摘要：南京金鹰天地广场T1塔楼的核心筒结构建造采用了钢梁与筒架交替支撑式整体爬升钢平台模架。实践表明，这种整体钢平台模架整体性强，模块化拼装体型适应性强，并具备两层同步施工能力，在超高建筑复杂核心筒结构建造中效果良好。
关键词：超高层建筑;核心筒;钢平台;剪力钢板层;伸臂桁架层
1 工程概况
南京金鹰天地广场由裙房和3栋超高层塔楼组成，3栋塔楼均采用“钢框架-核心筒-伸臂桁架结构”形式。其中 T1塔楼总高365.5 m，地上79层，另外2栋69层和62层的塔楼高约300 m。3栋塔楼在192 m高空通过空中平台连接为整体，空中平台高约40 m，最大跨度70 m，是在建的跨度最大、高度最高的非对称三塔空中连体结构(图1)。本文以 T1塔楼为研究对象。
期刊推荐：《工程建设》(双月刊)创刊于1963年，该杂志是经国家新闻出版总署批准、面向国内外公开发行的我国唯一面向工程建设全过程的专业技术杂志(双月刊),它由世界500强企业中国冶金科工集团的全资子公司---中冶长天国际工程有限责任公司主办,自1963年创刊以来已办刊40多年，是一份历史悠久的工程建设类专业技术杂志。主要报道冶金矿山以及能为冶金矿山所借鉴的黄金、有色、化工、建材、煤碳等矿山工程设计与建设方面的新工艺、新技术、新设备等方面的技术成果与进展。
T1塔楼核心筒平面为九宫格形式，形状为29.6 m× 25.4 m的长方形，内设4道隔墙(图2)。核心筒墙体随高度变化经历多次收分，其中外墙地上部分共收分8次，底部最厚处1 300 mm、顶部最薄处400 mm，内墙地上部分共收分3次，底部最厚处600 mm、顶部最薄处300 mm。为增强结构抗侧刚度，核心筒四周外墙22层及以下内设钢板，采用钢板混凝土组合剪力墙形式，43层设置1道高8 m、贯穿外墙的伸臂桁架。
2 整体钢平台模架设计
2.1 模架选型
本工程核心筒为高365.5 m的复杂超高层结构，施工时多专业穿插且立体交叉作业多，对模架装备的
整体性和安全性提出了极高的要求。基于核心筒结构体量大、剪力钢板分布层数多、伸臂桁架节点复杂等特点，选择钢梁与筒架交替支撑式液压爬升整体钢平台模架装备进行施工。
该模架装备整体性强，在超高空实现安全全封闭的作业空间。装备遵循单元化设计理念，局部拆装工艺简单，吊装剪力钢板、伸臂桁架单元时不破坏模架的整体性。同时，该模架装备承载力大，满足施工操作及材料设备的堆放要求，可实现双层同步施工，可以保证剪力钢板、伸臂桁架吊装施工作业空间满足要求，使得劲性钢构件能够做到2层一吊。
2.2 模架设计
整体钢平台模架装备由5个系统构成，包括钢平台系统、脚手架系统、筒架支撑系统、钢梁爬升系统、模板系统，以下分别介绍各系统设计的关键内容。
2.2.1 钢平台系统钢平台系统
主要作为堆载区域位于模架顶部，上设钢筋材料堆场、施工机具堆场、人员作业区域、混凝土布料机等。
本工程钢平台系统平台外框平面尺寸为32 m× 28 m，初始面积约900 m2 。由于本工程部分楼层施工钢平台需要带模板爬升，且装备自重大，考虑承载力需求，钢梁主要采用HN500 mm×200 mm×10mm×16 mm型钢，部分分布在核心筒翼墙外侧的钢梁采用HM350 mm× 250 mm×9 mm×14 mm型钢。钢梁布置时避开劲性钢柱，受力主梁通长设置，并考虑剪力钢板、伸臂桁架的分段，加大次梁间距，尽可能在平面上预留足够的可保证劲性构件顺利吊装就位的间距，同时考虑布料机的局部承载要求，在2台布料机位置对局部钢梁进行加强(图3)。
2.2.2 脚手架系统
脚手架系统是为了满足模板、钢筋等土建施工的需要，在钢平台系统下方沿混凝土结构墙体、在一定高度范围内布设悬挂脚手架。本工程中脚手架系统共6步，其中第1～4步高2 100 mm，第5步高2 160 mm，第6步高 1 900 mm。由于外墙收分900 mm，外脚手架为满足施工距离的需求，设为角部固定部分和中部可滑移部分，滑移滚轮设置于钢平台系统钢梁下翼缘。 28 250 32 450 塔吊 AD AC 布料机电梯 布料机塔吊 A2 A3 A4 图3 钢平台系统布置
