內(nèi)爬式液壓布料機在高層建筑施工中的應(yīng)用

劉鶴飛，于晨輝，高飛，劉鄭權(quán)

（華潤建筑有限公司，江蘇 南京 211500）

1 工程概況

南京華潤國際社區(qū)項目是集高檔公寓、高層及超高層寫字樓以及周邊商業(yè)為一體的綜合性社區(qū)中心。根據(jù)設(shè)計，本工程有兩棟高層寫字樓適用內(nèi)爬式液壓布料機施工，其結(jié)構(gòu)設(shè)計概況如表1 所示，兩棟高層建筑的混凝土強度等級跨越C30～C60 多個標(biāo)號。本文以內(nèi)爬式液壓布料機在B12 寫字樓的實際應(yīng)用為依據(jù)，進(jìn)行闡述。

表1 各單體設(shè)計概況表

2 布料機的構(gòu)造及性能

內(nèi)爬式液壓布料機（以下簡稱布料機）是一種與混凝土泵配套使用的終端攤送混凝土的設(shè)備，適用于電梯井位于建筑布局中央的高層以及超高層建筑混凝土澆筑施工。

2.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)造

布料機構(gòu)造包含塔身、水平套架、轉(zhuǎn)臺、平衡臂、臂架總成、液壓系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)組成，整機示意圖如圖1。

圖1 內(nèi)爬式液壓布料機整機

1）塔身與水平套架構(gòu)造 塔身為焊接桁架結(jié)構(gòu)，分為基礎(chǔ)支撐橫梁、中間節(jié)、塔身，塔身內(nèi)部設(shè)置有頂升液壓裝置。水平套架是布料機爬升過程中的外部管輪裝置，也用于保證布料機頂升和使用過程中的穩(wěn)定性。

2）轉(zhuǎn)臺與平衡臂 轉(zhuǎn)臺由下回轉(zhuǎn)基座、回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、檢修（操作）平臺、布料機后端臂架組成，是整個布料機實現(xiàn)400°無死角回轉(zhuǎn)的主要功能部件。平衡臂由液壓泵站、平衡配種以及電氣控制柜組成。

3）臂架總成 本工程選用的內(nèi)爬式液壓布料機為三節(jié)臂全液壓式，臂架總成由大臂、中臂、小臂、軟管、油缸以及連桿變幅結(jié)構(gòu)組成，是實現(xiàn)混凝土水平輸送的主要功能部件。

2.2 性能參數(shù)

內(nèi)爬式液壓布料機的主要性能參數(shù)如表2。

表2 HGY-28D布料機性能參數(shù)表

3 布料機的安裝

3.1 安裝工藝流程

布料機安裝自下而上進(jìn)行，主要工藝流程包含以下步驟：建筑結(jié)構(gòu)預(yù)留預(yù)埋→基礎(chǔ)節(jié)及頂升裝置安裝→水平套架吊裝→中間標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝→轉(zhuǎn)臺安裝→平衡臂安裝→臂架總成安裝→電氣控制柜安裝。

由于本工程層高為4.1m 和4.8m，而布料機的整機高度為13m，假設(shè)需要采用布料機澆筑第N+2 層的混凝土，則需要將布料機的支撐梁和頂升梁安裝與第N 層，將2 層水平套架安裝于N+1層位置，如圖2。

圖2 布料機立面示意圖

3.2 安裝管控要點

1）主體結(jié)構(gòu)預(yù)留預(yù)埋應(yīng)保證水平度 由于本工程電梯井為一側(cè)存在剪力墻，另一側(cè)為結(jié)構(gòu)梁，因此基座支撐梁一端嵌入剪力墻內(nèi)，另一端采用2 個?30 的圓鋼錨環(huán)進(jìn)行固定。因此在剪力墻上預(yù)留開孔、結(jié)構(gòu)梁上預(yù)埋錨環(huán)的定位、軸線必須準(zhǔn)確對齊，否則容易出現(xiàn)支承梁水平度不達(dá)標(biāo)甚至無法對正安裝等情況，如圖3。

圖3 布料機支承梁安裝設(shè)計圖

2）控制塔身垂直度 塔身垂直度一方面依賴于支撐梁的水平度，另一方面可通過水平套架進(jìn)行調(diào)節(jié)。水平套架每側(cè)設(shè)置有2條支腿，通過調(diào)節(jié)支腿長度可以調(diào)整塔身的垂直度在1.5/1000以內(nèi)。

