中建四局超高层建筑关键建造技术的创新与应用

超高层关键建造技术的创新与应用超高层关键建造技术的创新与应用第一部分 超高层建筑发展趋势1 1、世界超高层发展历程、世界超高层发展历程一、超高层建筑发展趋势一、超高层建筑发展趋势（1）第一阶段（1894-1931）：1894年美国纽约曼哈顿人寿保险大厦的落成，标志着高层建筑发展进入超高层建筑阶段。纽约曼哈顿人寿保险大厦 106m美国纽约伍尔沃斯大厦 241m美国纽约克莱斯勒大厦 319m美国纽约帝国大厦 381m1 1、世界超高层发展历程、世界超高层发展历程一、超高层建筑发展趋势一、超高层建筑发展趋势（2）第二阶段（1945-1980）：第二次世界大战结束之后，随着经济的恢复和逐步繁荣，超高层建筑的发展进入新阶段。芝加哥希尔斯大厦 442.3m芝加哥汉考克大厦 344m芝加哥怡安中心 346m1 1、世界超高层发展历程、世界超高层发展历程一、超高层建筑发展趋势一、超高层建筑发展趋势（3）第三阶段（1980-至今）：超高层建筑迅猛发展，亚洲成为超高层建筑的生力军，目前世界上最高建筑的前十名大多集中在亚洲。广州东塔539.2m广州国际金融中心 440.75m深圳京基大厦 441.8m上海环球金融中心 492m1 1、世界超高层发展历程、世界超高层发展历程一、超高层建筑发展趋势一、超高层建筑发展趋势序号序号名名 称称高度（米）高度（米）建成年份建成年份所在地所在地1哈利法塔8282009阿联酋迪拜2麦加皇家钟楼酒店6012012沙特麦加3广州塔6002009中国广州4新世贸中心一号楼5412013美国纽约5台北1015082004中国台北6上海环球金融中心4922008中国上海7香港环球贸易广场4842010中国香港8吉隆坡石油双塔4521998马来西亚吉隆坡9紫峰大厦4502010中国南京10希尔斯大厦4421973美国芝加哥现已建成超高层高度排名：1 1、世界超高层发展历程、世界超高层发展历程一、超高层建筑发展趋势一、超高层建筑发展趋势序号序号名名 称称高度（米）高度（米）建成年份建成年份所在地所在地1哈利法塔8282009阿联酋迪拜2印度塔720在建 印度孟买3平安国际金融中心660在建中国深圳4上海中心大厦632在建中国上海5武汉绿地中心606在建中国武汉6麦加皇家钟楼酒店6012012沙特麦加7广州塔6002009中国广州8高银金融117597在建中国天津9罗斯洛克金融中心588在建中国天津10新世贸中心一号楼5412013美国纽约超高层（已建成和在建）高度排名：1 1、世界超高层发展历程、世界超高层发展历程一、超高层建筑发展趋势一、超高层建筑发展趋势NO.1 迪拜塔部分超高层建筑图片NO.2 印度塔NO.3 深圳平安大厦NO.4上海中心大厦NO.5武汉绿地中心NO.6麦加皇家酒店1 1、世界超高层发展历程、世界超高层发展历程一、超高层建筑发展趋势一、超高层建筑发展趋势NO.8 天津117大厦NO.9罗斯洛克金融中心NO.10纽约新世贸中心NO.7 广州塔 经济全球化的背景下，世界各地的超高层建筑如雨后春笋般出现，持续刷新超高层建筑排行榜。2 2、中国超高层发展历程、中国超高层发展历程一、超高层建筑发展趋势一、超高层建筑发展趋势（1）起步阶段:7090年代。以广州白云宾馆、深圳发展中心大厦为代表（2）飞跃阶段:90年代初至今。中国已成为世界上建筑业最活跃与最繁荣的地区。目前全球十大高楼中，中国已经占据6席。中国在建的摩天大楼总数量已经超过200座。广州白云宾馆深圳发展中心大厦上海金茂大厦上海环球金融中心2 2、中国超高层发展历程、中国超高层发展历程一、超高层建筑发展趋势一、超高层建筑发展趋势国内正在建设的400米以上的超高层建筑深圳平安金融中心646m 上海中心大厦632m 广州东塔539.2m天津117大厦597m武汉绿地中心606m 3 3、超高层建筑的利弊、超高层建筑的利弊一、超高层建筑发展趋势一、超高层建筑发展趋势（1）超高层建筑的优势：高效利用土地资源、体现工程建造水平、带动科学发展，促进科技进步。3 3、超高层建筑的利弊、超高层建筑的利弊一、超高层建筑发展趋势一、超高层建筑发展趋势（2）超高层建筑的弊端:发生火灾地震后救援难度大、玻璃幕墙存在老化脱落和自爆风险、强风和雷电经常光顾、引起城市峡谷效应、建设和维护成本高。