轻型可周转高效施工集成平台在房屋建筑施工中的应用*

许国伟，邓惠文，陈 东，刘 凯，李 林

(中建三局第三建设工程有限责任公司，湖北 武汉 430070)

0 引言

近年来，我国建筑业蓬勃发展，为满足超高层建筑施工需要，“空中造楼机”(低位少支点模块化整体顶升钢平台模架体系)应运而生。经过多年的发展改进，超高层施工顶升模架系统施工工艺已十分成熟，亟需一种“造楼机”满足普通住宅、办公建筑的施工需求，结合轻型可周转高效施工集成平台的应用，为“空中造楼机”的应用探索一条新道路。

1 工程概况

御景天水D组团位于重庆市九龙坡区冬山路，总占地面积68 381.82m2，由14栋洋房、8栋高层及商业和地下车库组成，总建筑面积333 835.96m2，其中地上237 512.84m2，地下96 323.12m2。8栋高层建筑地下2层，地上32，41，42层不等。D-20号楼应用轻型可周转高效施工集成平台进行施工，其地上41层，高128m。

2 轻型可周转高效施工集成平台

轻型可周转高效施工集成平台由平台系统、支撑系统、动力及控制系统、模板系统、挂架系统、雨棚系统组成。

2.1 平台系统

平台系统主要由贝雷架组成，12个支点直接支承在立柱上，保证贝雷架桁架的稳定性和承载力；整个平台结构类似十字形，通过外圈12个支点进行受力传递；桁架下弦同时用来悬挂模板和挂架；贝雷架桁架均为平面桁架结构，根据剪力墙结构特点确定布置间距及尺寸。贝雷架平台系统如图1所示。

图1 贝雷架平台系统

2.2 支撑系统、动力及控制系统

支撑系统主要由12根立柱构成，每根立柱位置均设置顶升机位，每个机位包含1个动力泵站、1根支撑立柱、1组C形套架、1个顶升油缸，上、下各1个换向盒，其中动力泵站与主油缸采用一对一的形式分布在各支点支撑立柱上方，支撑与顶升系统平面布置如图2所示。

图2 支撑与顶升系统平面布置

顶升时12个支点同步进行，采用一泵一缸控制系统，通过油压、位移监测动态调整同步控制，同步精度≤20mm。

2.3 模板系统

采用标准铝模板，高3.2m，上口留空50mm,下包150mm,高强对拉螺栓直径为20mm，通扣，模板制孔直径为25mm。用吊杆将外墙模板及电梯井内模板吊于桁架平台下方。

2.4 挂架系统

挂架总高17.23m，根据操作层的需要，挂架(从上往下)第1层高2m，第2层高2.23m，第3,4层高2m，第5层高3m，第6～8层高2m。上部第1层主要为人员安全通道及电线电缆布置路线通道；第2,3层为钢筋绑扎操作架，第4层为模板整理、合模工作操作架；第5层为模板拆除、模板清理工作操作架；第6,7层为预埋件清理、已浇混凝土养护、兜底防护等工作操作架；第8层为精益建造施工操作架，满足楼板施工防护需要。挂架各层间设置钢爬梯。

2.5 雨棚系统

为保证本工程在非极端天气下可全天候施工，在平台桁架间设置可开合雨棚。雨天及暴晒天气，展开雨棚；正常天气情况下闭合雨棚，便于钢筋等材料的运输。

3 轻型可周转高效施工集成平台与附着式脚手架对比分析

轻型可周转高效施工集成平台在替代传统附着式脚手架的基础上实现施工进度、安全性能的提升，同时大大改善现场施工作业环境。

3.1 施工进度对比分析

1)集成平台安装(见图3) 轻型可周转高效施工集成平台在施工现场预拼装，采用起重机进行吊装及安装工作。起重设备及场地越大，预拼装规模越大，后续安装用时越少，对现场施工影响也越小。本工程采用QTZ125型塔式起重机进行现场安装施工。

图3 集成平台安装

相比传统附着式脚手架安装，轻型可周转高效施工集成平台安装工作量有一定增加，实际安装时间增加8d。考虑本工程为首次拼装，工人操作不熟练，且现场场地有限，预拼装规模较小等，安装工期仍有较大提升空间。

