超高层建筑施工电梯的布置及管理技术

花力

【摘 要】施工电梯是超高层建筑垂直运输体系中的重要构成,对工程整体工期影响较大.为此,通过工程实践阐述了施工电梯布置及选型的影响因素.并根据超高层建筑工序搭接紧密的特点,介绍了超高层建筑中永久电梯与施工电梯转换的条件及优缺点,以及施工电梯与常见的超高层建筑作业平台连接方法,可为超高层建筑施工电梯设置及管理协调提供借鉴与参考.

【期刊名称】《建筑施工》

【年(卷),期】2019(041)005

【总页数】3页(P886-888)

【关键词】超高层建筑;垂直运输;施工电梯;作业管理

【作 者】花力

【作者单位】上海建工一建集团有限公司 上海 200120

【正文语种】中 文

【中图分类】TU61

1 概述

超高层建筑材料及人员的垂直运输主要依赖于塔吊与施工电梯。现阶段超高层建筑施工普遍具有工期紧、交叉作业多、高峰期作业人员数量庞大等特点，规划布置合理的施工电梯布局是工程顺利进行的保证。特别是在机电、幕墙、装饰装修等专业与土建施工交叉施工阶段，作为材料与人员的运输通道，如何确保现场施工电梯的使用效率显得至关重要[1]。

2 施工电梯的位置、数量及选型

超高层建筑多采用钢结构外框＋钢筋混凝土核心筒结构体系，一般采用核心筒先行、外框后做的施工顺序，因此在电梯布置上必须考虑满足内筒、外框的施工需要，其主要布置位置为核心筒内、核心筒外和外框结构外部，通常采用布置在核心筒内、外框结构外部的方案[2-3]。

1）上海中心大厦主楼地下5层，地上120层，总高度632 m，竖向分为9个功能区。主楼为钢筋混凝土和钢结构组合而成的混合结构体系。竖向结构包括核心筒和巨型柱，水平结构包括楼层钢梁、楼面桁架、带状桁架、伸臂桁架以及组合楼板。核心筒总高度约580 m，平面呈30 m×30 m的正方形九宫格，沿高度有4次体形变化。本项目建筑立面外形呈垂直螺旋体上升，外边缘结构收分较多；整体采用核心筒先行的施工流程（核心筒水平结构后做），核心筒施工采用整体钢平台。综合考虑低区提前运营、外框外结构临时

电梯通道跨度大且费用高、核心筒内电梯井道较多且尺寸大等因素，采用在核心筒内设置施工电梯的方案（图1），其中位于中心筒内的施工电梯L1直上钢平台。

2）上海恒基H地块项目主塔楼地下3层，地上61层，总高度280 m，结构体系为框架-核心筒，其中核心筒尺寸约25 m×28 m。本项目塔楼四角竖向从首层至31层逐渐外扩，外扩幅度达3 324 mm；31层至屋面层逐渐收缩，收缩幅度达6 504 mm。整体采用核心筒先行的施工流程，核心筒施工采用整体提升脚手架＋筒子模的形式（核心筒水平结构同步施工）。在满足施工工期、筒子模安装、材料运输效率等要求下，临时施工电梯采用核心筒外1台＋外框外2台的布置方案（图2）。

图1 上海中心大厦施工电梯布置方案

图2 上海恒基H地块项目主塔楼施工电梯布置方案

3）上海徐家汇中心T2塔楼地下6层，地上70层，屋顶层混凝土结构高度为350.10 m。主体结构包括钢筋混凝土核心筒、外围框架的梁柱钢结构、型钢混凝土巨型柱、腰桁架及转换桁架、屋顶皇冠钢结构和组合楼板。本项目塔楼外框楼板边界线沿建筑高度整体向内收缩，局部楼板边线呈顺、逆时针偏移变化，外框楼板收分最大相对变化量超过5.0 m。整体拟采用核心筒先行的施工流程（核心筒水平结构后做），核心筒施工拟采用整体钢平台。在充分考虑核心筒与外框施工工序搭接、核心筒内水平楼板补缺要求、核心筒井道尺寸、核心筒内永久电梯交付等因素后，根据塔楼建筑结构初步设计方案，临时电梯拟在核心筒内布置1台、外框外布置3台，同时提前启用核心筒内4台永久电梯，以满足结构施工与永久电梯安装工期（图3）。