峡谷效应示意图雷电光顾4 4、超高层的建造难题与对策、超高层的建造难题与对策一、超高层建筑发展趋势一、超高层建筑发展趋势（1）难题：超高层建造存在核心筒结构形式复杂多变、高性能混凝土超高泵送困难、高空作业危险大、超高降效等现象。传统施工工艺无法实现现代化超高层建筑快速、优质、安全地建造。440m超高泵送结构形式复杂功效低4 4、超高层的建造难题与对策、超高层的建造难题与对策一、超高层建筑发展趋势一、超高层建筑发展趋势（2）对策：针对超高层的建造难题，我们成立了由行业权威专家组成的专家顾问委员会和课题组，结合工程实际特点展开攻关研究和技术创新，取得了诸多创新成果。第二部分 智能化整体顶升工作平台及模架体系1 1、技术体系研究背景、技术体系研究背景二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系随着时代的发展，大中城市超高层建筑如雨后春笋般纷纷拔地而起，据中建总公司统计，目前在建200米以上高楼1000栋，经营跟踪1000栋。上海上海 广州广州1 1、技术体系研究背景、技术体系研究背景二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系 在超高层建筑中，抗倾体系主要采用核心筒结构形式，混凝土核心筒往往因其工艺要求的逐层递进性，制约整个工期的关键线路。广州东塔广州西塔1 1、技术体系研究背景、技术体系研究背景二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系 随着百层高楼结构复杂多变，核心筒墙体在厚墙、薄墙、直墙、斜墙、弧墙、钢骨墙等之间相互转换，且工期紧张，给高效建造提出了更高要求。弧墙弧墙直墙直墙斜墙斜墙厚墙厚墙薄墙薄墙直墙直墙斜墙斜墙直墙直墙弧墙弧墙钢骨墙钢骨墙无钢骨墙无钢骨墙有墙有墙无墙无墙墙墙柱柱1 1、技术体系研究背景、技术体系研究背景二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系 传统模架系统包括爬模、滑模等，均表现出一定的局限性。如存在工艺间歇；顶升时间过长；钢筋、机具吊运时间长；需进行高空改装；单层完成时间过长等。施施工工要要求求提提高高传传统统模模架架工期要求紧工期要求紧结构复杂结构复杂 应对结构变化应对结构变化不灵活不灵活 速度不够快速度不够快 不满足不满足不满足不满足满足新的需求的满足新的需求的 新的模架体系新的模架体系 1 1、技术体系研究背景、技术体系研究背景二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系 核心筒智能顶模系统的出现，为超高层结构施工探明了一条安全、快捷、高效、适应性超强的自爬升模板脚手架体系的施工道路。2 2、顶模系统的概述、顶模系统的概述二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系智能化控制系统智能化控制系统总控室总控室顶升点顶升点1 1三维可调模架三维可调模架顶撑合一的地位支撑顶撑合一的地位支撑工作平台下工作平台下部留空一层部留空一层能够通向整个能够通向整个结构变化范围结构变化范围的轨道的轨道平面刚度较大、任意形状平面刚度较大、任意形状的工具式桁架工作平台顶的工具式桁架工作平台顶升点数量最少升点数量最少3 3、顶模系统的组成、顶模系统的组成二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系23 系统组成系统组成挂架系统支撑系统钢平台模板系统动力及控制系统4 4、顶模系统的创新点、顶模系统的创新点二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系 提出了“主受力体系高空不变，模架体系高空易调”的设计思想，并通过以下五个方面进行深化。