中国尊项目为巨型框架+混凝土核心筒 (型钢柱+钢板剪力墙) 结构体系，总用钢量约为1.3万t。核心筒从承台面向上延伸至大厦顶层，贯穿建筑物全高，核心筒平面基本呈正方形，底部尺寸为39m×39m，周边墙体厚度由1 200mm从下至上逐步均匀收进至顶部400mm;筒内墙体厚度则由500mm逐渐内收至400mm。钢梁最大使用截面为H600mm×200mm×25mm×14mm，质量为1.6t，材质为Q345B，分布在1～108层，标准层布置钢梁约100根。

　　 由于本工程核心筒采用智能顶升钢平台施工，核心筒顶部全封闭，构件无法直接从顶部吊装就位，4台塔式起重机布置在核心筒内，与智能顶升钢平台系统12个附墙顶升支点相互关联，核心筒内构件安装作业条件异常复杂，施工难度大，如何确保核心筒部分钢结构施工安全及高效尤为重要。通过对整个工程实际情况具体分析，提出采用核心筒硬质防护与行车起重机系统实现核心筒钢梁吊装施工。

　　 硬质防护与行车起重机系统由硬质防护、轨道梁、行车起重机、系统提升装置、控制系统等部分组成 (见图1) 。硬质防护是整个行车起重机系统提升与运行时的支撑结构，整个系统通过安装在硬质防护底层的同步卷扬机提升至设计位置后，与支撑主梁与核心筒钢梁埋件上预先安装的牛腿采用高强螺栓连接，从而将系统固定于核心筒墙体上;之后通过控制行车起重机进行钢梁、钢楼梯等构件吊装。完成本阶段构件吊装后，系统开始下一次提升，如此循环，直至完成核心筒构件的安装。

　　 硬质防护框架钢材均为Q345B，构件截面形式为主承力梁I40B，次框架梁I20a，桁架梁I10。硬质防护框架顶部采用3mm花纹钢板满铺，采用翻板形式将顶部封闭，从而达到安全防护的目的 (见图2) 。在硬质防护底层支撑主梁跨中安装同步卷扬机安装平台，在卷扬机安装层设置设备检修通道，方便人员操作及设备检修。

　　 为防止系统提升过程中因运行不够平稳或核心筒墙体混凝土结构误差过大造成与核心筒墙体刮蹭，在硬质防护下层4个角部设置8个可伸缩式防撞滚轮，滚轮边缘距离墙体20mm，当防护体系与墙体发生接触时，滚轮首先接触墙面，当受力过大时，滚轮回缩，从而达到减震防撞效果。

　　 轨道梁采用I32B制作，在硬质防护框架下部，采用高强螺栓与硬质防护框架主次梁连接 (见图3) 。行车起重机采用下挂方式，悬挂于轨道梁下部，采用LX3-6.6 A3和LX3-6.239 A3两种型号，可吊装最大质量为3t，部分行车起重机主梁现场补强，现场焊接焊缝质量等级为三级。

　　 行车起重机系统采用1台组合式同步卷扬机系统提升的方式，组合式同步卷扬机系统放置在硬质防护中部，在支撑梁端部设置4个导向滑轮，将卷扬机钢丝绳向上转向，上吊点设置在钢梁埋件上，将系统提升到位后硬质防护支撑主梁与吊点埋件下层钢梁埋件相连 (见图4) 。为保证提升系统同步运行，在平台上每根钢丝绳上设置调节装置，以便在钢丝绳长短不一致时调节钢丝绳长度，达到平台同步提升的目的。

　　 硬质防护与行车起重机系统的防坠设备采用4套钢丝绳防坠器，将防坠器挂设在硬质防护支撑主梁上，在系统提升过程中防坠器随系统向上提升，当出现提升系统钢丝绳断裂或其他意外情况时，防坠器立即抱死防坠钢丝绳，从而起到防坠保护的作用。

　　 核心筒内工况复杂，硬质防护与行车起重机系统受到智能顶升钢平台顶升支点布置位置、塔式起重机竖向高度的影响。将核心筒的9个筒体分为3类，进行硬质防护与行车起重机行车起重机系统、扒杆系统在平立面上的布置。