图3 上海徐家汇中心T2塔楼施工电梯策划方案

施工电梯数量应根据运能计算要求确定，在每个阶段配置合适的电梯数量，在满足施工需要的前提下，采用更节省材料、更经济的方式布置电梯位置及服务楼层，为各个阶段的施工服务。超高层建筑多采用核心筒内和外框结构外部同时布置施工电梯的方案，通常核心筒内需布置至少1台施工电梯满足核心筒先行施工，并根据核心筒水平结构施工顺序及补缺需要确定是否增加施工电梯；外框结构外至少配置2台临时施工电梯，满足不同高度范围内的结构及其他专业运输需求。表1为上海中心大厦40层以下楼层施工阶段的施工电梯运能分析表，从表中可以看出，电梯数量受劳动力人数、材料用量分配、运次及运能分配、梯笼尺寸等的影响。

表1 上海中心大厦施工电梯运能分析表（40层以下）施工阶段 电梯数量劳动力分配（平均往返）材料用量分配（平均往返）施工电梯运次及运能分配（日运行16 h）土建施工850人土建施工10车次土建施工40次/d 2.0h/d第1阶段核心筒1～22层2台4笼机电安装150人机电安装5车次机电安装12次/d 1.0h/d土建施工1 000人土建施工20车次土建施工55次/d 4.0h/d 3台6笼幕墙施工300人幕墙施工8车次幕墙施工25次/d 1.5h/d第2阶段核心筒23～40层机电安装500人机电安装10车次机电安装35次/d 2.0h/d

施工电梯选型主要包括梯笼尺寸、提升速度、载重量、笼数等参数的选择。目前国内施工电梯应用最广泛的梯笼尺寸为3.2 m×1.5 m（双笼）。超高层核心筒内电梯井道尺寸一般在2～3 m，用于核心筒内的电梯梯笼一般需要定制特殊尺寸，常见尺寸为（2.1～2.5）m×（1.0～1.5）m（双笼）。因对稳定性、导轨要求较为严格，单笼施工电梯在超

高层建筑中应用较少，规格受井道尺寸影响较大，如上海中心大厦的4.2 m×1.4 m单笼电梯、广州新塔的2.8 m×1.7 m单笼电梯等。

为满足较大高度内的材料运输需求，超高层建筑施工电梯的载重量不小于2 t，以便于电梯运能的有效发挥。对于面积较大、含钢量较高的核心筒结构，电梯载重量可适当提高，一般在2.8～3.0 t之间。

3 施工电梯在高度范围的分区覆盖技术

超高层建筑在高度上分成不同施工段进行分区结构验收，以便于不同作业面的及时跟进，从而在整体结构施工工期上予以有效控制[4]。不同工序的立体交叉作业，对不同高度区域内的电梯运输要求也不同，为避免不同作业面上因施工电梯交叉使用所造成的工效降低问题，超高层施工电梯原则上按照低区、中区、高区布置和运行，并在竖向确保电梯能同层转换，实现高程全覆盖，便于不同区域的作业人员及施工材料及时到达作业层（表2）。

4 施工电梯与永久电梯的转换技术

受制于永久电梯、外幕墙及结构施工进度的限制，超高层建筑施工电梯需逐步拆除，进行电梯井道移交、外幕墙或结构补缺施工。应在工程策划阶段尽早确定临时施工电梯及永久电梯安装适用计划，由施工电梯向永久电梯平稳过渡。施工电梯与永久电梯的转换可分为3种施工方法：

表2 上海中心大厦施工电梯的分区覆盖参数表电梯 停靠楼层 换乘 覆盖区域 主要用

途L1# B1、49 直达钢平台 高区 土建结构（核心筒）L2# B1、49 — 高区 土建结构（外框）L4# B1～38 — 低区L5# B1～38 — 低区L6# B1、39～100 49层可转乘L1#、L2# 中区、高区L7# B1、39～100 49层可转乘L1#、L2# 中区、高区二结构、机电、幕墙、装饰装修、其他L10# 82～119 82层可利用L6#、L7#转乘 高区L11# 82～119 82层可利用L6#、L7#转乘 高区

1）在施工电梯策划阶段，应尽可能避免临时电梯占用消防电梯井道，可在超高层消防电梯施工并验收完成后，启用消防电梯，并拆除临时施工电梯。本方案可以确保施工电梯与永久电梯的无缝衔接，但是其他电梯井道移交时间较晚。

