现有超高层建筑核心筒与外框结构施工通常采用“不等高同步攀升”施工工艺, 核心筒结构施工往往采用可爬升的模架系统。基于该种工况下的施工电梯, 其标准节大多无法与模架进行有效附着, 致使施工电梯无法上至模架体系内部或上部。如何保证施工电梯能够安全、高效、简便地实现电梯标准节在模架系统中的附着, 并将施工人员运送至模架体系作业平台是超高层核心筒结构施工的主要技术难题。

本工程通过在模架系统内安装滑动附着装置, 解决施工电梯标准节在模架体系内的附着难题, 并且建筑施工模架爬 (顶) 时架体和施工电梯标准节可发生相对滑移, 实现电梯升降笼安全高效快速地上至平台上部, 无需对附着装置进行反复拆装, 并且在滑动过程中, 附着依然有效, 安全可靠。

沈阳宝能环球金融中心T1塔楼位于沈阳市沈河区, 青年大街与文艺路交汇处, 金廊沿线核心地段, 建筑高度568m, 为目前在建东北第一高楼, 结构形式为核心筒+外伸臂+外围巨型斜撑框架结构, 采用“不等高同步攀升”工艺, 核心筒施工领先外框6~8层, 核心筒施工采用最新一代超高层建筑装备集成平台, 在T1塔楼的建设过程中, 集成平台需累计顶升112次, 将T1塔楼核心筒施工至498m, 配置2部高速施工电梯用作施工人员及材料运输, 在模架体系设计时, 依据电梯井洞尺寸及电梯附着反力大小设置电梯扶柱, 将滑动附着装置固定在电梯扶柱上, 实现施工电梯直接上至模架体系各层级平台。同时在集成平台顶升时仍可以正常使用施工电梯上至模架体系平台, 可确保任何情况下人员疏散、材料运输要求, 提高结构施工的安全性, 如图1, 2所示。

在施工电梯设计中, 依据电梯井洞尺寸及电梯附着反力大小, 设计电梯扶柱装置。

1) 施工电梯滑动附着装置的设计充分考虑了电梯井洞尺寸, 并且严格按照施工电梯标准节具体几何尺寸、电梯标准节与轿厢空间距离进行深化设计。施工电梯附着安装如图3所示。

2) 本工程在电梯最顶部20节标准节上安装辅助单片导轨, 形成施工电梯滑动附着装置, 并配置3套非标准制作的附墙连接架, 连接架后部固定在钢平台下吊电梯扶柱上, 每道间距<9m, 最顶部附着以上标准节高度≥7.5m。该附墙连接架前部为2个双滚轮接触头, 通过“夹住”单片导轨实现约束横向位移, 竖向可正常滑动。

3) 施工电梯滑动附着装置根据施工电梯最不利荷载, 进行滑动附着装置受力分析, 并合理选择杆件尺寸。

1) 按照滑动附着装置深化设计图纸内容, 进行滑动附着装置相关构件的加工制作。

2) 制作时采取与电梯标准节相同材料进行滑动附着装置相关构件加工制作 (见图4) 。

1) 在施工电梯标准节最顶部安装20节标准节时, 采用可拆卸方式连接安装辅助单片导轨。

2) 安装施工电梯辅助片装标准节最顶部20节, 配置3套非标准制作的附墙连接架, 连接架后部固定在钢平台下吊电梯扶柱上, 每道间距<9m, 最顶部附着以上标准节高度≤7.5m。该附墙连接架前部为2个双滚轮接触头, 通过“夹住”单片导轨实现约束横向位移, 竖向可正常滑动。

1) 模架体系平台顶升时带动3套连墙架一起提升, 每次顶升高度为1个结构标准层 (4.5m高) , 顶升过程中滚动附墙与辅助单片导轨形成滚动式上升。

2) 在每次模架体系平台顶升完成后首先加高顶部标准节, 然后利用施工电梯拆卸最底部的辅助单片导轨, 周转安装至顶部。如此循环实现施工电梯不断爬升, 如图5所示。

电梯运行时, 由于电梯轿厢运动及载重对电梯标准节产生的竖向荷载由电梯标准节传递至电梯基础, 水平荷载通过单片导轨及滑动附着装置传递至下挂加强桁架, 施工电梯专业公司根据施工工况及电梯本身的情况得出, 滑动附着装置4个支点产生垂直于墙体的最大水平力为16.5kN, 平行于墙体的最大水平力为7.5kN。

将数据输入MIDAS/Gen有限元计算软件中, 得出最大应力为74.63N/mm², 最大位移为19.09mm, 满足下挂加强桁架承载力 (见图6) 。

沈阳宝能环球金融中心项目总承包工程T1塔楼结构施工时, 基于模架体系平台中采用施工电梯滑动附着装置, 通过合理设计、现场高质量安装、安全运行, 应用后的效果得到业主单位、设计单位等单位的高度评价, 为后期模架体系平台中应用施工电梯又提供了一种新工艺, 而且该施工电梯滑动附着装置安全可靠、适应性强、周转率高, 可提高劳动效率, 降低劳动工作准备时间。

施工电梯滑动附着装置在建筑行业里很少应用, 相较于常规施工电梯的使用, 不仅可确保任何情况下的人员疏散、材料运输要求, 提高结构施工的安全性, 还减少了钢筋与马凳绑扎的工序, 而且施工电梯滑动附着装置适应性强、周转率高。滑动施工电梯附着导轨应用技术, 为后期模架体系工况下的施工提供了一种新工艺。