電梯井模板支撐操作平臺在超高層建筑里的應用

單志然

隨著超高層建筑的不斷建設，超高層項目對技術要求的增加，電梯井相關的操作平臺應運而生。本文根據銀川德豐大廈項目相關模板支撐平臺的搭設方案，結合以往的施工經驗，對電梯井操作平臺的工藝流程、管理措施等問題進行具體闡述。

一、電梯井模板支撐傳統搭設的缺點

電梯井模板支撐傳統搭設存在很多缺點，例如，材料量比較大，由于超高層項目層數較多，增加了很多成本；若采用預留洞口搭設操作平臺，后期不僅需要對預留洞進行封堵，增加了工作量，還存在一定的安全風險。

目前，在高層建筑物開展混凝土結構施工作業時，模板支撐體系是影響工程品質和施工進度的重要因素，鑒于電梯井內尺寸較小、且周圍以混凝土結構為主，因此，在其內部開展模板支撐是非常關鍵的，為配合模板與支撐體系的預設需求，目前該領域研發了多類模板建材和支撐方式，其中混凝土結構以模板為主的施工作業中，通常以幾類支撐體系為主：

從開展地下室作業時就以鋼管為主架構到頂部，該工程所需工期、材料以及人力成本過大，且在架構期間還需在每個樓層配置跳板以發揮封閉作用。

在電梯井內部墻壁上提前埋設孔洞，并穿入工字鋼和安裝腳手架，這種方法最少每隔2個樓層安裝1次，該施工作業所需建材繁多、工序復雜、人工成本過高，且施工作業安全性較低，為后續開展電梯井壁內部土建工程施工增加了難度和成本。

電梯井內以鋼管來搭建三角支撐作業平臺，鋼管兩端點分別放置在電梯門對面的墻體上方和門口附近的混凝土墻板上，三者相對生成了三角支撐體系。該模板支撐體系需要配置較高強度、剛度的鋼管，傾斜搭建的鋼管極易生成撓彎狀況，對平臺的安全性能存在威脅，且周轉運用難度高。

根據以上傳統的電梯井模板支撐，經討論研究，并進行了試安裝，筆者根據現場經驗研制出了電梯井模板支撐操作平臺，解決了傳統的電梯井模板支撐的缺點，既節省了成本，又不需要對剪力墻墻體進行封堵，而且能滿足現場施工需求。

二、工程概況

德豐大廈項目建筑高度超過230m（屬于超高層建筑），總共50層（地下3層，地上47層）；總建筑面積約14萬m2（其中：地下建筑面積約4萬m2，地上工程建筑面積約10萬m2）。結構形式為框架剪力墻結構，內部核心筒為異形鋼結構。其中電梯井尺寸分別為2550mm×2650mm、2600mm×2650mm、2650mm×2700mm、2700mm×2750mm等幾種形式。

三、電梯井模板支撐平臺的設計思路、理念、流程及結構設計說明

1. 設計思路及理念

德豐大廈項目總高230m，屬于超高層項目，層高均在4.2m以上，若采用傳統的方式，需要增加成本并且存在安全隱患。基于傳統電梯井作業平臺的缺點，項目部經討論決定：根據圖紙洞口尺寸制作相應的操作平臺，選取平臺組件用銷釘連接，然后進行組裝。電梯井模板支撐平臺不僅具有穩定性和安全性，而且節約了成本，施工靈活，簡易操作，有安全保障。傳統操作平臺與本操作平臺方案對比表參見表1。

表1 傳統操作平臺與本操作平臺方案對比表

2. 主要材料

（1）鋼 板：4 m m厚 花 紋 鋼 板，尺 寸 為2550mm×2550mm。

（2）槽鋼：①10#槽鋼，100×48×5.3，單重10kg；②12#槽鋼，120×53×5.5，單重12.05kg；③18#A槽鋼，180×68×7，單重20.17kg。

（3）吊環：HPB300φ18圓鋼吊環。

（4）方鋼：40mm×60mm×4mm。

（5）銷釘：①碳鋼Q235，φ8，平頭銷8×30；②碳鋼Q235，φ16，平頭銷16×130。

3. 電梯井支撐平臺結構設計說明

實際施工時，依據電梯井的不同洞口尺寸，現場對操作平臺進行組裝，組裝完成，再投入使用。具體見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5。