2.2.3 筒架支撑系统
筒架支撑系统为钢平台模架施工作业状态提供支撑。筒架支撑系统位于内筒内，竖向筒架支撑柱顶端连接于顶部平台梁，底端通过其上设置的牛腿与顶墙导轮分别将装备承受的竖向荷载、水平荷载传递至混凝土结构墙体。本工程墙体连梁多，墙体不连续，所以最中间内筒不设置支撑系统，采用脚手架下挂，其余内筒根据核心筒墙体分布特点，在5个内筒中设置四点支撑，在3个内筒中设置两点单边支撑，共设26个牛腿支撑点。
2.2.4 钢梁爬升系统
爬升钢梁采用HN600 mm×200 mm×11 mm×17 mm 型钢组成平面受力框架，设置于筒架支撑系统第7步中，通过框架上设置的牛腿支撑于混凝土结构，利用其上设置的双作用液压缸动力系统为装备提供爬升动力[1-2] 。动力系统由1套集中控制系统、8台液压泵站和26个液压顶升油缸组成。钢梁爬升系统的牛腿设置位置与筒架支撑系统相同，共设26个牛腿支点(图4、图5)。
2.2.5 模板系统
模板系统用于保证现浇混凝土结构几何形状以及截面尺寸，并承受浇筑混凝土过程传递的荷载。整体钢平台模架中模板采用钢大模形式，施工中根据工程结构形式、钢大模施工特点及开间进深尺寸确定模板规格，每块钢大模由面板、横向围檩、竖向围檩、对拉螺栓通过安装组成。本工程钢大模从标高23.80 m开始使用，按照核心筒的标准层高4 300 mm配置。
2.3 关键节点设计
牛腿是整体钢平台模架的关键受力构件，无论是爬升阶段还是施工作业阶段，整体钢平台模架的竖向荷载均通过牛腿传递给混凝土结构。牛腿设置于筒架支撑系统、钢梁爬升系统中的钢梁框架上，外围为钢板焊接而成的箱体反力架，反力架通过端板与底板上的高强螺栓与钢平台模架连接，牛腿在反力架腔体内部通过液压驱动进行外伸和收缩动作，实现其在混凝土结构上的支撑或脱离。
初始状态时，牛腿距离墙面110 mm(图6)，此时按照设计的外伸长度搁置于混凝土结构预留洞内，根据牛腿的约束条件及所受最大荷载对其受力状态进行校核，强度、刚度均满足要求。
随着墙体的收分，牛腿与墙体的间距逐渐增大，牛腿外伸搁置时悬臂增大。为了保证牛腿有足够的承载力，设计时必须根据最不利工况对其进行加固处理。本工程中牛腿支撑位置墙体最大单边收分300 mm，针对此工况，在牛腿顶部设置由钢板焊接而成的反力三角撑来减小牛腿外伸后的悬臂长度(图7)，通过计算验证，牛腿在顶部加固的情况下受力满足要求。
3 整体钢平台模架施工
3.1 施工总体流程
标高23.80 m以下混凝土墙体采用常规脚手架进行施工，待施工完成后，按分块单元依次安装整体钢平台模架。22层以下为剪力钢板层施工，此阶段模板系统悬挂于钢平台系统钢梁上并随整体钢平台模架一起爬升;22～43 层为标准层施工;43～44层为伸臂桁架层施工，此阶段模板系统悬挂于钢平台系统钢梁上并随整体钢平台模架一起爬升;44～79层为标准层施工。79层施工完毕，拆除整体钢平台模架。
3.2 标准层施工方法
1)初始状态混凝土浇筑完毕，整体钢平台模架停留在刚浇筑的混凝土顶部。
2)以爬升钢梁上的牛腿为支撑，油缸伸展顶升架体 2 150 mm，就位后通过筒架支撑系统底部设置的牛腿支撑于墙内预留洞，爬升钢梁上的牛腿收回，完成受力转换。
3)以筒架支撑系统底部牛腿为支撑，油缸回提带动爬升钢梁上升2 150 mm，就位后通过爬升钢梁上的牛腿支撑于墙内预留洞，筒架支撑系统上的牛腿收回，完成受力转换;重复上述步骤，完成标准层4 300 mm的爬升。
4)钢筋由塔吊吊运至钢平台顶面堆放，作业人员在钢平台顶面通过格栅板传递至钢平台系统下方墙体位置，在脚手架上进行绑扎。
5)钢筋绑扎完毕，此时模板系统固定于钢筋绑扎层下一层，待下层混凝土达到强度后拆模，提升模板系统，模板系统就位调直，并利用穿墙螺栓固定。
6)利用设置在钢平台顶部的液压布料机完成混凝土浇筑。