　　 核心筒筒体由北向南依次编号为1～9号 (见图5) 。第1类是2, 4, 5, 6, 8号核心筒十字区域筒体，布置硬质防护与行车起重机系统;第2类是1, 9号M1280D塔式起重机筒体，布置设有吊点的硬质防护;第3类是3, 7号M900D塔式起重机筒体，布置扒杆系统 (见图6) 。

　　 第1类筒体为核心筒十字区的硬质防护与行车起重机系统，在1层拼装完成后首次安装在5层 (支撑主梁顶标高为29.750m) ，往上每施工5层提升1次;第2类筒体为设有吊点的硬质防护系统，首次安装在6层塔式起重机支撑梁牛腿上 (支撑主梁顶部标高为42.100m) ，往上根据塔式起重机支撑梁牛腿位置每施工4层提升1次;第3类筒体为扒杆系统，扒杆牛腿首次安装在8层 (牛腿顶标高为48.000m) ，提升卷扬机设置在7层外框楼板，之后每施工8层向上倒运1次。

　　 本工程采用有限元分析软件SAP2000对核心筒十字区域内硬质防护框架进行模拟分析，各构件的截面尺寸如表1所示。

　　 采用的材料力学参数为:钢材Q345，弹性模量E=2.06×10^-5N/mm²;泊松比μ=0.3;密度ρ=7.85×10^-5N/mm³;屈服强度f_y=310N/mm²;强度设计值f=295～310N/mm²。

　　 根据行车起重机系统受力特点，主梁与次梁采用刚性连接，主梁端部分别用刚接和铰接2种形式进行计算。荷载分3种施加在结构上: (1) 桁架上层承受均布竖向静荷载2kN/m²; (2) 主梁中间交叉部分放置提升卷扬机，质量为5.2t，每根支撑主梁承受竖向静荷载30kN; (3) 滑轮系统滑至最不利位置时，主梁承受节点动荷载20kN。结构计算模型如图7所示。

　　 通过对最不利工况组合 (1.2恒载+1.4活载) 下各构件应力分布情况可以看出，1层杆件应力最大的截面为位于角部的4根构件，所受最大弯矩为3.7kN·m，按照受弯构件计算，结果均满足强度要求。

　　 根据计算结果，构件应力比均<0.5，满足GB 50017—2017《钢结构设计标准》要求。如若按铰接方式校核支撑主梁强度，主梁最大应力比为0.674<0.95，满足规范要求。

　　 综上所述，行车起重机系统在施工过程中均满足强度、刚度的要求，结构方案安全可行。

　　 编制硬质防护与行车起重机系统专项施工方案并经专家论证通过;在专项施工方案实施前，工程负责人应对硬质防护与行车起重机系统施工人员进行的安全技术交底;与硬质防护与行车起重机系统施工工序相关的钢筋工程和混凝土工程施工人员应了解施工特点，做好配合工作。

　　 构件安装前，将用于构件拼装的1层混凝土、跳板、混凝土泵管等杂物清理干净;拆除核心筒十字区通道入口的脚手架、防护网等，为构件运输提供畅通的道路;拆除核心筒内的防砸脚手架;在单个筒体内进行构件拼装时，上部顶升钢平台区域须停止钢筋绑扎等施工作业，以防杂物坠落，伤及下方作业人员。为保证夜间拼装作业安全进行，须保证拼装作业区域内有充足照明。

　　 为尽量减少核心筒区域内部操作，硬质防护散件拼装等工作在筒外完成。利用顶升钢平台区域夜间停止施工的时间，进行构件转运等工作。顶层硬质防护在筒外拼装完成后整体运输至核心筒安装位置，采用4台卷扬机将平台提升至1层夹层的高度，然后可进行硬质防护节点焊接等工序 (见图8) 。

　　 为方便设置在连梁部位的卷扬机安全吊装，尽量将吊点设置在构件端部，为充分保护构件，采用捆绑吊的方法。顶部框架在吊装时焊接吊耳，吊耳采用10mm厚钢板制作 (见图9) 。