3）控制支撐梁產(chǎn)生軸線位移 布料機使用過程中產(chǎn)生的震動使布料機處于一種小幅度位移狀態(tài)。塔身基座梁與內(nèi)部支撐梁之間容易在震動過程中產(chǎn)生軸向位移，一旦震動過大，軸向位移超過支撐梁錨固長度，就會發(fā)生塔身側(cè)傾風(fēng)險。為防止上述情況發(fā)生，可將塔身基座主梁兩側(cè)分別開設(shè)一個螺栓孔，在內(nèi)部支撐梁的相同位置打磨成凹槽，采用M16 螺栓制作成一個鎖扣裝置，保證震動過程中產(chǎn)生的微小位移不超過凹槽所在區(qū)域，如圖4。

圖4 布料機防軸向位移措施

4 布料機的頂升

4.1 頂升流程

頂升前檢查→上層水平套架提升至上一層并固定→松開支承梁，退出楔木→油缸啟動，開始頂升→頂升一層后，將下層水平套架固定→支承梁固定于上一層→松開頂升梁，退出楔木→收縮油缸，將頂升梁提升至上一層→頂升梁固定→連接泵管→檢查驗收，如圖5。

圖5 布料機頂升示意圖

4.2 頂升注意事項

1）水平套架提升 塔身共設(shè)置有兩道水平套架，為保證提升過程中塔身在垂直方向約束力，需要先將上層水平套架提升至N+2 層，提升采用塔身自帶的倒鏈進(jìn)行。第2 道水平套架隨塔身一同提升至N+2 層。

2）頂升梁與支撐梁的區(qū)分 塔身基座設(shè)置有3 道大梁，中間一根為頂升梁（頂升過程中主要受力構(gòu)件），兩側(cè)為支撐梁（使用過程中受力構(gòu)件）。頂升過程中，頂升梁與N 層的連接要保持牢固、穩(wěn)定，否則很容易出現(xiàn)塔身傾覆。

5 內(nèi)爬式液壓布料機與傳統(tǒng)布料機的對比

5.1 安全性對比

內(nèi)爬式液壓布料機安裝于電梯井內(nèi)，將荷載傳遞給已澆筑成型的主體結(jié)構(gòu)，對作業(yè)面架體無安全副作用；可依靠自身液壓油缸實現(xiàn)樓層內(nèi)的爬升，且井道內(nèi)多為全包圍或半包圍結(jié)構(gòu)，規(guī)范操作不易發(fā)生危險；布料機臂架可遙控操作，不會對工人造成傷害。

傳統(tǒng)布料機設(shè)置模架體系上，澆筑混凝土過程中將垂直和水平荷載傳遞給架體，劇烈的搖晃易降低架體穩(wěn)定性；受架體承載力影響，傳統(tǒng)布料機型號較小，需要在作業(yè)面多次移位，移位時采用人工配合塔機吊運，易發(fā)生危險；其臂架和軟管需人工打開，澆筑過程中迸濺的石子容易造成人員物體打擊。

5.2 功效對比

內(nèi)爬式液壓布料機可在結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎或支模過程中頂升，不占據(jù)混凝土澆筑的工期主線；采用無線遙控布置，1～2 人即可完成作業(yè)面的澆筑工作；臂架打開、閉合、旋轉(zhuǎn)依靠液壓系統(tǒng)完成，操作反應(yīng)時間短，方便快捷。

傳統(tǒng)布料機需多次移位、重新接泵管，占用混凝土的澆筑時間，移位次數(shù)越多對混凝土澆筑時間的影響越大；臂架打開、閉合、旋轉(zhuǎn)依靠人工完成，每個布料機需要配置5～6 人方可完成相應(yīng)操作，操作笨重，占時長，人工成本高。

5.3 質(zhì)量效果對比

內(nèi)爬式液壓布料機覆蓋范圍廣，可以實現(xiàn)作業(yè)面的混凝土一次性攤送，不需留置施工縫；布料機設(shè)置在電梯井道內(nèi)，對作業(yè)面鋼筋無影響。

傳統(tǒng)布料機覆蓋范圍小，無法一次性澆筑完成的作業(yè)面，還要分段澆筑，易出現(xiàn)混凝土冷縫。布料機設(shè)置在鋼筋骨架上，易將鋼筋骨架壓至變形，甚至露筋。

6 結(jié)語

內(nèi)爬式液壓布料機相較于傳統(tǒng)布料機具有能夠連續(xù)均勻布料、降低施工成本、提高施工效率、提高施工質(zhì)量和安全性能等諸多優(yōu)點。從成本、安全、質(zhì)量、功效等幾個大方面都契合了施工單位的管理要求，在未來建筑工程中的應(yīng)用將越來越廣泛。