现代高层筒体结构在采用爬模体系施工核心筒墙体时，由于爬模体系的限制，核心筒顶部一般被顶部模板完全封闭，无法采用常规塔吊进行核心筒电梯井内钢结构的吊装。本文以上海三菱高速电梯试验塔项目为例，介绍一种卷扬机—定滑轮手动吊装施工技术，解决了因顶部封闭导致井道钢结构无法施工的问题，并可降低井道钢结构施工成本，可为类似工程提供借鉴。
● 项目概况
▲ 建设概况
三菱电梯试验塔项目位于上海市闵行区闵行经济开发区，由试验塔和裙房组成，地上34层（不含顶层），地下3层。试验塔结构高233.5米，周边有4层12.45米高的裙房结构和约8层32.45米高的裙房结构。本项目总面积约1400平方米，其中试验塔占地面积625平方米（25m×25m）。项目正式建成后，将以236米的高度成为上海“最高”的电梯试验塔，同时也是闵行区最高的建筑。
▲ 安全钳电梯井道结构概览
安全钳井道位于三菱电梯试验塔西北角，占地面积48平方米，总高97.5米，共计20层，地上17层，地下3层，是国内外最高的试验电梯井道。电梯井道钢结构包括钢柱、钢梁、钢楼梯、导轨支架等，共计2000余个构件，全部为轻钢构件，单个构件最大重量约2吨。布置情况见图1、图2。
图 1 带安全钳的电梯井平面图
图2 安全钳电梯井道钢结构模型
● 顶部封闭状态下钢结构安装总体思路
▲ 整体技术思路
每个井道上方的模板都是封闭的，井道四周均有剪力墙（除首层大型电梯井出入口洞口外），从而在井道内部形成了一个封闭的施工环境。为此，必须摒弃传统的利用塔吊从顶部吊装的方式，而必须寻找合适的吊装路径，在井道内部形成独立的施工吊装系统，即手动-卷扬机-滑轮组合吊装系统，作为井道内部钢结构安装的基础条件。
▲ 零部件运输
构件正常运输至室外现场后进行检查验收，首先用塔吊将构件吊装到液压小车（专门用于水平运输的机械）上，采用牵引钢丝绳与人工运输相结合的方式将钢构件逐一运送至井道一层主入口。
▲ 垂直运输
井道内设置一整套独立的垂直提升系统，包括提升钢梁、绞车、定向滑轮、转向滑轮等，用于构件的垂直运输和提升到位。提升钢梁可预先设计并预埋在井道内，也可采用后埋加固方式设置。
▲ 井道内钢结构吊装
钢构件由地下一层切割下放到地下三层，自下而上逐层搭建脚手架操作平台，逐层吊装到位，直至整个电梯井吊装完毕。
▲ 施工流程
施工脚手架搭设→测量放线→安装钢柱→安装钢隔断梁→跟进平台楼面梁安装（6m、7.5m层高）→焊接及高强螺栓完成并验收→跟进花纹钢板逐层铺设→跟进防火涂料逐层涂抹→拆除脚手架→进入下阶段搭建。
▲ 安装精度要求
安全钳井钢结构整体高度97.5m，为满足设计要求，垂直度控制在2.5cm以内。
▲ 测量技术措施
首先配合土建工程，利用高架铅垂线在地下室B3、F17楼面布置一层控制线，再通过全站仪轴线转换系统将控制线布置在安全钳井内，经过多次测量数据调整后确定整体上下垂直控制点，最后在安装时用包塑钢丝拉过上下垂直控制点，控制垂直度。
● 顶部封闭状态下钢结构施工技术
▲ 起重机械部署
安全钳井道区域内空间封闭，天幕被土建施工顶升模板体系封闭，周边有剪力墙，无法采用塔吊、汽车吊等常规机械吊装。根据现场施工的限制，结合施工效率，我们打破常规吊装思路，采用非常规吊装作业——即卷扬机人工吊装。这是一种以人工吊装为主，机械吊装为辅的吊装方式。由于卷扬机具有通用性强、体积小、布置灵活、成本低等特点，能适应现场吊装环境钢结构电梯井，因此在密闭空间内进行钢结构吊装作业，选择卷扬机进行吊装。
安全钳井单个钢构件重量为2t，考虑安全系数1.5，选用5t卷扬机作为起重机械，首层、六层、十一层、十七层均布置5t卷扬机设备，安全钳井自下而上施工，当钢结构安装到卷扬机所在楼层时，需将卷扬机向上翻转5层重新布置，卷扬机支脚焊接固定于预设的楼层预埋件上（如图3所示）。
图 3 绞车布置图
▲ 吊装准备
（1）井道内的钢构件通过首层电梯口送入，先用液压小车送至电梯口进行安装；
（2）井道底部四周搭设脚手架，提供工作面操作平台，井道中部及门口处不设脚手架平台，以方便构件垂直运输；
（3）脚手架验收合格后，清理井道内预埋件表层并在预埋面上放出所要安装钢构件的“十字”测量控制线；
（4）卷扬机与变频控制箱有效衔接，变频控制箱主要作用是钢结构吊装过程中稳定上升下降，避免以往手动控制器带来的突然上升下降，变频控制箱能有效提高安装控制程度和现场操作安全性；
（5）提升钢丝绳底部设置重力旋转环（图4、图5），旋转环在提升过程中，可有效防止构件旋转，从而有效避免因旋转带来的安全风险。
