插施工”需要。掛架底部可集成吊籃，進(jìn)行幕墻安裝工作，真正實(shí)現(xiàn)建筑外立面一體化施工。

4 結(jié)語

今后將輕型可周轉(zhuǎn)高效施工集成平臺在工效提升、安全性能、作業(yè)環(huán)境改善等方面有較大優(yōu)勢，且技術(shù)改進(jìn)空間極大，發(fā)展前景可期。結(jié)合住宅、辦公樓等項(xiàng)目施工挖掘更多的發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化施工，在未來的建筑行業(yè)中逐步取代傳統(tǒng)附著式腳手架，為高效、高質(zhì)量施工建造提供更有力的支持。