在不允许新建酒店项目的情况下, 对现有酒店进行运营中的改造装修以提高酒店入住率, 是未来北京主城区酒店项目的发展方向。基于最大限度地减少改造施工对酒店原貌及运营影响的考虑, 应用以钢结构为载体的垂直运输系统, 确保可靠、高效、经济的改造施工垂直运输至关重要。

凯宾斯基酒店项目位于北京市朝阳区亮马桥路50号, 周围多使领馆等涉外机构。酒店主楼结构建于1988年, 地上16层、地下3层, 标准层高3m, 建筑高度47.38m, 框支剪力墙结构, 外幕墙为100mm厚预制混凝土挂板。本次改造施工范围为 7～16层客房室内区域, 不涉及公共区域和外幕墙, 改造面积共计22 183.34m²。

降低改造施工对酒店正常营业的影响, 减少对改造施工区域外现有建筑的破坏, 据此设计满足改造施工需要的垂直运输系统。综合主要受限因素如下。

1) 业主给定施工电梯安装位置在主楼东侧, 拆除东山墙1 500mm宽的走廊玻璃幕墙作为出入口。

2) 主楼东侧宽5m、高4m的室外连廊不得拆除, 施工电梯不能落地安装。

3) 非改造楼层 (1～6层) 走廊玻璃幕墙不得拆除, 施工电梯不能与主楼结构拉结。

4) 垃圾清运工作量大, 不能落地安装的施工电梯运力不足。

经综合考虑, 安装配属垂直运输系统的钢结构载体, 钢结构载体上提供跨连廊的施工电梯安装平台和施工电梯进料平台, 并在非改造楼层 (1～6层) 提供施工电梯的拉结点;钢结构在改造楼层 (7～16层) 提供V形卸料平台, 连接施工电梯与主楼走廊;为补偿施工电梯清运垃圾的运力, 沿钢结构由上往下焊装垃圾溜管, 进行各作业楼层施工垃圾 (块料) 清运;施工电梯不能落地, 安装1部物料升降平台和1部楼梯作为人员通道, 分别负责施工物料和人员上下的垂直运输 (见图1) 。

垂直运输系统主要安装步骤:钢结构基础施工→非改造楼层的钢结构 (施工电梯安装平台、进料平台) 安装→非改造楼层的施工电梯安装→改造楼层的钢结构 (施工电梯卸料平台) 安装→改造楼层的施工电梯安装→垃圾溜管焊装→升降平台及人员通道安装。

在连廊两侧安装钢结构立柱, 立柱中心位置对应地下室结构柱的中心。地下室顶板覆土层开挖2m×2m钢结构基础基坑, 基坑内做钢筋混凝土基础, 通过植筋与原结构梁、柱进行连接, 基础顶部预置埋板 (见图2) 。

依次吊运焊装钢结构的立柱、支撑与钢 (桁架) 梁, 完成施工电梯安装平台与进料平台安装。继续吊运焊装钢结构的立柱、钢梁与支撑, 完成非改造楼层的钢结构安装, 并通过附墙件在6层顶与主楼结构梁拉结 (见图3) 。

施工电梯进料平台比施工电梯安装平台高500mm, 确保施工电梯轿厢行程最低限与进料平台没有高差。施工电梯进料平台满铺5mm厚花纹钢板, 四周设置1.5m高安全防护围挡、顶部安装防护棚。

为满足施工垂直运输需要, 选用1台SCD200/200型双笼施工电梯, 施工电梯全高安装需用标准节33节、附墙件7套, 施工电梯荷载计算公式为:

P= (梯笼荷载+外笼荷载+标准节荷载+锚固附墙件荷载+载重) ×2.1 (1)

其中, 考虑冲击荷载、自重误差及风载, 安全系数取2.1。

施工电梯的荷载计算需提前完成, 并提供给钢结构审核的设计单位作为钢结构设计的基础数据, 满足垂直运输系统安装的同时, 确保其在自重、电梯载重及冲击荷载等影响因素下安全。

