高层建筑核心筒爬模施工方案

核芯筒爬模施工方案1 模板体系分析与选型1.1 类似超高层建筑核芯筒模板系统模板体系爬模系统迪拜塔/核芯筒采用液压爬模俄罗斯联邦大厦/核芯筒采用液压爬模模板体系提模系统上海环球金融中心/核芯筒采用格构柱支撑式整体自升钢平台脚手模板系统广州电视塔/核芯筒采用格构柱支撑式整体提升钢平台模板体系1.2 不同模板体系特点对比体系爬模体系图示爬升原理爬模提升机构是依附在已经完成的结构上，随着结构施工而逐层上升，当结构混凝土达到拆模强度而脱模后，模板不落地，依靠机械设备和附着架体将模板和爬模装置向上爬升一层，定位紧固，如此反复循环施工。优点1、爬模系统可以形成一个封闭、安全的作业空间；2、既可直爬，也可斜爬，爬升速度快；3、可整体爬升，单榀爬升，适应结构变化能力强，爬升过程平稳同步安全；4、模板随爬升系统一起爬升，可减少人工作业量及模板周转对塔吊的依赖；5、 除了因为建筑结构的要求（如墙体变截面或伸臂桁架牛腿处)需要对爬模架改造之外，一般情况下，爬模架一次组装后，一直到顶不落地，即节省了施工场地，又能减少了模板的碰伤损毁，提高模板面板周转次数；6、抗风能力强，21m/s风速以下可以正常施工，29m/s风速以下不需要加固措施。29m/s风速以上加固措施：只需将模板保持合模状态即可；7、提供全方位的操作平台，减少了重新搭设操作平台的材料和劳动力；8、上部开放式设计便于安装钢结构，外墙外爬模单面附着，可灵活拆装；9、工具式爬升导轨，无需在墙体中埋设支撑杆（架）。缺点1、水平构件需要滞后施工；2、利用混凝土墙体早期强度，尤其墙侧面存在混凝土抗拉需求，需设置多组支撑点；3、爬模系统在墙体变截面部位需要专门进行节点设计。体系顶模体系图示 顶升原理提升机构利用涡轮涡杆提升机沿预埋在正式结构中的支撑钢柱(或格构柱)向上，提动整个钢平台整体向上，进而带动整个挂架系统向上，整个提模系统可基本达到自行持续向上施工的要求。优点1、提模系统可形成一个封闭、安全的作业空间；2、模板可利用提模系统的电动葫芦向上周转，减少了人工作业量；同时减少模板周转对塔吊的依赖；3、以格构柱为支撑及核芯筒墙体为基础，垂直承受荷载能力较强；4、可进行同步提升，并且在养护混凝土同时，进行钢筋绑扎，提高施工进度；5、可实现变截面处的模板系统提升；6、通过对槽钢支撑立柱安装精度的控制可以有效解决模板提升过程中偏扭的问题。缺点1、水平构件需要滞后施工；2、采用格构柱或钢柱作为支撑件，钢材耗费大，施工一次性成本高，且格构柱安装，大模板起始用人工较多。1.3 本工程核芯筒墙设计概况及特点分析本工程核芯筒墙结构有以下特点：1、核芯筒墙最大高度达268.5米；2、 核芯筒外墙截面沿竖向逐步收小，外墙外侧向内收，共回收600mm，从1000mm收至400mm。最大变化幅度为150mm；3、核芯筒内墙截面沿竖向逐步收小，变化时为一边变化，共回收100mm，最大变化幅度为100mm；核芯筒及楼层墙厚变化情况见下表：楼 层层高（mm）墙厚（mm）楼 层层高（mm）墙厚（mm）外墙内墙外墙内墙L178001000400300避难层L30层夹层3200800400300L31-374200700400300L245400L38-444200550400300L56000L453300L64600避难层L45层夹层3200设备夹层2170L46574200550300L7133900L584600L143880900400300L594650L153300屋顶层3.8500400300避难层15夹层3200400300-L16-204200L21-294200800400300L3033004、核芯筒平面图核芯筒结构平面图1.4 本工程核芯筒墙体模板体系根据上述各种超高层建筑模板体系对比分析和应用实例并结合本工程设计特点，考虑采用爬模体系进行核芯筒墙混凝土结构施工。爬模系统由模板系统、埋件系统、支架系统、液压系统四部分组成，参见下图。 爬模系统总装图爬模效果图2 爬模体系设计及施工流程2.1 爬模体系介绍2.1.1 液压爬模主要技术性能1）型号：ZL-ZPM-100型液压自爬模电控液压升降系统额定压力25 Mpa液压泵站流量N*2L/min（N为机位数量）额定荷载100 kN油缸行程400 mm伸出速度400 mm/min双缸同步误差20 mm 爬模标准构造图架体系统架体支承跨度5m（相邻埋件点之间距离）架体高度14 m架体宽度外架体上平台2.40m内架体上平台8.00m外架体平台1.60m内架体主平台8.80m外架体主平台3.00m内架体液压操作平台1.60m外架体液压操作平台3.00m内架体液压操作平台1.60m外架体吊平台1.60m内架体液压操作平台1.00m内架体液压操作平台1.00m内架体吊平台2.85m2）爬升机构：有自动导向、液压升降、自动复位的锁定机构，能实现架体与导轨互爬的功能。