施工升降机超高层施工优化解决方案

宁顺建 广东神丰工程机械有限公司

1 工程概况

某中心建筑为汕头高层综合住房项目二期工程，它是依托广东省汕头市华侨经贸文化综合合作实践示范区建设金融服务中心的重要综合载体，连接着东西部重要的经济地带，项目目标就是在粤东新地标中建设城市豪宅、国际商业等，帮助汕头达到新国际高度。本工程项目的建筑施工管理技术主要目的是，用于依托该大型甲级高层住宅项目b栋地区的建筑项目，该大型甲级高层住宅项目b栋地区的建筑项目的总占地面积和总结构规划中的建筑面积分别也都是23045.81m2和22607.9m2，共有两栋，而塔楼和最高高层建筑的总结构高度分别也都是4 栋和147m，属于一个超高层的住宅项目。采用不同的新型无梁式一层楼盖主体结构设计作为地下室的一层顶板，板厚350mm。地下室、负二层和负二层高度分别为2 层、3.8m 和5.4m。项目共安装4 台施工升降机，在优化了基础施工工艺后，4台施工升降机均选择地下室顶板作为基础。

在高大施工阶段应用升降机的过程中，主要会遇到两个问题，分别是导轨架具有复杂的结构，吊笼缺乏可靠的供电性。其为施工升降机提供了承力构件支持，想要使结构强度能够得到保证，并实现对其自重和成本的降低，就需要从分段设计方案方面，对导轨架进行加强，因此需要采用复杂的工艺来制造和安装设备[1]。施工升降机如果需要架设在高处，那么还需要做好吊笼供电问题。目前的供电方案中最为成熟的就是电缆滑车供电，也就是采用截面较大和较小的固定电缆和随行电缆来为吊笼供电。采用该方式进行供电存在较高的故障率，并且由于电缆长，电压降过大，导致空中停机[2]。

2 方案选择

2.1 方案的选择

施工升降机基础有多种做法，并都有优点及缺点，具体如下所述。

（1）地下室底板做基础

具有如下优点：①地下室的底板要求具有较高的配筋率，底板一般应该是在超过500mm 以上厚度，牢固性也比较强；②另一个，在地下室作为基础底板，能够便于地下室对材料的运输[3]。

（2）地下室顶板浇筑基础

优点就是不用在地下室进行顶板开洞，基本可以实时施工所有项目，施工并不复杂。

缺点就是：①通常来说，地下室顶板无法进行大配筋，因此需要对配筋进行加大，需要投入更多的成本。②基础在经过浇筑后的高度会超过地下室顶板，需要设置一个斜坡道作为进出通道，加大了运输难度[4]。

3 方案优化及计算验证

本项目地下室无梁楼盖顶板厚350mm，整间加腋大板板厚h=h1/h2=200/350，加腋板加腋部分水平长度1500mm，无梁楼盖板面筋配筋为18@200mm×200mm，底筋配筋为12@50mm×50mm。针对两种做法的优缺点及结合本项目的实际情况，本团队优化了施工方案。选择高层地下室电梯屋面基层顶板配筋，作为本次施工的电梯升降机顶板基础，不再要求添置顶板配筋，不再要求设置施工预埋的顶板地脚螺栓。在二层建筑物完成主体内部结构至一定的结构楼层内后当需要将二层施工电梯升降机植筋安装至二层地下室的二层顶板时，采用增加高强度的钢螺杆钉和植筋等多种方式将二层施工升降电梯的一层基础上植筋安装在二层施工升降电梯的基础上，安装好后，在二层的两个地下室均分别进行了不锈钢管的植筋回顶和基层加固。此解决模式方案既可以同时减少大批量的生产费用，也便于现场生产原材料的合理运输，又可以满足安全的设备使用。地下室高层屋面雨棚顶板的基层配筋结构效果图如1所示[5]。

