廣州珠江城勁性巨柱液壓爬模施工設(shè)計(jì)*

潘 峰

上海建工集團(tuán)工程研究總院 上海 201114

1 工程概述

1.1 廣州珠江城勁性巨柱概況

坐落在廣州珠江新城煙草大廈項(xiàng)目的設(shè)計(jì)獨(dú)具匠心、個(gè)性鮮明，塔樓外部樓線條靈動(dòng)、多變，是城市標(biāo)志性建筑物之一（圖1）。主塔樓共71 層，地面以上建筑總高度為309.6 m，其結(jié)構(gòu)傳力體系主要依靠核心筒和由勁性巨柱、桁架體系為核心的的外圍鋼框架構(gòu)成。

圖1 勁性巨柱平面布置

如圖1所示的勁性巨柱是由鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土組成的組合結(jié)構(gòu)。由于其為主要豎向結(jié)構(gòu)傳力體系之一，因此采用了強(qiáng)度最高達(dá)C70的高強(qiáng)度混凝土，從其截段面可以看出具有尺寸巨大、鋼筋排布密集等特點(diǎn)（圖2，表1）。

1.2 工程難點(diǎn)

（a）勁性巨柱采用C70和C60高強(qiáng)混凝土，混凝土的泵送難度大。

圖2 勁性巨柱的截面配筋

表1 勁性巨柱截面尺寸及混凝土強(qiáng)度

（b）勁性巨柱內(nèi)含鋼結(jié)構(gòu)勁性柱，鋼筋密集，混凝土的澆搗難度大。

（c）勁性巨柱和樓層鋼梁的連接情況復(fù)雜并且縱向不斷變化，對(duì)勁性巨柱混凝土模板提出了較高要求。

（d）勁性巨柱尺寸大，勁性鋼骨柱和密集排布的鋼筋增加了模板拉結(jié)的難度。

（e）相對(duì)獨(dú)立的巨型柱，對(duì)模板操作架和圍護(hù)腳手架的布置有一定難度。

2 勁性巨柱液壓爬模設(shè)計(jì)[1-4]

2.1 勁性巨柱液壓爬模平面布置

根據(jù)勁性巨柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工要求，對(duì)4 個(gè)勁性巨柱共布置6 組片架式液壓爬模系統(tǒng)，其平面布置如圖3所示。

圖3 4 個(gè)勁性巨柱液壓爬模平面布置

2.2 液壓爬模的結(jié)構(gòu)組成

液壓自動(dòng)爬升模板系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，集機(jī)械、液壓、自動(dòng)控制等技術(shù)于一體，其中片架式外爬模主要由以下五大部分構(gòu)成，如圖4所示。

圖4 片架式液壓自動(dòng)爬升模板系統(tǒng)構(gòu)成

2.3 片架式液壓爬模的技術(shù)要點(diǎn)

2.3.1 勁性巨柱液壓爬模的組裝

在核心筒施工至第2層時(shí)，需要提前埋置定位和固定作用的螺栓；在第3層核心筒剪力墻混凝土澆搗并養(yǎng)護(hù)完畢后不再提升模板，承重三腳架掛裝在第2層相應(yīng)位置。然后擱放橫連承重梁，分別形成若干單元的操作主平臺(tái)。片架式爬模系統(tǒng)主結(jié)構(gòu)體系完成之后，依次進(jìn)行下掛腳手安裝，操作架體安裝，動(dòng)力系統(tǒng)安裝及周邊圍護(hù)安裝等內(nèi)容。

2.3.2 勁性巨柱變截面收分處理

勁性巨柱截面在標(biāo)高122.8 m處發(fā)生變化，柱截面向內(nèi)收縮，截面由3 m×2.7 m變?yōu)?.5 m×2.5 m。

為此需對(duì)片架式液壓爬模系統(tǒng)的架體進(jìn)行相應(yīng)處理和變化，具體收分的步驟和方法共9 個(gè)步驟。

流程一：在收分結(jié)構(gòu)段安裝附墻支座及附墻靴（安裝時(shí)承力螺栓可以不用擰緊，方便導(dǎo)軌插入時(shí)對(duì)附墻裝置進(jìn)行調(diào)整）。

流程二：液壓頂升導(dǎo)軌一定高度，至附墻靴下端一定距離，以導(dǎo)軌能夠在傾斜時(shí)不碰到附墻靴為宜。

流程三：拆除下端附墻裝置；在距離導(dǎo)軌底部處內(nèi)側(cè)面安置手動(dòng)液壓千斤頂（每組爬模兩機(jī)位同時(shí)安裝）。

流程四：拔去掛鉤安全插銷；頂升手動(dòng)千斤頂，待觀察人員確認(rèn)導(dǎo)軌可插入上端附墻靴后停止；在頂升千斤頂同時(shí)，將支撐腿螺桿向墻體內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)。

流程五：待確定支撐腿螺桿頂緊墻體后，松開(kāi)手動(dòng)千斤頂；繼續(xù)頂升導(dǎo)軌到位后插入承重插板；翻轉(zhuǎn)導(dǎo)軌撐墻桿，頂緊墻面。

流程六：液壓頂升爬模一定距離，在距導(dǎo)軌底部3.2 m處的內(nèi)側(cè)面安置手動(dòng)液壓千斤頂。

流程七：頂升手動(dòng)千斤頂，拆卸下端的附墻裝置；將附墻支座重新安裝在原來(lái)的預(yù)埋螺孔處，并安裝墊板，將導(dǎo)軌墊緊；同時(shí)將支撐腿螺桿頂緊墻面。