2)集成平台顶升 轻型可周转高效施工集成平台为整体顶升，现场首次顶升同步装置完善后，每次顶升平均耗时80～120min。传统附着式脚手架一般为分片提升，提升耗时约6h。传统附着式脚手架附着点的最上部一道附着位于新浇筑混凝土楼层(见图4)，混凝土强度不足，无法提前提升，影响下一层施工进度；采用铝模施工，提升架附着位置易与铝模K板冲突，导致爬架局部附着不满足设计要求，造成安全隐患。轻型可周转高效施工集成平台采用低位顶升，其附着点位于最下面3层(见图5)，附着点混凝土强度满足要求，且与铝模施工不存在任何冲突。

图4 附着式脚手架机位附着示意

图5 集成平台附着示意

3)模板安装 轻型可周转高效施工集成平台将外墙外侧及电梯井内侧铝模整体拼装并悬挂。集成平台提升的同时提升悬挂模板，避免将模板拆成单块、人工上传后再次拼装的过程，缩短了铝模拼装时间。根据现场实施情况分析，平均每层节约模板拼装时间90～120min。

4)混凝土浇筑 作业平台集成了2台自动液压布料机，避免混凝土浇筑前布料机吊装就位及浇筑过程中布料机移位，缩短混凝土浇筑时间6～8h。

5)全天候作业 作业平台设置了可开启雨棚系统(见图6)，可在下雨和高温天气起避雨和遮阳作用，改善现场作业环境，有效延长现场施工作业时间。

图6 可开启雨棚

3.2 安全性能对比分析

1)轻型可周转高效施工集成平台由于其顶部桁架设计的原因，能完全杜绝冒顶作业，相比传统附着式脚手架安全性更高。

2)轻型可周转高效施工集成平台主要传力形式为挂架及作业平台传递至顶部贝雷架，贝雷架传递至立柱，立柱传递至附着点，最终传递至建筑结构。挂架立杆承受拉力，其能承受更大荷载，由于顶部贝雷架的拉结，立柱上部不再为悬挑构件，其受压稳定性更好，承受荷载更大。附着式脚手架立杆上部悬挑，主要承受压力及弯矩，其承受荷载较大时易失稳。

3)施工作业中，工人为了施工方便易将材料、工具箱等放在附着式脚手架上，这给脚手架增加了大量荷载，形成极大的安全隐患。轻型可周转高效施工集成平台在设计之初便考虑相应堆载，且提供材料堆放平台，大大提升使用过程中的安全性。

3.3 经济性对比分析

轻型可周转高效施工集成平台相对于超高层的施工顶升模架系统进行了轻量化设计，整体成本大大降低，但相对于传统附着式脚手架仍高出很多，主要原因如下。

1)由于轻型可周转高效施工集成平台为首次实施，其构件、设备均为一次性购买，无任何摊销，而附着式脚手架目前均为租赁，摊销2～3个项目可实现盈利。

2)未形成市场规模，议价能力相对较低，各种设备、构(配)件购买成本相对较高。故提升轻型可周转高效施工集成平台的市场规模，提高设备及构(配)件的使用周转率，是提高其经济性的重中之重。

3.4 发展前景

轻型可周转高效施工集成平台目前还处于研发阶段，相比传统附着式脚手架还有很大的改进空间。

传统附着式脚手架覆盖范围一般为4层半，最多5层半；轻型可周转高效施工集成平台由于采用了顶部贝雷架+挂架系统，其挂架在考虑设计荷载后可覆盖6，7层甚至更多楼层，满足现行 “穿插施工”需要。挂架底部可集成吊篮，进行幕墙安装工作，真正实现建筑外立面一体化施工。

4 结语

今后将轻型可周转高效施工集成平台在工效提升、安全性能、作业环境改善等方面有较大优势，且技术改进空间极大，发展前景可期。结合住宅、办公楼等项目施工挖掘更多的发展方向，实现产业化施工，在未来的建筑行业中逐步取代传统附着式脚手架，为高效、高质量施工建造提供更有力的支持。