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模架技术在超高层建筑工程中的应用

来源:《中国建筑金属结构》杂志  作者:陆云 高吉龙 王美华  日期:2014-7-17
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  【摘要】模架作为施工操作平台和安全围护,是超高层建筑结构施工的关键技术,科学合理的模架技术,事关建筑结构的质量、安全、进度和造价。本文结合工程实例分别介绍了电动整体提升脚手架技术、液压自动爬升模板技术和整体提升钢平台模板技术三种模架技术,并阐述各自特点及应用范围,以资借鉴。
  【关键词】超高层建筑;模架技术;应用范围;工程实例

  4. 液压自动爬升模板技术液压自动爬升模板系统最早是由德国PERI 公司于1978 年研制成功,随后许多大型模板公司,如奥地利DOKA、英国RMD等都相继开发了液压自动爬升模板系统。90 年代后,我国开始引进、消化和吸收国外先进的液压自动爬升模板工程技术,如深圳地王商业大厦(69 层,高325 米)采用了瑞士VSL 液压自动爬升模板工艺施工。近些年来,上海建工集团和北京市建筑工程研究院等单位相继研制出具有自主知识产权的液压自动爬升模板系统。目前,液压自动爬升模板系统在我国应用已非常广泛。

  4.1 工艺特点

  液压自动爬升模板技术与其它模板工程技术相比,液压自动爬升模板工程技术

  具有显著优点:

  4.1.1 自动化程度高。在自动控制系统作用下,以液压为动力不但可以实现整个系统同步自动爬升,而且可以自动提升爬升导轨。平台式液压自动爬升模板系统还具有较高的承载力,可以作为建筑材料(词条“建筑材料”由行业大百科提供)和施工机械的堆放场地。

  4.1.2 施工安全性好。液压自动爬升模板系统始终附着在结构墙体上,在6 级风作用下可以安全爬升,8 级风作用下可以正常施工。在爬升架上端增加拉结加固后液压自动爬升模板系统能够抵御12级风作用。

  4.1.3 施工组织简单。液压自动爬升模板施工工序关系清晰,衔接要求比较低,因此施工组织相对简单。特别是采用单元模块化设计,可以任意组合,以利于小流水施工,有利于材料、人员均衡组织。

  4.1.4 标准化程度高。液压自动爬升模板系统许多组成部分都是标准化定型产品,通用性强,周转利用率高,因此具有良好的经济性。但是液压自动爬升模板系统通过预埋螺杆(词条“螺杆”由行业大百科提供)附着在剪力墙上,与整体提升钢平台模板技术相比,承载力比较低,材料堆放控制严格。

  4.2 工程应用实例

  4.2.1 工程特点

  郑州绿地中央广场北塔楼地面以上结构总高度为283.9m,共64 层,标准层层高为4.2m。非标准层高有7.8m、4.8m、3.6m、5.6m 和4.3m 等。主体核心筒结构采用混凝土结构。核心筒平面如图,是典型的九宫格,如图7。

  该工程主要特点表现在核心筒内部区格尺寸较大, 达到10.3x9.75m,采用液压爬模顶升平台,单个平台的受荷面积高达100.425m2,相比普通核心筒区格面积增约20%,这对液压爬模的承载能力提出了严格要求。

  4.2.2 模架体系

  液压自动爬升模板体系是一个复杂的系统,集模架、机械、液压、自动控制技术于一体;其主要可分为:模板系统、操作平台系统、爬升机械系统、液压动力系统和自动控制系统五大部分,如图8。

  4.2.3 方案简述

  4.2.3.1 总体路线

  该工程总体工艺路线为竖向结构先行施工,水平结构滞后施工;核心筒竖向结构先行施工,领先周边外框结构6 层左右。模架技术总体施工方案为:核心筒外围和内部采用液压爬模方案,钢大模随模架同步爬升。

  4.2.3.2 平面布置方案

  共布置23 组液压爬模单元,其中2 机位外爬架14 组,6 机位内爬架9 组,共82个机位。

  4.2.3.3 大吨位承载要求

  该工程采用的液压爬模内平台相比普通承载力要求提高近20%,这对液压爬模的承载能力提出了更高的要求。

  由于爬模承载能力主要由预埋构件及承重螺栓确定,一定程度上限制了整体承载力的提升。综合考虑后,该工程液压爬模采用了承重大梁承载,通过将承重梁端部搁置腿伸入剪力墙预留洞内,大大提高了爬模承载能力。

  5. 整体提升钢平台模板技术整体提升钢平台模板工程技术是具有我国自主知识产权的超高层建筑结构施工模板工程技术,是由钢筋混凝土结构升板法技术发展而来的。二十世纪80 年代末由上海市第五建筑有限公司首创,并成功应用于上海联合大厦工程。目前,在我国仅有上海建工集团和中建集团拥有该项技术。

  5.1 工艺特点

  整体提升钢平台模板工程技术是一项特色极为鲜明的模板工程技术,与其它模板工程技术相比,具有显著优点:

  5.1.1 整体稳定性强。整体提升钢平台模板系统通过钢梁组成的钢平台与挂脚手架连接,整体稳定性强,可满足超高层建筑全封闭的施工要求。

  5.1.2 作业条件好。材料堆放场地开阔,为施工作业提供了良好条件。下挂脚手架通畅性和安全性好,施工作业安全感强。

  5.1.3 施工速度快。提升准备可与钢筋工程、混凝土浇捣平行进行,可减少塔吊的运输量,且大模板原位进行拆卸、提升和组装,极大地提高了工效。

  5.1.4 施工安全性好。整体提升钢平台模板系统始终附着在结构墙体上,能够抵御较大风力作用。

  5.2 工程应用实例

  5.2.1 工程特点

  上海中心大厦结构地下5 层,地上121层,总建筑面积为 574058m2,地上总建筑面积为 410139m2,建筑总高度 632m,如图10。上海中心大厦在模架技术方面主要存在以下难点:

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