图1 地下室顶板配筋图

4 导轨架优化方案

施工升降机目前最大能够在620m高处架设，为了使导轨架能够具有良好的强读，并且能够变得更轻，减少所需的制造成本，就需要对导轨架的每一段进行加强，也就是需要将最弱的结构安装在140m的顶部高度处，采用了4.5mm后的主弦管，以120m 为间距对其下部进行逐步加强，采用了6mm、8mm、10mm、12mm厚的主弦杆。如果所对接的导轨架强度不同，就需要对过渡型转换节进行设置。同时想要在安装时做到边界区分，就需要将显著的特殊标记设置于标准节上[6]。总的来说，由于标准节具有许多种类，制造和安装都十分复杂，因此，如果无法在现场进行正确的安装，就会导致安全隐患的引流。此外，在进行施工的过程中，如果需要在300m 高处固定升降机导轨架，由于升降导轨架存在较大的轴承弹力和较大的应力变形，缺乏良好的刚性，就会在正常运行升降吊笼时出现剧烈地震颤[7]。

根据现有的方案能够更加完善，因此对方案进行了创新，也就是在整个导轨架上安装4.5mm 厚的主弦杆，并距离底部100m 处安装一套竖向承力附着系统，以此来承担垂直方向的所有荷载力。采用附着系统来承担竖向力，不仅能够为标准节提供更优的配置，并且能够使结构变得更加安全，同时也减少了改变导轨架弹性变形给升降机施工带来的影响。

在导轨架中通过对该方案的应用，理论上来说每一个导轨架的高度都是100m，在对部分特殊项目进行施工的过程中，需要结合施工需求，采用安全规范来处理施工升降机，可以拆除会影响底部施工的部分导轨架，在正常使用上部不会对施工造成影响的升降机，从安装和拆卸的环节入手，对现场设备进行大幅简化。

5 供电优化方案

在超高层施工阶段应用升降机时，可以采用当前的电缆滑车供电方式，也就是采用固定和随行这两种电缆来供电，其中需要在导轨架上对固定电缆进行固定，以此来降低电压，采用大截面的电缆作为固定电缆[8]。为了实现对电缆自重的减轻，同时在电缆滑车上更加可靠的使用电缆，就需要采用小截面的随行电缆。采用此类方式供电虽然能够为超高层提供电能，但是无法在使用期间实现对部分问题的克服，例如大风力状况下采用易断芯的电缆会中断吊笼供电，导致电缆滑车无法正常运行等，楼层高，电压降过大，导致施工升降机突然停机现象，滑触线是现阶段超高层使用较多的方式。

而在超高层施工中使用施工升降机专用滑触线供电（如图2、图3所示），则可以有效解决上述问题。施工升降机专用滑触线为刚性体，采用分段式模块化设计，每根长度为3016mm（与施工升降机两节标准节的长度一致），通过螺栓固定在导轨架上。同时该滑触线采用插拔式设计，安装拆卸方便，联接可靠，并且在使用过程中，如果中间部位的一根出现故障，也能方便的进行维修或更换。施工升降机专用滑触线外壳采用聚录乙烯材料，具有绝缘效果好，耐用性高的特点，另外为了降低成本及防盗，其内部导体均采用铝合金导体。

图2 竖向承力附着示意图

实际使用时，将滑触线随导轨架的加高分段逐步安装在导轨架上，并将集电器安装在吊笼上，通过碳刷与滑触线接触取电，吊笼上下运动时，碳刷可自由在滑触线槽中移动。理论上，施工升降机专用滑触线可以随导轨架无限加高，当高度较大时，为了减小电压降，可以采用分段供电的方式[9]。

6 结束语

目前施工升降机的解决模式方案,既可以同时减少大批量的生产费用，也可以便于现场生产原材料的合理运输，又满足安全的设备使用。因为在吊笼上没有额外安装电缆，能够大幅提高吊笼有效载荷的能力