图 4：重力旋转环示例
图5 重力旋转环实景图
▲ 吊装钢梁设置
上海三菱高速电梯试验塔安全钳井道钢结构施工中，共设置4根22#工字钢作为起吊钢梁，起吊钢梁由土建单位提前调试完毕，在施工至3、8、13、16层时，将起吊钢梁侧向预埋件埋入安全钳井道剪力墙内，并对起吊钢梁进行焊接。起吊钢梁与预埋件采用全焊透对接焊，在起吊钢梁下方中心点设置吊耳，挂设滑轮组（如图6所示）。
图6 钢梁吊装示意图
▲ 定滑轮的设置
本工程共设两个定滑轮，一个起升定滑轮，一个钢丝绳导向定滑轮。起升定滑轮（图7）悬挂在起升钢梁下方的吊耳上，起升作用。钢丝绳导向定滑轮（图8）设在绞车所在楼层3轴安全钳轴口处，设在门洞中心楼板上，与混凝土楼板用预埋螺钉连接固定。导向滑轮控制钢丝绳的拉动方向，将垂直钢丝绳转换为水平方向。
图7 起重滑轮示意图
图8 导向轮示意图
● 顶部封闭钢结构吊装
吊顶闭口钢结构的基本思路是先安装钢柱、主梁等基本框架结构，再安装楼梯等大型构件，最后安装次梁等连接件。
安全钳井道首层南门洞作为构件上料口，通过液压升降小车、卷扬机抽送或撬杠等人工搬运方式将首层钢结构水平运送至首层门洞，在首层门洞处竖直摆放构件。
以B3-首层钢结构吊装为例（图9），首层卷扬机钢丝绳穿过首层导滑轮，利用原设置的3层吊装钢梁及吊装定滑轮吊装钢构件，卷扬机钢丝绳与构件吊装钢丝绳通过5t卸扣捆绑吊装。重量超过1t的钢构件（如钢柱、楼梯、导轨支架等）不仅需要在构件底部设绳，还需设仙葫芦，与卷扬机同步缓慢进入门洞，防止构件进入洞口时发生剧烈晃动。仙葫芦一端与剪力墙上预置的吊耳预埋件连接，另一端与钢构件吊耳连接。 对于重量不超过1t的构件的连接，只需拉动绳索，将施工人员缓慢释放到洞内。
图9：首层洞口吊装工况图
构件垂直进入井道后，用卷扬机缓慢降下（图10），当接近安装位置时，用双卷扬机将构件牵引到位，到位后用高强度螺栓进行临时紧固。
图10 元件下降条件图
将构件调整到位、加固后，按上述施工工艺逐层吊装，直至形成分阶段的钢框架结构。
此工程分一期共5层（地下一层、第6层、第11层、第17层），第一期完工后，再进行下一期（第6层）升降机械设备安装，循环往复，直至整个井道安装至第17层。
● “手动绞盘滑轮组合”系统的安全保障措施。
“手动-卷扬机-滑轮组合”体系施工技术虽然解决了室内密闭空间内构件吊装就位的难题，但必须配套安全措施，确保其安全运行和施工。
根据本工程结构特点及危险因素，制定如下安全保障技术措施：
（1）井道内部设置了完备的脚手架防护系统和救生绳系统，保证施工人员在施工过程中有足够的安全作业面和安全的行走通道；
（2）每隔3层设置一层硬质防坠落隔离层，但不得大于10m；
（3）每半月对绞车、控制箱、钢丝绳、定滑轮、卸扣等进行一次例行检查、保养；
（4）避免上下交叉作业钢结构电梯井，防止坠物伤人，井道各门洞处安装防护栏杆，防止专业施工人员进入；
（5）配备专职安全管理人员，开展安全管理工作，监控、调查操作人员的不安全行为和安全措施不到位的因素；
（6）配备专职电工，确保施工期间用电安全。
● “手动卷扬滑轮组合”施工技术应用效果
采用“手动-卷扬机-滑轮组合”系统施工技术，较好地解决了室内密闭空间内构件吊装难题，打破了常规吊装思路，为解决室内密闭空间内钢结构安装提供了新的施工方法和技术。针对本项目电梯井道内钢结构施工情况，总结出以下几点结论：首先，必须采用该系统完成钢结构吊装任务，为业主解决井道钢结构设计变更提供了施工技术支持；其次，在不影响整体土建进度的同时，加快了整体工程的施工进度。如果采用常规方法用塔吊吊装井道钢结构，由于处于关键线，必然占用整体工期。该吊装系统为独立系统，不占用大型机械，可穿插作业及雨季施工； 最后，该施工技术有利于释放大型机械（塔吊）的功能，有利于现场施工配合，不会对塔吊造成“争抢”。总的说来，“手动卷扬滑轮组合”系统在当今高层建筑、电梯作业空前发达的时代，具有巨大的发展潜力。在核心筒内（密闭空间内）电梯井钢结构吊装领域，该系统施工技术可以充分发挥其独特优势，取得良好的技术应用效果。
结论
针对室内密闭空间内钢结构吊装的诸多局限性，我们结合实际工况，研发了“手动-卷扬机-滑轮组合”系统，攻克吊装难关。
该系统为室内高层钢结构吊装提供了一种新颖的吊装施工思路，该施工技术在保证施工安全的同时，提高了施工效率，降低了施工成本，优化了施工工艺，对类似工程具有借鉴意义。
焦点
钢结构建筑的进步
