超高層建筑核心筒施工液壓爬模與塔吊防沖突設計

謝業桂 楊德生

(1.上海中核浦原有限公司,上海 200233; 2.上海建工集團股份有限公司,上海 200000)

1 概述

本文以上海國際金融中心工程為例，介紹塔吊與液壓爬模的相互沖突問題和解決對策。

該工程為地上三幢相互獨立的超高層寫字樓，呈“品”字形狀，地上22層～32層，地下5層，建筑高度為143 m～200 m，總用地面積為55 287.2 m2，總建筑面積516 808 m2(其中地上總建筑面積為269 636 m2，地下總建筑面積為247 172 m2)。3幢塔樓在7層～8層設有“T”形連廊將其連成整體，3座塔樓分別為上交所、中金所以及中結算。地面以下為五層連通的地下室，不設人防設施。3幢樓均為外框鋼結構，鋼筋混凝土核心筒結構。

本工程上交所塔樓塔吊主要用于外框及核心筒內鋼板剪力墻的施工。塔吊布置在核心筒內，平面布置見圖1。

2 液壓爬模與塔吊的沖突特點

液壓爬模與塔吊的沖突包括平面布置沖突和豎向布置沖突。下面分別介紹沖突的具體特點。

2.1 平面布置沖突

超高層建筑施工中，核心筒液壓爬模在水平布置時，主要沖突表現在液壓爬模架體與塔吊塔身、液壓爬模與塔吊爬升框以及液壓爬模與塔吊附墻鋼梁沖突。

工程中，塔吊布置為了追求在最小回轉半徑下，能夠覆蓋到每個施工區域，因此可能造成塔吊在核心筒內，塔吊距離墻面較近。這樣布置在一定程度上節約了塔吊成本，但該位置由于距離太小，給剪力墻施工帶來困難，無法采用液壓爬模同步施工，而必須采用其他措施，相應也要增加施工措施費，無論施工成本還是安全性都是不利選擇。

如圖2所示，某工程由于塔吊距離墻面距離過小，塔身到墻面僅1 m間距，因此，此處液壓爬模只能斷開，采用單元式定型化掛腳手進行施工。

因此，塔吊在核心筒內的平面布置應為液壓爬模留出必要的空隙，避免由于塔身距離墻面過近，造成液壓爬模無法布置。

液壓爬模的平面布置，也要為塔身、爬升框留出必要的空間，并且要考慮塔吊在翻轉支撐鋼梁時，塔身與爬模之間應該有必要的空間能夠為翻轉鋼梁操作提供下放鋼絲繩等吊具的作業面。

2.2 豎向布置沖突

豎向布置沖突，也就是爬升流程的沖突，表現在塔吊的布置，追求盡量減少附墻次數，支撐鋼梁的翻轉次數多，塔吊爬升次數多，會造成塔吊施工成本增加。

液壓爬模在平臺層是無法斷開的，斷開會給爬模的穩定性帶來不利影響，因此，如果鋼梁提前翻轉到平臺層以上，則爬模無法進行爬升作業，造成卡死。

另外，沖突還表現在，塔吊如果爬升滯后，則造成爬模頂部護欄已經與塔吊后配重沖突。

2.3 相互關聯性

平面布置的無碰撞是階段性的無碰撞，即保證塔身與液壓爬模無碰撞，而在爬升框位置以及塔吊附墻鋼梁位置，是無法實現爬模與塔吊無沖突的，要實現液壓爬模始終處于塔吊的塔身位置，那就要在豎向布置中得以解決。因此，平面無碰撞設計和豎向無碰撞設計是相互關聯的。

3 協調布置措施與施工要點

3.1 平面布置協調要點

在平面布置上，液壓爬模可通過調整機位的附著位置，盡可能為塔吊提供更大位置，原則是要保證液壓爬模的安全性。爬模設計要為塔吊設計提供最小安全距離，為塔吊平面布置劃定范圍。

塔吊布置應綜合考慮塔吊成本和結構施工措施費用及安全性，達到一個合理布置，為爬模布置提供必要的空間。

3.2 豎向布置協調要點

塔吊在豎向附墻的設置上，受限于最大懸臂高度，在最大懸臂高度范圍內，塔吊的附墻布置具有一定的靈活性，附墻位置應均勻布置。豎向防沖突布置主要是塔吊爬升流程的制定，因為爬模的爬升流程受制于結構樓層高度，沒有可調節余地。

爬升流程制定原則主要基于：塔機在準備下一次爬升流程前(加節前)，爬模在完成該區段最后一次爬升后頂端不能超過塔機的旋轉底座標高，同時塔機爬升前安裝的爬升鋼梁位置也不能超過液壓爬模的架體，如圖3所示的L必須在H區間內。

4 結語

1)液壓爬模和塔吊都是超高層建筑施工中的主要設備，二者的良好運行對于工期的順利推進具有重要意義；

2)在方案編制前，液壓爬模設計人員和塔吊方案編制人員應進行詳細的溝通，對平面位置以及整個爬升流程進行協調，避免在施工后發生二者之間的沖突；

3)施工中在有條件的情況下，可以采用BIM技術建模進行防碰撞推演，具有形象性和直觀性。