2）启用跃层电梯，在跃升完成后，转换为永久电梯。临时机房将随着电梯井道的逐步建成而按计划向上跃升。施工单位必须负责井道壁或井道内的建筑开孔用于支撑临时机房和起吊钢梁，并做好防护工作。用于支撑钢梁的井道壁必须为混凝土，并按照要求预留井道壁开孔等。上述方案对拟启用的跃层电梯的加工、安装、管理、保护要求非常严格，造价也比较高，但可以极大提升永久电梯的利用率，充分利用超高速电梯的效率。

3）施工电梯高空基础托换。超高层建筑的永久电梯本身也采用分区设计的方法，因核心筒结构高度较高，长时间占用将不利于下方电梯井道的提前交付，且施工电梯运行高度不能满足全高度施工需求。此类问题可通过采用电梯分段施工的方法进行解决。如上海中心大厦在49层增加L1#及L2#施工电梯（最大使用高度450 m）的高空托换基础，并在基础设置完毕后拆除下部施工电梯标准节，采用封闭施工的方法将该区的核心筒分为上下2个独立施工段，下方施工段可用于永久电梯的安装。本方案使得下方井道可以提前交付，且在不更换电梯的情况下完成整个核心筒作业，减少了人力及材料的浪费[5]。

5 施工电梯与作业平台的连接技术

为最大限度满足作业人员及施工材料进出施工平台需要，施工电梯理论上应直达作业平台进行停靠。在实际施工中，考虑作业平台本身的施工空间及电梯爬升要求，特别是液压爬模和整体提升脚手架体系本身的整体抗侧稳定性并不足以承担施工电梯爬升时的附着要求，同时核心筒内水平结构一般与竖向墙体同步施工，施工电梯一般会停靠在作业平台底部下2～4层，再通过已施工完成的永久楼梯到达作业平台。而对于整体刚度较大的液压爬升钢平台而言，因其水平结构不与竖向墙体同步施工，除采用在钢平台底部下挂梯笼与施工电梯连接外，也可通过依附于整体钢平台的特殊移动附墙形式实现施工电梯直达钢平台的运输方案。

6 施工电梯的安全管理技术

超高层建筑在施工高峰期间将涉及多个工种、多家施工单位的共同施工，电梯使用及管理的压力较大，应对电梯早、中、晚高峰时段及多专业共同使用时的电梯使用进行统筹协调和管理，确保施工电梯的合理有序运行。

1）协调好多家施工单位材料垂直运输的时间安排，大批量材料运输尽量避开高峰时段，比如安装材料、装饰材料等，要求其安排在夜间组织材料运输。

2）每家单位上报材料运输用人货电梯的使用计划，由总承包统一协调各单位的材料运输。

3）总承包对各家单位工人的上下班时间统一协调，各家单位工人上下班时间相互错

开，每家单位均严格遵守上下班时间的规定。

7 结语

本文主要以上海中心大厦施工电梯布置、上海徐家汇中心T2塔楼施工策划为依托，论述了超高层建筑施工电梯布置关键技术，重点介绍了超高层施工电梯位置、尺寸及数量等参数方面的选择原则，简要说明了超高层建筑施工电梯的全高度分区覆盖技术，并进一步对施工中常见的施工电梯与永久电梯转换方案进行了分析。在此基础上，本文阐述了超高层建筑施工电梯在多家单位立体交叉作业工况下的协调管理原则，以确保充分发挥超高层建筑垂直运输的效率。

参考文献

【相关文献】

[1]张喜.超高层施工电梯支撑体系内力及稳定性分析[D].武汉:武汉理工大学,2011.

[2]令狐延,孙晖,李杰.超高层建筑施工电梯关键技术研究与应用[J].施工技术,2016,45(1):4-9.

[3]武超,周杰刚,李健强.超高层建筑施工中施工电梯的合理应用[J].施工技术,2015,44(23):40-44.

[4]刘子田.超高层建筑垂直电梯运输系统分析[J].建筑施工,2016,38(6):752-754.

[5]徐磊,花力,朱刚.超高层建筑施工电梯空中托换平台体系的设计与应用[J].建筑施工,2014,36(6):720-722.