东莞国贸中心T2塔楼施工电梯高位基础转换施工技术
1 工程概况
东莞国贸中心T2塔楼建筑高度428.8m, 为钢管混凝土外框柱+钢筋混凝土核心筒 (内置钢板) +伸臂桁架+腰桁架多重抗侧力结构体系。根据T2塔楼施工组织安排, 核心筒部位采用智能顶升钢平台施工, 为满足施工作业人员工作需求, 同时兼顾外框结构施工, 核心筒部位需安装1台双笼施工电梯直通钢平台顶部。
2 施工电梯高位基础转换的应用
2.1 施工电梯与智能顶升钢平台的关系
应用智能顶升钢平台时, 核心筒部位施工电梯多采用直达钢平台顶部的设计方式, 既可提高工人上下班效率, 又可减少工人穿梭内外挂架的频次, 安全保障得到一定提高。在钢平台部位设置吊挂格构柱作为电梯附墙部位, 施工电梯与格构柱采用滚动附墙件连接, 以适应电梯附墙并满足受力要求, 同时实现电梯附墙与钢平台的同步顶升。
2.2 高位基础转换的必要性
在高层建筑施工过程中, 由于结构自身限制及智能顶升钢平台设计的约束, 在核心筒布置施工电梯将占用梁板结构空间, 为保证施工工期, 梁板结构需提前施工。为此, 施工电梯需进行高位基础转换, 释放下部梁板结构施工作业面, 以保证总体施工进度。转换层需根据施工进度、结构层高、施工组织安排等确定。基础转换多在中间楼层进行, 既能与外框结构协调, 又能保证核心筒施工进度。
3 高位基础转换设计及施工
3.1 高位基础转换结构设计
焊接2道H型钢, 上支撑H型钢可实现施工电梯高位基础转换, 其原理为在上支撑箱梁部位提前安装1节鱼腹式标准节, 进行高位基础转换时将上支撑H型钢穿过鱼腹式标准节, 作为上支撑以上部位标准节临时基础;下支撑安装完成后, 通过调节标准节使下支撑H型钢为主要受力构件, 而将上支撑H型钢作为辅助支撑, 提高施工电梯高位基础的稳定性及安全性。
高位基础支撑设计时可将高位基础转换支撑设置在连梁或墙体预留洞口上, 也可通过墙体上的预埋锚板连接。这几种支撑方式均需对结构进行加强及复核, 以满足受力要求, 保证施工电梯使用安全。T2塔楼核心筒部位高位基础转换如图1所示。
图1 高位基础转换设计
Fig.1 Foundation design for high-level conversion
3.2 高位基础转换受力分析
H型钢采用Q345钢材, 为保证施工电梯基础转换稳定、可靠, 需进行受力分析。
1) 工况1上支撑H型钢单独工作
安装转换支撑时升降机为空载, 鱼腹式标准节以上已安装24节标准节, 此时拆卸转换节以下标准节转换支撑受力为213 700N, 基础特殊转换节4根立管受力均为213 700/4=53 425N。
通过ANSYS软件进行计算分析, 工况1计算结果如图2所示。由图2可知, 最大输出应力为80.578MPa<[δ]=235MPa, 钢梁及鱼腹式标准节受力满足要求;最大变形为2.143mm, 根据规范要求, 该变形量满足转换钢梁承载要求;根据最大输出应力, 剪力墙混凝土等级最低为C50, 传递至剪力墙上的应力为80.578/4=20.145MPa<50MPa, 满足混凝土承载力要求;经计算可知各构件稳定性满足要求。
图2 计算结果 (工况1)
Fig.2 Calculation results (condition 1)
2) 工况2上下支撑共同作用
施工电梯到达最顶层时标准节数量最多、受力最大 (614 900N) , 基础特殊转换节4根立管受力均为614 900/4=153 725N。
工况2计算结果如图3所示。由图3可知, 最大应力为161.164MPa<[δ]=235MPa, 承重钢梁受力满足要求;最大变形为3.59mm, 变形满足要求;根据最大输出应力, 剪力墙最低混凝土等级为传递至剪力墙上的应力, 为161.164/4=40.291MPa<50MPa, 满足混凝土承载力要求;经计算可知各构件稳定性满足要求。
图3 计算结果 (工况2)
Fig.3 Calculation results (condition 2)
3.3 高位基础转换施工
3.3.1 安装流程
安装流程为:43层上支撑转换钢梁安装及封闭层施工→原电梯笼吊出并放入普通电梯笼→普通电梯笼停靠在42层以下, 截断42层部位标准节→安装42层水平防护→安装42层下支撑承重钢梁及调节标准节→安装层门及防护→上部电梯笼放入→电梯运行调试。
3.3.2 关键施工工艺
1) 转换钢梁及水平防护安装由于钢梁需穿过鱼腹式标准节, 分2段进行安装, 在中部采用全熔透焊接。钢梁就位后进行校正, 钢梁顶部通过调节钢梁支撑件使其上表面与标准节接触, 接触面采用满焊。确认无误后将H型钢两端焊接在预埋钢板上, 同步进行该部位封闭层安装, 封闭安装采用50mm×50mm方通铺设, 上铺花纹钢板, 中间留4 650mm×3 650mm电梯洞口, 供电梯上下穿行。
2) 截断底部标准节当上部转换钢梁安装完成后, 施工电梯上部受力由转换钢梁承担, 以转换钢梁作为上部升降机的临时基础。转换钢梁下部通过新安装的吊笼将标准节在基础转换位置进行切割截断。
3) 下部水平防护及承重钢梁安装水平防护采用50mm×50mm方通搭设, 间距600mm, 搭设位置为墙面预埋搭接板, 表面满铺3mm厚花纹钢板, 采用全密封。
按图纸标高, 支撑梁两端分别预埋1 050mm×1 150mm×30mm和400mm×1 150mm×30mm钢板, 搁置2根7 900mm长H型钢 (H600×300×20×30) , H型钢两端焊接在预埋钢板上, 所有焊缝必须满焊, 不能有假焊、漏焊等现象。在钢梁上安装调节标准节及调节垫管, 连接截断部位标准节与调节标准节, 使上部标准节受力传至钢梁。承重钢梁构造如图4所示。
4 结语
通过应用施工电梯高位基础转换技术, 可缓解核心筒施工电梯运行压力, 提高施工作业人员工作效率。施工电梯转换后可将下部筒内标准节拆除, 释放下部水平结构作业面, 从而进行下部水平结构施工, 保证施工工期。
图4 承重钢梁构造
Fig.4 Structural location of bearing steel beams
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