行走在世界各地，鱗次櫛比的摩天大樓越來越多，外觀迥異的高樓大廈為城市增添了美麗的風景。在中國，建筑的高度也在不斷攀升，因各種不可預測的因素給施工單位帶來的難度也在不斷增大。中建鋼構有限公司設計院院長、廣東省鋼結構協會秘書長撰寫的《鋼結構摩天大樓高效施工新技術》重點介紹了中建鋼構有限公司在深圳平安金融中心、廣州東塔施工時采用新技術后減少施工現場塔吊設備投入、勞動人工降低等優(yōu)勢。

一、前言

為了有效地緩解城市空間壓力和提高城市空間利用率，越來越多的摩天大樓拔地而起，根據目前CTBUH（世界高層都市建筑學會）收錄的數據顯示，世界上已建成和正在建設的400米以上摩天大樓共44座，其中正在建設的沙特阿拉伯“王國大廈”設計高度已經突破1000米，與此同時，仍有一大批摩天大樓已處在規(guī)劃階段。

鋼結構摩天大樓一般都具備結構新穎、節(jié)點復雜、技術要求高、吊裝及焊接與連接工程量大、危險性大、安全防護困難等特點，毋庸置疑，建筑高度越高，施工難度就越大，工期就越長。而在摩天大樓的建設方面，業(yè)主單位由于投資回報的考慮，通常又將工期因素作為一項重要的考核指標。在摩天大樓垂直方向無法實現多點同時施工的情況下，充分利用好塔吊工作時間對加快工程建設工期至關重要。

二、外掛自爬升塔吊支承架懸掛拆卸施工技術

1.技術背景

摩天大樓常用的結構主要有高層鋼結構、高層混凝土結構和高層鋼—混凝土組合結構，而高層鋼—混凝土組合結構常用的體系主要有框架—筒體結構體系、巨型柱框架—核心筒結構體系、筒中筒結構體系以及其它新型結構體系。在施工的過程中，因大部分材料、構件都需要由塔吊從地面運轉至高空，所以，塔吊作為最主要的垂直運輸設備直接制約著工程的施工進度。

當前，摩天大樓施工現場一般配備2 4臺大型動臂式塔吊，采取簡支或懸挑的方式布置在核心筒內或掛于核心筒外。由于塔吊產生的豎向荷載及水平荷載都很大，與之配套的塔吊支承架也具有體積大、構件重、節(jié)點多、結構復雜等特點。在外掛自爬升塔吊支承架的拆卸方面，國內外一般采用鄰邊塔吊相互配合的方式進行，但其工藝復雜、施工效率低。因此，如何提高支承架拆卸、周轉速度，對保證施工整體進度具有重要意義。

2.技術主要內容

第一，外掛自爬升塔吊爬升原理。外掛自爬升塔吊的爬升原理是采用特定的外掛爬升系統將塔吊附著于核心筒外壁上，一套外掛爬升系統由3道支承架組成，塔吊正常作業(yè)時由兩道支承架共同作業(yè)，塔吊爬升過程則由3道支承架交替作業(yè)。塔吊的自爬升主要利用的是塔吊下部標準節(jié)內置的液壓油缸和特制的鋼爬梯，通過爬升爪的自鎖、液壓油缸的交替頂升和縮缸使塔吊向上爬升。

第二，支承架受力特點。塔吊工作狀態(tài)時，下道支承主要承受塔吊自重，上道支承和下道支承一起平衡吊臂及吊重，以水平反力為主。完成每次的塔吊爬升動作后，僅承受水平力的上道支承又轉為下道支承承受塔吊自重和水平力。

第三，支承架懸掛轉移。塔吊支承架懸掛轉移的思路是采用特制的索具將A榀支承架連接在C榀支承架上。索具端頭設置有捯鏈，通過捯鏈，將A榀支承架整體提升并脫離核心筒的約束，再將組成支承架的兩個三角框調平后拆開，實現拆卸的目的；拆卸后，支承架繼續(xù)由索具懸掛，等待周轉。因為塔吊支承架的重量不到塔吊自重的15%，所以將待轉移的支承架懸掛在僅承受水平力的上道支承架上，對于塔吊支承結構的安全沒有影響。

3.技術應用及前景

第一，應用實例。深圳平安金融中心高660米，共配置4臺動臂式塔吊，每臺塔吊配備一套支承系統。塔樓整個施工過程中，每臺塔吊將使用23次支承架懸掛拆卸施工技術向上爬升，可為項目創(chuàng)造如下工期效益（見常規(guī)拆卸技術與懸掛拆卸技術時間對比表）。　　
從常規(guī)拆卸技術與懸掛拆卸技術時間對比表可知，與常規(guī)技術需要臨近2臺塔吊配合拆卸支承架相比，使用該技術后，單臺塔吊支承架累計拆卸時間可由34.5天縮短至11.5天，增加該塔吊20天使用時間；同時，可節(jié)約相鄰2臺塔吊共2×1.5×23=69天的使用時間。由此得出，項目上單臺塔吊支承架的周轉可節(jié)省出1臺塔吊89天時間用于結構吊裝�！　�
同時，由于常規(guī)拆卸技術還要使用塔吊將支承架運回地面再周轉，因此，當建筑高度越高時，該技術效果更加明顯。　　
第二，推廣前景。該技術使用新型索具作為懸掛拆卸工具，不占用塔吊有效工作時間；支承架采用整體提升、高空分離的方式拆卸，過程安全平穩(wěn)，高效可靠，為塔吊的快速爬升奠定了基礎；支承架拆卸后，繼續(xù)由索具懸掛于半空，等待周轉，節(jié)省了地面堆場，為車輛進場、構件堆放提供了良好條件，間接地加快了施工進度。　　
在深圳平安金融中心項目應用之后，該技術又在597米高的天津117項目得到推廣應用，為項目解決了塔吊支承架拆卸難度大、拆卸時間長、占用塔吊時間過多等一系列問題。