流程八：在支撐腿下端導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)墊厚100 mm墊塊，收縮手動(dòng)千斤頂，逐漸向外旋支撐腿螺桿，將爬模慢慢回復(fù)至垂直位置；在附墻支座板上安裝導(dǎo)軌臨時(shí)限位卡塊。

流程九：繼續(xù)液壓頂升爬模到位后，完成力系轉(zhuǎn)換，進(jìn)入下一結(jié)構(gòu)段施工流水。

2.3.3 勁性巨柱片架式液壓爬模的固定和拆除

液壓爬模的固定采用在勁性巨柱壁上預(yù)埋H型螺母的方法。H型螺母規(guī)格為M30，可重復(fù)周轉(zhuǎn)應(yīng)用，2 個(gè)螺母的中心距為380 mm。內(nèi)埋螺桿一次性埋入消耗，其埋入長(zhǎng)度≥40d。埋入焊錨固板。固定螺母的定位通過(guò)在模板開(kāi)孔的方法確定。

在勁性巨柱外包混凝土施工至結(jié)構(gòu)頂面后，需要在高空拆除，拆除需要塔機(jī)幫助。拆除按逆組裝的步驟進(jìn)行，其另部件拆至結(jié)構(gòu)層上，成捆后下吊。其爬升機(jī)構(gòu)以組為獨(dú)立部件利用塔機(jī)下吊。

2.4 片架式液壓爬模的施工流程

第1步：第N段勁性巨柱結(jié)構(gòu)混凝土澆搗完成并開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，第N+1段勁性巨柱結(jié)構(gòu)鋼筋開(kāi)始綁扎；

第2步：當(dāng)?shù)贜段勁性巨柱結(jié)構(gòu)混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到要求強(qiáng)度后，將第N段巨柱模板拆除后置于爬升架體之上（圖5）；

第3步：將爬架附墻裝置安裝在勁性巨柱第N段上，之后將導(dǎo)軌頂升一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層高并固定；

第4步：片架式爬模系統(tǒng)爬升一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層高，并進(jìn)行相應(yīng)固定和轉(zhuǎn)換（圖6）；

第5步：將預(yù)埋螺栓套筒安裝在相應(yīng)位置，將模板清理、定位并固定；

第6步：澆搗第N+1段勁性巨柱結(jié)構(gòu)混凝土，并進(jìn)入下一循環(huán)施工（圖7）。

圖5 第1步與第2步

圖6 第3步與第4步

圖7 第5步與第6步

3 勁性巨柱模板技術(shù)方案

3.1 概況

由于4 根勁性巨柱主要通過(guò)鋼梁與相鄰結(jié)構(gòu)連接，因此只能在勁性巨柱不與鋼梁連接的外側(cè)面采用液壓爬升模板（鋼模）施工；與鋼梁連接的面則采用直接在樓板上立模的施工方法。

3.2 模板技術(shù)方案主要內(nèi)容

（a）無(wú)梁側(cè)面模板采用成套組合鋼大模，模板面板采用厚5 mm鋼板，8#槽鋼肋，圍檁采用12#雙肢槽鋼，對(duì)拉螺栓采用錐形螺母系列螺桿。

（b）有梁側(cè)面的模板，采用可折鋼框肋加面板的工藝支模。其面板可采用厚18 mm涂膜膠合板。鋼框可采用扁鋼和40 mm×60 mm方鋼管等型材?；顒?dòng)圍檁采用雙肢12#槽鋼，以24 mm斜角螺栓和H型螺母對(duì)拉螺桿將其固定。

4 液壓爬模系統(tǒng)的主要功能及參數(shù)

4.1 液壓爬模系統(tǒng)的主要功能特點(diǎn)

（a）液壓爬模系統(tǒng)可應(yīng)用于高層、超高層豎向剪力墻結(jié)構(gòu)施工；高聳構(gòu)筑物垂直或傾斜墻體以及特殊構(gòu)筑物（煙囪）等的結(jié)構(gòu)施工。

（b）可攜帶模板體系同步提升；在混凝土養(yǎng)護(hù)同時(shí)可進(jìn)行上層結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎；爬升狀態(tài)下抵抗6 級(jí)風(fēng)作用，施工狀態(tài)下抵抗8 級(jí)風(fēng)作用； 一次爬升高度最大可達(dá)到5 m。

（c）可同時(shí)進(jìn)行單組二機(jī)位，單組四機(jī)位同步爬升；可多組爬模同步爬升；可采用電腦控制自動(dòng)爬升；可采用操控盒人工操作爬升；爬升的速度可以設(shè)定在150～200 mm/min；滿足高空施工的安全圍護(hù)設(shè)計(jì)。

4.2 主要技術(shù)參數(shù)

勁性巨柱的液壓爬模系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)如表2所示。

表2 液壓爬模系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)

5 結(jié)語(yǔ)

廣州珠江城勁性巨柱的液壓爬模系統(tǒng)在2009年5月初安裝就位，正常流水施工作業(yè)階段施工工期達(dá)到平均3 d/層。

YAZJ-15液壓自動(dòng)爬升模板系統(tǒng)在廣州珠江城勁性巨柱施工中的應(yīng)用再次表明通過(guò)對(duì)施工工藝、系統(tǒng)總體架構(gòu)、關(guān)鍵系統(tǒng)和關(guān)鍵技術(shù)的研究和應(yīng)用，該液壓爬模系統(tǒng)效率和體系適應(yīng)性不斷提高，將大大改善我國(guó)模板工程技術(shù)落后的現(xiàn)狀。