非改造楼层 (1～6层) 钢结构安装完成后, 穿插进行施工电梯基础段的吊运安装。将施工电梯基础梁置于钢结构安装平台的桁架梁上, 立柱的2根底梁安置在平行的2道桁架梁顶, 基础梁和桁架梁用加厚[12上下夹紧并通过M20对拉螺栓固定。钢结构桁架梁作为施工电梯安装平台受力的主承托梁, 施工电梯运行过程中, 电梯自重、载重、冲击荷载等通过导轨立柱传递到桁架梁上, 为保障桁架梁受力的合理性, 电梯立柱安装时必须对准桁架的节点 (见图4) 。

改造楼层 (7～16层) 安装“梯子”形钢结构 (见图5) , 每层钢结构的横梁和主楼结构梁间安装V形钢平台作为卸料平台 (见图6) , 连接施工电梯与主楼走廊。卸料平台上铺5mm厚花纹钢板, 两侧安装1.5m高防护围挡, 靠近电梯一侧安装电梯防护门。

施工电梯轿厢、动力电缆及各安全装置安装调试完成后, 开始进行导轨架的加高安装。用轿厢顶部的吊杆吊起标准节, 进行导轨架的逐节安装, 为保证垂直度, 安装过程中必须有2台经纬仪在2个方向不间断观测。施工电梯附墙件的安装为每2层楼 (6m) 设1道, 在非改造楼层与钢结构拉结, 在各改造施工楼层与主体结构拉结。

垃圾溜管布置在各层施工电梯卸料平台中部靠近钢结构横梁部位 (见图7) , 从上往下每2层1个缓冲折弯, 地面上在钢结构南侧设置出料口, 出料口东、北、西3面设置20mm厚钢板围成一个储料池。

主管与钢结构横梁或支撑 (6层以下) 在每层连接点处通过2块200mm×150mm×8mm钢板焊接固定, 所有焊缝必须满焊、打磨刷漆, 如图8所示。

对每层连接点焊缝的抗剪强度进行计算。已知焊缝厚度h_f=8mm, 焊缝长度l_w=200mm, 焊接钢材Q235, 焊条E43, 手工焊, 角焊缝的抗剪强度值 f_fw=160N/mm²。每层连接点焊缝抗剪强度N=0.7h_f (l_w-2h_f) f_fw, 代入数值计算N=164kN, 即每节点的抗剪强度值为328kN。

为保证主管稳定性, 在每个节点的钢梁顶面采用└100×63×6加焊一个U型箍, U型箍角钢与钢管3面施焊。溜管折弯处上方设置检修口, 检修口用同规格的钢板盖严、螺栓固定牢固, 同时在溜管周身包裹软质降噪材料 (见图9) 。

各层卸料平台上靠近溜管位置设置进料口, 进料口四周增设└100×63×6, 进料口内焊接间距≤150mm×150mm钢筋网作为进料口的水平防护, 进料口上方设置在溜管一侧安装合页的活动盖板, 下班或不卸料时保持关闭。

在钢结构南侧对应施工电梯进料平台的位置安装3m×3m升降平台。升降平台安装区域开挖3.5m×3.5m基坑至地下室结构顶板, 设置2道基础钢梁横跨在地下室2道结构梁顶, 基础钢梁上满铺20mm厚钢板。升降平台底梁安装在钢板上, 钢板四角设置200mm×200mm立柱, 立柱内侧安装升 降平台轨道。升降平台行程最高限位设置与电梯进料平台同高, 并设置防冒限位。电梯进料平台需兼作施工人员上下施工电梯的等候平台, 平台北侧安装1部带防护棚的楼梯作为人员通道。

结合北京凯宾斯基酒店改造项目垂直运输系统应用实例, 对改造工程垂直运输系统进行设计和优化, 取得良好效果:①最大限度减少改造施工对酒店原貌及运营的影响;②合理高效、安全可靠地解决项目改造施工垂直运输问题;③垂直运输系统的开发应用赢得业主、监理及政府监管部门的认可。

本系统钢结构载体的选型与布置方案 (图纸、稳定性计算、承载力等) 需经有资质的设计单位审核。