珠海中心大厦集甲级写字楼、超五星级酒店以及相关配套功能的地标性超高层建筑。总建筑面积146 828m², 建筑高度328.8m, 地面以下2层, 地面以上65层, 其中首层~35层为甲级写字楼区, 36~顶层为超五星级酒店区。建筑外形轮廓随高度变化, 平面形状沿竖向从带切角的三角形渐变为接近圆形, 再由圆形渐变至与底部方向相反的带切角的倒三角形。外框钢结构由12根设置在建筑外圈的框架钢柱及层间框架钢梁构成, 并在35~37层内布置有12榀腰桁架及4榀伸臂桁架 (见图1) 。

超高层外框钢柱安装所需的操作平台通常做法为:钢柱吊装前采用型钢焊接在柱头位置, 形成操作平台框架, 然后铺设跳板。此做法工作量大、辅材浪费严重、平台整体不强, 施工过程中易发生高空落物等安全隐患, 安全性严重不足。

针对外框柱安装操作平台, 施工前期项目部通过精心策划、方案论证及大量的施工模拟等工作, 最终确定了该平台的结构形式如图2所示。

该操作平台分框架1与框架2进行加工, 施工时将框架1与框架2用安装螺栓连接成整体进行安装, 待钢柱安装、焊接探伤完毕后将框架1与框架2分别进行拆除, 放置在地面, 对平台内的施工垃圾进行清除, 再次安装。操作平台首次安装如图3所示。

本工程中的操作平台兼做焊接作业及测量作业平台使用, 较好地与焊缝防风防雨措施、测量仪器支架配套使用 (见图4) , 极大地提高了施工效率、保证了工程质量、降低了施工风险及成本。

外框柱安装操作平台制作时采用全焊接节点, 制作要严格控制焊接变形, 防止几何尺寸变化导致无法安装, 在制作过程中, 需要制作专用的加工胎架, 以方便控制平面尺寸和焊接变形。

外框柱安装操作平台分为2块, 安装时先安装靠近核心筒侧的一半 (核心筒侧有环向、径向钢梁, 对操作平台的支撑点较多, 较为稳定) , 然后安装另外一半操作平台, 将连接螺栓拧紧后塔式起重机松钩。整个操作过程中, 安装人员始终戴好安全带, 确保施工过程中的人员安全。

常规钢结构安装操作平台采用型钢焊接、铺设木跳板搭设, 材料损耗、人工浪费较为严重且安全性不理想, 尤其拆除时较为危险。常规操作平台的费用为1 332 000元;改进后的操作平台费用为70 000元。直接经济效益:1 332 000-70 000=1 262 000元。

由于超高层建筑高度较高, 立面存在多工种多工序的交叉作业, 高空作业等级为特级, 安全形势严峻。通常将超高层外楼层临边位置设置水平悬挑防护棚, 防护棚通常做法由预埋件、钢管、木模板、安全网等组成。此种防护棚对于超高层建筑而言工作量大、搭设时操作人员危险性较高、周转较为困难、整体性差 (临海、台风多发地区水平防护的整体性能尤为重要) 。

本工程采用的水平悬挑钢防护平台克服了上述难题, 较好地满足了超高层建筑对外立面水平防护的要求, 水平悬挑钢防护平台具体做法如图5所示。

由于建筑外形轮廓随高度变化, 平面形状沿竖向从带切角的三角形渐变为接近圆形, 再由圆形渐变至与底部方向相反的带切角的倒三角形, 外框筒自下而上分2次倾斜率先向外后向内变化, 最大内收水平距离10.110m, 且呈微曲连续变化状。

为满足防护平台的通用性, 以建筑物最小平面层尺寸作为防护平台的设计模数, 图5中平台之间三角形区域用FHGPT-4进行防护, 确保水平防护的完整性。

防护平台通过连接板及安装螺栓的方式与混凝土楼板进行连接, 斜拉钢丝绳连接在柱间框架梁上。随着塔楼施工高度逐渐增加, 水平悬挑防护平台应根据现场施工需求向上倒运再次安装, 每次向上倒运高度为6个楼层高度且≤30m, 水平悬挑防护平台的相关节点及安装如图6所示。

本工程根据对塔式起重机起重量的需求及施工场地情况, 选用2台STL720-50内爬升动臂塔式起重机, 动臂塔式起重机布置如图7所示。

由于动臂塔式起重机布置在核心筒A, B区, 使得核心筒剪力墙爬模系统水平操作平台无法在A, B区形成封闭的操作空间, 形成了临边洞口危险源。动臂塔式起重机在爬升时, 需对支撑钢梁向上倒运转换, 如无相应的安全防护措施, 施工危险性较大, 并对下部结构施工人员的安全造成极大威胁。

核心筒提升式防护钢平台的应用成功地解决了上述问题, 大大降低了施工安全事故发生的概率, 有效保证了施工人员的人身安全, 核心筒提升式防护钢平台具体步骤如下: (1) 动臂塔式起重机塔身底部爬升至±0.000以上时, 在核心筒A, B区原位进行防护钢平台的组装焊接; (2) 核心筒剪力墙门洞过梁混凝土浇筑前预埋措施埋件, 措施埋件与动臂塔式起重机支撑钢梁埋件同层进行预埋; (3) 混凝土浇筑完成爬模爬升后, 在预埋件上焊接平台提升装置 (电动葫芦) 的悬挑支撑钢梁; (4) 安装电动葫芦、固定及提升用的钢丝绳; (5) 提升、固定钢平台, 待动臂塔式起重机爬升后重复上述步骤。具体流程如图8所示。

核心筒防护平台每次提升高度与动臂塔式起重机爬升高度相同, 平台与塔身底部的高差不大于2个楼层高度, 平台与混凝土剪力墙之间的缝隙采用橡胶带进行封堵。

上述安全措施要编制安全专项方案, 建立实物检查验收制度, 对上述安全措施进行定期清理与维护, 相关责任落实到人。

施工过程中准备对安全措施再次安装、提升前, 项目部组织相关管理人员对安全措施及其附件进行全面检查, 确定安全无误后方可进行安装及提升工作。

本工程采用的安全、方便、快捷式辅助安全措施, 成功地解决了超高层钢结构施工安全防护难度大、采用传统防护结构工作量大、安全性能不高等难题。提高施工效率、缩短工期的同时也降低了施工成本, 避免了人力、物力、资源的浪费, 得到业主、监理的充分认可, 取得了良好的社会效益和经济效益, 圆满完成了工程施工安全防护任务。