超高层建筑超大预留空间内爬塔与内爬架交替式技术

谭思琦 吕浩鹏 张 帆 刘 博

（中国建筑一局（集团）有限公司，辽宁 沈阳 110000）

1 前言

近年来随着超高层建筑施工技术的日益成熟，设计理念与设计形式也变得更加大胆与创新，一些传统的施工工艺往往不足以达成设计者的设计意图，各项目在追求使用新工艺新材料以达到节本增效目的的过程中，往往会遇到多种新工艺同时使用反而导致新问题的产生，达不到理想预期的现象。例如本工法中所述的涉及超高层建筑中存在的超大预留空间，其垂直运输设备选用内爬式塔吊，核心筒剪力墙操作架选用内爬架，两者均为发展前景及经济效益较好的新工艺，但两者同时应用时，塔吊爬升钢梁周转提升与内爬架自提升会产生冲突。沈阳灵浠金融科技创新中心项目在施工过程中成功摸索出解决此问题的方法，采用同时优化内爬架设计与内爬式塔吊爬升钢梁周转层数，在保证新工艺为项目带来节本增效的同时，解决了由于内爬塔爬升钢梁提升与内爬架产生冲突的问题，达到了1+1＞2的效果。

2 特点

与传统塔式起重机相比，内爬式塔吊布置在建筑物内部施工，不占用施工场地，适合于场地受限的工程；无需多道锚固装置和复杂的附着作业；只需少量的标准节，即可满足施工要求，一次性投资少，建筑物高度越高，经济效益越显著。

与传统悬挑脚手架相比，内爬架具有不受高度限制、节省人力及材料投入、安全性可靠性更高，无需进行由于型钢穿墙导致后期墙体封堵恢复等优势。

通过对内爬架架体机位设置及防护屏预留以及对内爬式塔吊爬升钢梁提升的双重优化，使得两种新工艺完美结合。

适用于场地受限的超高层建筑核心筒中存在需预留较大空间的工程。

3 工艺原理

理想工况下，内爬架位于上部作业层处，塔吊爬升钢梁位于下部，且钢梁周转均于内爬架以下。这里列出总结公式如下：

H：内爬塔爬升阶段自由高度。

h：内爬塔爬升钢梁间距，即单次爬升高度。

c：塔吊吊钩长度。

D：内爬架搭设高度。

d：内爬架超出作业层防护高度。

a：建筑层高。

D=4a+d，即内爬架搭设高度；H-2h-c≥D，即内爬架爬升与钢梁周转提升互不影响；两者结合即得到：H-2hc≥4a+d即为理想工况。经分析，此工况下多适用于层高较小，且使用较大内爬塔的情况。

非理想工况下，内爬塔爬升钢梁周转时，与内爬架产生冲突，即塔吊向上爬升时，部分内爬架占用爬升钢梁落位。根据上述公式可知，多发于层高较高的超高层建筑。例如沈阳灵浠金融科技创新中心1#塔楼使用JP7527塔吊，塔吊单侧最大爬升高度为19m，标准层层高为4.8m，考虑实际爬升操作，确定单次爬升高度为14.4m（三层一爬），内爬架搭设高度20m。

爬升钢梁只影响下部2倍层高部分的内爬架，即取消此部分桁架及防护屏并合理排布内爬架爬升机位，即可避免塔吊爬升钢梁对内爬架提升造成的影响，如下图1所示。

图1

使用上述方案应结合项目自身情况，在塔吊选型、塔吊落位、塔吊单次爬升高度、内爬架机位布置、内爬架预留设置、内爬架起始搭设位置之间综合考量，找出最优方案进行整体策划，最终达到理想预期。

4 操作要点

4.1 施工步骤1

严格塔吊安装方案进行施工，塔吊安装完毕后，应遵循《安装质量验收制度》、《塔式起重机安装后验收和交付使用制度》中的要求进行空载实验和满载实验，检查各工作机构、电气控制系统均处于正常工作状态，各安全保护装置齐全、可靠。

4.2 施工步骤2

1.按照方案既定位置留设爬升钢梁预埋件，混凝土达到设计强度后进行爬升钢梁安装。

2.对安装爬升框处混凝土结构必须提前请设计院按照所给载荷状况进行计算校核，如强度、刚度、稳定性不满足要求时，必须采取加强措施，对结构进行设计加固。

3.对于层高较大的非标准层，钢梁无法置于结构楼板上的，可采用下述形式进行施工。

4.对于爬升钢梁尺寸较大，且需要在核心筒剪力墙预留较大洞口的，为避免后续墙体封堵钢筋连接较困难，可采用墙体内留设钢板框，后期钢筋采用焊接连接形式。

4.3 施工步骤3

安装塔吊爬升套件，并于1.5m爬升特殊节位置断开，开始首次爬升。

4.4 施工步骤4

1.使用扣件式钢管脚手架搭设内爬架找平操作架至F3层。

2.按照《内爬架施工方案》搭设第一、二层爬架，注意首次搭设的两层内爬架的桁架与防护屏应在塔吊钢梁位置断开设置。

3.对于伸出部位的梁及剪力墙，采用特殊结点处理，即机位中间结构C型槽为特殊部位，中间采用1000mm特殊板与两侧标准板相连。

4.5 施工步骤5

按既定方案安装第三道爬升钢梁。

4.6 施工步骤6

按既定方案进行塔吊第二次爬升。

4.7 施工步骤7

按方案要求，将内爬架搭设完毕，并拆除底部扣件式钢管脚手架。

4.8 施工步骤8

按照施工进度，内爬架与内爬塔交替式进行爬升至顶层。

4.9 施工步骤9

使用塔吊拆除内爬架后，按照《塔吊拆除方案》进行塔吊拆除工作。

5 结语

通过沈阳灵浠项目的成功案例，该技术解决了超高层施工中同时采用内爬塔与内爬架时，二者冲突的问题，使得两种工艺完美结合，对于处理超高层建筑中存在较大预留空间的结构施工，具有很强的推广价值，同时该技术的应用为项目带来了客观的经济效益与工期效益，受到了业主单位的一致好评。