　　 核心筒筒体内单个行车起重机系统按照各部件地面拼装后整体吊装的方式进行安装，具体流程如图10所示。

　　 根据构件分段情况，将已制作为整体的框架采用2台液压小车运输至核心筒安装区域的1层楼板，散件根据拼装需求运输至拼装场地进行拼装。

　　 将提升卷扬机系统安装完成后，将轨道梁与硬质防护整体提升一定高度后安装行车梁，安装时将行车梁用小叉车托运至硬质防护下部，然后用倒链将行车梁提升就位，安装好滑轮，最后安装提升电动葫芦，完成一个筒体内行车起重机系统安装。

　　 总体提升步骤为:吊点焊接→钢丝绳上移→开动卷扬机使钢丝绳受力→支撑点拆除→行车起重机系统提升到位→支撑点固定→卷扬机卸载。

　　 根据现场施工进度，卷扬机上吊点焊接不能在顶模挂架上进行，需在核心筒最外侧墙体与内部墙体连梁上搭设通道，通过塔式起重机直接吊装进入核心筒。

　　 行车起重机系统首次安装在5层，上吊点安装在10层，可吊装的楼层梁范围为1层夹层，2层，2层夹层，3层，4层，将1层作为卸料平台或设置构件转运层。之后行车起重机系统按照每施工5层提升1次，一次最大提升高度为24.5m，最小为22m。

　　 核心筒硬质防护与行车起重机系统安装完成后须对硬质防护的防护性能进行检验，依据同类工程经验，选取双层3mm花纹钢板作为防护层，足够防护核心筒顶升钢平台施工区域掉落的混凝土渣滓等杂物。

　　 行车起重机系统主要用于核心筒钢梁施工，施工区域位于顶升钢平台下部，主要坠物风险来源于顶升钢平台区域同时施工时，人员操作不当、顶升钢平台挂架兜底防护不严密等原因使得混凝土浇筑、钢筋绑扎等作业过程中，混凝土渣滓、箍筋等杂物坠落而对下部钢梁安装区域人员造成伤害。

　　 针对高空坠物风险，专门设计硬质防护结构，同时还编制核心筒硬质防护与行车起重机系统总体验收表、提升前检查表和提升后检查表，制定了由质量监督检验局现场验收，硬质防护系统须经监理、总包等单位的联合检查验收合格，在系统每次提升前后须经过项目部技术、质量、安全口专人联合检查验收的多层验收保障体系，切实保障了系统使用过程中的安全可靠。

　　 核心筒钢梁等钢构件施工同时，顶升钢平台区域也在施工，为保证硬质防护的安全性能满足使用要求，在硬质防护与行车起重机系统安装完成后进行坠落试验。在极限条件下，顶模挂架上自由坠落1根长500mm、直径25mm钢筋，若钢筋对硬质防护无较大损伤，经验收合格后投入使用，若钢筋对防护造成了较大破坏，则需采取措施进一步增加钢丝网、安全网等防护层，确保硬质防护发挥作用。

　　 Z15项目核心筒采用智能顶升钢平台施工，4台塔式起重机布置在核心筒内，与智能顶升钢平台系统12个附墙顶升支点相互关联，造成核心筒顶部全封闭，内构件安装作业条件异常复杂。传统核心筒钢构件安装方法施工效率较低，大约10d/层，使得核心筒内水平结构施工节奏严重滞后，大大影响施工进度。此外，传统施工方法无法给筒内施工提供较安全便利的施工环境，不利于钢构件的吊装定位和位置校正。

　　 本工程采用硬质防护和行车起重机系统进行核心筒钢结构施工，采用合理施工部署和施工流程，优化配置资源，使得筒内水平结构施工速度达到5d/层，缩短50%工期;为筒内构件施工提供了安全便利的施工环境，解决了超高层建筑中顶升钢平台使用情况下核心筒内钢构件吊装的难题。核心筒行车起重机施工技术将硬质防护与行车起重机2个独立的系统巧妙地结合到一起，既保障了施工安全，也极大方便了施工。