三、跨障礙自爬升操作平臺應用技術1.技術背景

在鋼結構摩天大樓的施工方面，鋼柱對接部位經常用到操作平臺。而目前應用最多的操作平臺是腳手架操作平臺或裝配式型鋼操作平臺，但兩種操作平臺都需要利用塔吊進行轉移。在鋼結構安裝施工完全依賴于塔吊的現狀下，必將對工程的整體施工進度產生較大影響�！　�
鋼結構摩天大樓正朝著更高的結構高度、更大的構件截面、更多的鋼柱分段和變截面發(fā)展，對施工操作平臺的要求越來越高，吊裝設備緊張的問題與操作平臺頻繁移位之間的矛盾日益突出，急需新型操作平臺的出現。

2.技術主要內容

第一，跨障礙自爬升平臺組成。跨障礙自爬升平臺由爬升系統、平臺系統和同步電控系統組成。爬升系統作為平臺系統的支承，由雙向動力油缸推動，通過機械裝置實現系統自爬升；平臺系統是伸縮式設置，在局部位置可避讓樓層鋼梁，實現跨障礙的功能；同步電控系統則由微電腦與傳感器對液壓系統進行遙控�！　�
第二，大梯度變截面自爬升系統。該系統應用同心掛座的設計，通過掛座、導軌、機架創(chuàng)新的機械配合形式，使液壓爬升設備具備爬升導軌與爬升架體一同繞掛座進行大角度順暢轉動的功能，從而實現大梯度變截面爬升�！　�
第三，自動懸掛附著裝置。該裝置由掛座自動回位卡舌、同心自動掛爪及其配合機構組成。掛座自動回位卡舌，可在導軌與之接觸時對其自動懸掛；同心自動掛爪及其配合機構，使機架在爬升到位后可自動掛著于掛座兩側配合機構�！　�
第四，伸縮卡舌式防墜調向機構。該機構采用了結構簡單的圓柱狀伸縮式單向爪，只需通過轉動單向爪的尾部即可實現裝置的換向。通過觀察單向爪尾部伸出狀態(tài)即可判斷單向爪是否故障，并可將其滑動卡舌自動復位時發(fā)出的聲響，作為液控系統的手動換向閥適時換向的準確信號�！　�
第五，伸縮式工作平臺。該平臺應用互相嵌入式導槽、滑輪的子母平臺結構，以及重疊式安全圍護系統，在無需拆裝的前提下，使子平臺相對于母平臺可隨意伸縮，實現伸縮平臺系統的尺寸無級調整，從而方便地避開鋼柱上已焊裝的牛腿或鋼梁，使平臺能順利地進行跨障礙自爬升�！　�
第六，多油缸自動同步電控系統。該系統通過開度儀檢測油缸行程、接近開關檢測防墜爬升器卡舌狀態(tài)，將爬升系統狀態(tài)輸入控制臺，由PLC預置程序進行同步控制、安全監(jiān)控。根據開度儀讀數，自動對油缸發(fā)出速度調整指令，利用液壓站的比例閥進行油缸速度調控。

3.技術應用及前景　　
第一，應用實例。廣州東塔建筑高度539.2米，主塔樓是帶加強層的巨型框架——筒體結構。由于巨柱截面大（最大處5600毫米×3500毫米）、隨樓層上升分階段收縮（共漸變11次）、分段數量多（地上574節(jié)），焊接操作平臺需頻繁移位。根據現場實測數據顯示，該平臺每次爬升一個標準層（4.5米）平均占用3名作業(yè)人員2.5小時；與傳統的腳手架操作平臺或裝配式操作平臺需要塔吊移位相比，該平臺每爬升一次平均可節(jié)約塔吊0.5天的工作時間，爬升次數越多，節(jié)約塔吊的時間越多。　　
第二，應用前景。該技術具備跨越牛腿障礙、爬升大梯度變截面以及自動同步爬升的功能，可解決鋼柱施工過程中操作平臺頻繁移位的問題，適應變截面能力強，能增加塔吊的有效工作時間，又可避免大量高空安拆作業(yè)�？缯系K自爬升平臺技術，采用機械動力，為鋼結構施工提供了一種高效快捷的安全措施。

四、結束語

外掛自爬升塔吊支承架懸掛拆卸技術，使用新型索具作為拆卸設備，避免了因配合拆卸而浪費相鄰塔吊的大量時間；其高效的拆卸速度，又為自身塔吊爭取了更多有效工作時間�？缯系K自爬升操作平臺應用技術，可實現跨障礙自爬升，避免了因操作平臺的頻繁移位而占用過多的塔吊時間；采用機械動力措施，提高了操作平臺的機械化水平，有利于加快平臺的爬升速度。隨著摩天大樓的快速發(fā)展，塔吊作為最主要的吊裝設備，應充分用于主體結構吊裝，減少塔吊在其他方面的使用次數，這也是加快工程建設整體工期行之有效的好方法。