工作平台工作平台“顶升点数最少顶升点数最少”顶撑合一的顶撑合一的“低位支撑低位支撑”“长行程长行程”顶升方法顶升方法实现精确施工的实现精确施工的“智能化控制系统智能化控制系统”空间三维空间三维“可调模架可调模架”4 4、顶模系统的创新点、顶模系统的创新点二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系(1)工作平台工作平台“顶升点数最少顶升点数最少”由最少支撑点支撑工具桁架式大钢钢平台，可最大限度的减少模架体系与实体结构之间的限制关系，提高本系统对实体结构变化的适应性。二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系4 4、顶模系统的创新点、顶模系统的创新点 工作平台为整体钢框架结构，可堆放较大的集中荷载，释放了塔吊的运能。下部可挂设模架。(1)工作平台工作平台“顶升点数最少顶升点数最少”二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系(2)顶撑合一的顶撑合一的“低位支撑低位支撑”4 4、顶模系统的创新点、顶模系统的创新点 将系统与工程结构的传力点设置新浇筑楼层下部两层范围内。将连接点设置成预留洞口伸缩牛腿支撑的形式，有效地避免了混凝土早期强度对系统顶升的影响，加快进度。二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系(2)顶撑合一的顶撑合一的“低位支撑低位支撑”4 4、顶模系统的创新点、顶模系统的创新点 工作平台设置在作业层上一个结构层高位置，设置留空层，调整了系统顶升和钢筋绑扎的先后顺序，消除工序之间的工艺间歇，加快进度。二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系(3)“长行程长行程”顶升方式顶升方式 可以保证系统一次顶升一个结构层高的高度，5m层高的顶升工序可在2 2个小时内完成。大大缩短顶升时间，简化了顶升工序。4 4、顶模系统的创新点、顶模系统的创新点二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系(4)实现精确施工的实现精确施工的“智能化控制系统智能化控制系统”4 4、顶模系统的创新点、顶模系统的创新点 采用智能化控制系统，将整个顶升作业程序化，实现了全过程全自动控制。牛腿牛腿自动自动控制控制伸缩伸缩控控制制系系统统小油缸小油缸二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系(4)实现精确施工的实现精确施工的“智能化控制系统智能化控制系统”4 4、顶模系统的创新点、顶模系统的创新点 收集平台各点标高、平面位置、主油缸垂直度的偏移等信息，自动进行单点或多点自动纠正调整，实现智能化自动找平、找弧，保证质量、安全。二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系(4)实现精确施工的实现精确施工的“智能化控制系统智能化控制系统”4 4、顶模系统的创新点、顶模系统的创新点 智能化控制系统对各点形成同步数据、压力变化数据等，均设定了安全运行区间，设置自动急停条件和紧急制动按钮，实现自身安全智能化控制。二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系(5)空间三维空间三维“可调节模架可调节模架”4 4、顶模系统的创新点、顶模系统的创新点 采用可整体或单榀滑动的挂架及可分拆组合使用的大钢模板，实现挂架可因结构的变动而自由滑动及模板尺寸灵活变化。二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系(5)空间三维空间三维“可调节模架可调节模架”4 4、顶模系统的创新点、顶模系统的创新点 采用挂架内侧翻板装置及翻板端部伸缩装置，调节架体与墙体之间操作空间变化的需要，满足垂直挂架与斜墙之间缝隙尺寸不同的要求。挂架立杆之间与大横杆连接设计挂架立杆之间与大横杆连接设计为长孔铰接形式为长孔铰接形式5 5、顶模系统的顶升流程、顶模系统的顶升流程二、智能化整体顶升工作平台及模架体系二、智能化整体顶升工作平台及模架体系1 1浇筑完混凝土，模板退离墙面，刷脱模剂，竖向钢筋接长等。2钢筋绑扎，预埋件埋设，验收等。二、智