3）承载能力：平台编号平台宽度（m）承载力（kN/m2）2.404.0；0.75（爬升时）1.601.0（不参与荷载效应组合，仅用于纵向联系梁计算）3.001.03.001.01.601.0（不参与荷载效应组合，仅用于纵向联系梁计算）8.004.0；1.5（爬升时）8.801.01.601.01.001.01.601.01.001.02.851.5注：只允许两层平台同时承载。4）爬升速度：10分钟/米。2.1.2 模板系统设计模板体系配件图例18厚WISA板+80×200木工字梁+双12号槽钢体系，横肋与木工字梁间由连接爪紧固。“WISA板+木梁”的模板体系比普通木模体系周转次数高56倍，比全钢大模板有效减轻了自重，成本低、安全性高。标准模板板块大小：4350mm*2440mm1吊钩2竖肋3横肋4连接爪5直芯带直角芯带7芯带插捎和垫板8芯带连接件部位详图部位详图阳角模板阴角模板模板拼缝节点 洞口模板各层门洞位置，模板设置洞口，洞口设计方法如上图，在保证模板整体性能的前提下，部分工字木梁裁断，且相应位置不设WISA板。对拉螺杆分布示意对拉螺杆示意图垫片及蝶形螺母墙体内外模板采用D20对拉螺栓固定，对拉螺栓间距1000mm标准层模板布置示意2.1.3 爬模架布置示意标准层架体布置架体组成如上图所示，本工程共布置80个机位。其中外墙单侧液压爬模机位28个，核芯筒内筒单侧液压爬模机位24个，双面桁架式抬梁架体14榀（28个机位）。每个机位设有一个油缸、一套动力单元及一个电控箱；利用动力单元提供动力带动整个爬模平台爬升。整个爬模系统在核芯筒作业面形成一个封闭、安全并可独立向上施工的操作空间。爬模架爬升可以分段、分块或单元整体爬升。模板固定方式液压自爬模的模板安装在架体上，与架体同时爬升，模板设有后移装置，可以水平后移600mm，方便模板拆除及清理，模板后移完成后可以有空间进行模板清理，避免了模板爬升后清理混凝土可能对钢筋产生的污染。芯筒内部角模可后移300mm左右，可从角模侧边进行模板清理。2.1.4 平台所用型材及型号爬模平台型材表名称材质规格图示外爬模上平台横梁Q235210外爬模上平台内立杆Q235100*3外爬模上平台外立杆Q345B214外爬模上平台桁架上/下斜杆Q235100*3/100*5外爬模主平台横梁Q345B228b外爬模主平台次梁Q345B212外爬模主平台内立杆Q235100*3外爬模主平台外立杆Q345B214外爬模承重三角架立杆Q345B232b外爬模承重三角架横梁Q345B225b外爬模承重三角架斜撑Q345BD160*4.5圆管外爬模液压操作平台横梁Q235210外爬模液压操作平台立杆Q235100*3外爬模吊平台横梁Q235210外爬模吊平台立杆Q235100*3上平台、中平台、液压平台、吊平台次梁木梁H200*80*40*25内爬模上平台横梁Q345B220内爬模主平台横梁Q345B钢板组焊截面内爬模主平台次梁Q345B220内爬模液压操作平台横梁Q235210内爬模吊平台横梁Q235210内爬模立杆Q235100*3外爬架及内爬架爬模上平台Q2352.5mm厚花纹钢板各平台次梁Q235双20#C型钢2.2 爬模施工组织2.2.1 标准层施工工序钢结构柱安装及验收 墙体钢筋绑扎（胡子筋预埋，爬锥、穿墙螺杆位置预留） 钢结构埋件安装 墙体开洞、机电埋管 洞口加筋 各专业验收 外架爬升 外墙模板爬锥安装 外墙合模并穿入对拉螺栓 内架提升 爬锥安装 穿墙螺杆固定 模板验收 混凝土浇筑 施工缝处理 退模 测量放线 安装埋件系统 导轨提升 拆除下层埋件支座、挂座和爬锥 模板清理、检修 进入下一循环2.2.2 标准层爬模提升顺序本工程爬模由外爬模架及内爬模架两种系统组成，共由28个平台组成，平台爬升利用泵站控制各架体液压油缸提升速度，外架体每侧布置一个泵站，内架体每个筒各布置一个泵站，爬模平台共11个泵站。每侧架体采用同步马达进行同步提升，泵站布置及同步马达详见下图，不同架体的提升顺序如下：第一步：提升所有外爬架，外架体可同步提升；第二步：提升西侧3个内筒爬架；第三步：提升中部1个内筒爬架；第四步：提升北侧3个内筒爬架。同步马达（溢流阀）2.2.3 非标准层施工方法本工程非标层层高主要为：3.9、3.88、3.3、3.2、4.4.6、4.65、4.45等，层高大于标准层时，钢筋绑扎按照实际层高进行，爬模提升按照标准层高爬升，其累计结果在进入标准层施工前多爬升一次，局部与过梁冲突范围，可在允许范围内加高模板进行施工；层高小于标准层时，则钢筋绑扎和爬模提升按照实际层高进行。2.2.4 核芯筒结构施工步骤核芯筒67天施工一层，核芯筒内土建结构施工分三步走：第一步，仅施工核芯筒墙体及作为施工通道的各层施工电梯出口处的楼板，需要在先施工墙体内预留楼板插筋“胡子筋”以及连接梁主筋