圖1 支撐平臺示意圖①（單位：mm）

圖2 操作平臺組裝示意圖②（單位：mm）

圖3 操作平臺組裝節點示意圖①（單位：mm）

圖4 操作平臺組裝節點示意圖②（單位：mm）

圖5 操作平臺鉸接點組裝示意圖③（單位：mm）

4. 施工工藝流程

放樣→號料→切割→矯正、彎曲→邊緣加工→制作→組裝→焊接→矯正→外觀檢查→除銹→涂裝→驗收→吊裝。

5. 細部處理

（1）邊緣處理工序：以角磨機將穩定放好后的焊接半成品的各個焊接施工縫、零配件端點開展處理作業，將其打磨至適宜狀態。（2）起吊設備：以Φ20圓鋼將每角處焊接配置一個起吊環，以便在后續施工中吊運成品到指定施工部位，并且可以提升每層施工完畢后的整體品質。（3）保險裝置：傾斜搭建的鋼管底端槽鋼處以氣焊法開展切割作業，最終呈現出直角卡口效果，以便將鋼管連接在電梯門側旁的混凝土橋梁上；此外，以焊接的方式將鋼管配置在卡口上方附近，以形成雙重保險裝置，在開展相關作業時，鋼管的寬度需高于電梯井門的整體寬度，再將鋼管連接在雙重保險裝置上，從而發揮雙重保險的功效，以避免支撐體系整體朝內側方移動，保障了電梯井模板支撐體系的安全性能。（4）操作面層：以8#鉛絲將50mm腳手板緊緊固定在操作面上，便可發揮硬質保護的功能，且便于操作人員站在上面開展相關施工作業。

6. 操作要點

（1）采用塔吊起重機將定型式電梯井模板支撐體系成功吊入電梯井筒內部，其高度與預建建筑物的樓高相同，將支撐體系槽鋼處的傾斜鋼管底部的直角卡口卡在電梯入口處的梁體上，以生成三角形穩定配置，與水平操作平臺構建生成三角支撐體系。（2）定型后的電梯井模板支撐體系的操作臺邊角處和電梯井內壁墻體之間有一留置距離h, h為3～5 cm，以便支撐體系能夠自由地升高降低。（3）傾斜支撐的鋼管上配置雙層保險，采用鋼管和固定配件與水平位置上的鋼管相連接，其長度需大于電梯井口寬度200mm以上，有效地防止支撐體系整體朝內移動并錯位，從而消除了定型式電梯井架支撐體系的安全隱患。

四、鋼結構承受荷載計算

施工荷載為3.5kN/m2。

1. 橫向型鋼

選用18#A槽鋼承重，在四周及內部分布4根18#A槽鋼及4根方鋼管。

18#A槽鋼：每米的理論重量m=20.17kg/m，X軸的抵抗矩Wx=152cm3；方鋼的理論重力G=39.4N；花紋鋼板的理論重力G=1630.72N。

每根承重槽鋼所加荷載：每米橫向槽鋼承受的重力F=1.52×3500×2.55=13566N/m；承重槽鋼所加荷載Q=1.2×9.8×（20.17+2.422）+1630.72+39.4=1935.8N/m；總均布荷載q=1935.8+13566+39.4=15541.2N/m。

驗算：

式中：Mmax為最大彎矩；L為跨長。

符合要求。

整體穩定性：

符合要求。

2. 豎向型鋼

選用12#A槽鋼。

每根承重槽鋼所加荷載：F=qL/2=15541.2×2.55/2=19815.03N。

驗算：

式中：Fab為每米豎向槽鋼承受的重力；Q為豎向槽鋼承受的荷載。

正應力：

符合要求。

整體穩定性：

綜上橫向和豎向穩定性均符合要求。

五、主要管理措施

1. 焊接的安全技術措施

（1）電焊機必須進行接地，電焊機接地和裝拆必須有專業的電工進行操作。

（2）開關電焊機時必須帶絕緣手套進行操作。

（3）電焊時帶好保護裝置。

（4）焊鉗與電線絕緣良好，連接牢固。不帶水進行作業。

（5）嚴禁在帶壓力的容器和管道上施焊。

（6）嚴禁在儲存易燃、易爆、有毒物品的容器或管道前進行焊接。

2. 吊裝的安全技術措施

（1）吊裝前應檢查器具、吊環等是否符合要求，如器具、吊環等不符合要求不準帶病作業。

（2）吊裝時必須做好安全保護。吊裝前先進行試吊，試吊沒問題之后在進行吊裝作業。

（3）吊裝作業時必須服從信號工的指揮。

（4）高空作業時必須做好安全防護。

3. 質量控制

操作平臺質量控制遵守以下規定：

（1）焊接前，應對材料進行檢驗，檢驗合格才能用到本工程。焊接方法、焊后熱處理等要進行焊接工藝評定，合格后方可進行焊接施工。

（2）焊工應持證上崗作業。

（3）焊接順序的選擇應考慮焊接變形，盡量采用對稱焊接。

六、結語

本技術克服了傳統腳手架的缺點，本技術的應用可以縮短施工工期、提高施工質量、減少施工成本和降低了安全風險，取得了良好的經濟效益和社會效益，也為今后類似工程的施工積累了豐富的經驗。