3.3 剪力钢板层施工方法
墙体中内设剪力钢板增加了施工难度，施工过程要充分考虑整体钢平台模架与钢结构、土建之间的协同施工问题。本工程核心筒内剪力钢板分布于四边外墙，并与劲性钢柱相连，施工吊装时穿过钢平台梁，在整体钢平台模架内部连接固定。因此要做到协同施工，必须考虑剪力钢板吊装对模架平台梁设置以及爬升高度的影响，具体关键点如下：
1)对剪力钢板进行合理分段、分节。
2)施工中局部剪力钢板与钢梁相碰部位，将钢梁设为可拆装式，在不影响整体性的情况下满足临时拆卸的需求。
3)沿外墙在顶部钢平台梁的相应位置设置外模板吊点与内模板吊点，解决模板吊点梁跨墙设置对剪力钢板吊装产生的影响(图8)。
4)结合剪力钢板吊装单元竖向长度调整钢平台的提升高度，为剪力钢板的吊入提供足够的立面空间。
5)确定剪力钢板吊装顺序、钢平台梁拆装顺序。为保证施工效率，减少吊次，施工时每个剪力钢板吊装单元竖向长度分为2层一段。施工方法具体步骤如下
1)初始状态为核心筒混凝土浇筑完毕，大模板通过对拉螺栓固定于混凝土墙体上。
2)拆除对拉螺栓，通过设置在钢平台梁上的模板吊点用葫芦将大模板固定在钢平台梁下，为防止平台爬升过程中模板晃动，模板水平围檩用铅丝固定在吊架立杆上。
3)按照标准层所述的爬升步骤爬升4次，整体钢平台模架总共爬升8 600 mm高度，保证了平台梁底部至混凝土面之间的距离满足钢板2层一吊的需求。此过程中模板随钢平台同时爬升。
4)按照剪力钢板吊装顺序依次吊装，由塔吊将吊装单元从预留空隙吊入钢平台装备内部，局部与钢梁相碰位置将钢梁临时拆除，吊装完毕后及时复位(图9)。
5)绑扎第1框钢筋，大模板就位，紧固对拉螺栓，利用钢平台系统顶部的混凝土布料机，浇筑混凝土。
6)混凝土养护，绑扎第2框钢筋，大模板就位，紧固对拉螺栓，利用钢平台顶部的混凝土布料机，浇筑混凝土。
7)进入下一个剪力钢板层施工循环。
3.4 伸臂桁架层施工方法
与剪力钢板层施工类似，伸臂桁架层施工的关键在于伸臂桁架吊装单元与钢平台模架平面、立面的关系处理以及各专业间的协调。本工程伸臂桁架位于43层，整体高度 8 m，分布于外墙，由上弦结构、斜腹杆以及下弦结构组成，桁架钢梁横置于核心筒外墙内，上、下弦结构处分别有5个部位有牛腿伸出。上、下弦结构4个角部均为十字形单元(图10)，且2个方向伸出墙外，如何安全吊装就位也是施工中的重点。基于整体钢平台模架完成伸臂桁架层施工，除剪力钢板层施工中所述的优化钢梁、设置可拆装钢梁、设置内外吊点、调整模架爬升高度、确定合理吊装顺序等措施之外，还需采取以下措施：
1)角部节点吊装时，十字形节点与钢平台角部4个方向钢梁相碰，4根钢梁同时拆除使角部承载力大大降低，必须在钢梁拆除前提前采取加固措施保证施工安全，防止角部因变形过大使拆除的钢梁无法恢复。
2)整体钢平台模架爬升前，有外伸牛腿位置处的走道板应提前避让，保证整体钢平台模架顺利爬升。
3)整体钢平台模架带模提升到位后，作业状态模板悬挂于钢平台上，此时角部同时拆除4根钢梁，在角部承载力削弱的基础上同时承受模板荷载，必须对此最不利工况进行验算，确保加固措施安全可靠。
综合考虑各方面因素，研究确定了伸臂桁架层2阶段的施工方法。
第1阶段，整体钢平台模架爬升5 950 mm，下弦构件吊装就位，随后绑扎钢筋、封模、浇筑混凝土;第2阶段，整体钢平台模架爬升6 950 mm，斜腹杆、上弦杆按顺序吊装就位。第2阶段带模爬升时，模板系统通过葫芦悬挂于平台梁上，剪力钢板层施工时模板系统通过铅丝固定于脚手架系统上部，而桁架层施工时，为了不影响斜腹杆与上弦杆的吊装及焊接，模板系统固定于脚手架系统靠下位置。
4 结语
基于南京金鹰天地广场T1塔楼核心筒的结构特点及施工难点，采用钢梁与筒架交替支撑式整体爬升钢平台模架进行核心筒施工。
实践表明，该模架装备整体性好，复杂结构适应性强，具备2层同时施工的能力，针对剪力钢板层、伸臂桁架层等施工难题优势明显，满足了复杂超高层建造安全、高效、经济的综合需求。
