液壓雙面爬模在鋼筋混凝土結構中的應用

1、液壓雙面爬模在鋼筋混凝土結構中的應用北京銀泰中心工程辦公樓內核心筒雙面爬模應用實踐張晉勛 郭洪軍 袁志強 呂豪 王罡1工程簡介1.1工程總體情況北京銀泰中心由北京銀泰置業(yè)有限公司和凱悅國際酒店集團投資興建，是一座集寫字樓、五星級酒店和豪華服務式公寓等于一體的特大型現(xiàn)代化建筑組群。建設單位：北京銀泰置業(yè)有限公司估算顧問：威寧謝中國有限公司設計單位：中國電子工程設計院監(jiān)理公司：北京帕克國際工程咨詢有限公司工程總承包：北京城建集團1.2工程概況北京銀泰中心工程位于CBD核心區(qū)，北京市朝陽區(qū)建國門外大街與東三環(huán)的交匯處，施工場區(qū)極為狹窄，周邊道路交通組織比較困難。工程總占地3.5公頃，總建筑面積35.

2、75萬m2，其中地下建筑面積約86408m2；地下共4層，基礎埋深約為-22.95m；基礎筏板結構尺寸為南北長101.80m、東西長220.80m；地下室結構為全現(xiàn)澆框架剪力墻結構。地上建筑由北樓（A樓）、東辦公樓（B樓）、西辦公樓（C樓）三座高層塔樓以及南、北裙樓（E、D樓）組成。北樓地上63層、建筑總高度249.90m，結構形式為鋼結構；東、西辦公樓主體均為44層、建筑總高度為186.00m，結構形式為鋼筋混凝土筒中筒結構，外筒為鋼筋混凝土框筒，內筒為鋼筋混凝土核心筒，連接內外筒的連梁為鋼梁構件，自五層以上的各層樓面均為壓型鋼板-鋼筋混凝土疊合樓板。2東、西辦公樓施工組織部署及墻體模板設計

3、介紹2.1辦公樓施工組織部署該工程辦公樓結構形式較為特殊，豎向結構為鋼筋混凝土墻、柱體系，水平結構為鋼梁、壓型鋼板組合樓板體系。根據(jù)這一結構特點，我們采取了豎向混凝土結構與水平鋼結構分別組織施工的部署方式，即，內外筒墻柱混凝土結構先行施工，待豎向結構完成4到5層后，再進行鋼梁的吊裝和樓板體系的施工。如此施工，將傳統(tǒng)的混凝土施工組織中一個前鋒面變?yōu)槲鍌€前鋒面分別組織流水施工，在空間上交叉，在時間上重疊，且各前鋒面之間沒有制約工序關系，有利于工程的靈活調動安排。有效地利用了空間、時間、設備、人力等資源。提高了勞動效率，達到了4天/層的工期目標。部署形式詳見圖2.1.1。2.2辦公樓核心筒墻體模板設

4、計通過對施工部署的調整，核心筒墻體等豎向結構的施工與水平結構施工脫離開來，并在施工工序上成為前導關鍵工序。為了實現(xiàn)施工組織部署策略，核心筒墻體模板采用了將模板和施工腳手架有機結合的爬模架體系，并創(chuàng)新地進行了內外雙面爬模的改造。爬模體系設計爬模架分物料平臺、外側爬模架及電梯井爬模架（或內側爬模架），模板為86系列大鋼模板。物料平臺帶其所在筒的南北兩側內模板爬升，其所在筒的東西兩側模板可直接放置在物料平臺的主平臺上；外爬模架帶墻體外側大模板一起爬升，爬模架主平臺寬度為2.25米，爬模架有完整的支模體系，模板可直接在架體上進行清理，模板最大退出距離為離墻750mm。結構施工完畢，拆除爬模架。根據(jù)辦公

5、樓的結構特點，核心筒共布置60個附墻機位，計14組爬模架，外墻共8組爬模架，每組爬模架為3個機位一組；電梯井共4組爬模架，每組爬升平臺為3個附墻機位；物料平臺共4組，每組為6個附墻機位。兩附墻點間跨距最大為4m，最小為3米。如圖。外側爬模架在核心筒墻體外側周圈布置（詳見圖），架體覆蓋3個層高，共有5層操作平臺，從上至下分別為：上兩層為綁筋操作平臺，可借助此兩層平臺綁扎鋼筋；中層為支模操作平臺，可在此平臺上完成合模、拆模、清理模板等工作；下層為爬升操作平臺；最底層為拆卸清理維護平臺。當墻體混凝土達到脫模要求后，將模板退出750mm，先爬升墻體外側爬模架，將外爬模架爬升至上一層，此時，在模板與外墻

6、體的空隙間綁扎外墻體鋼筋（詳如圖）。電梯井爬模架（或內側爬模架）布置于電梯井道內，為電梯井墻體模板提供支模平臺，并可帶一面模板爬升（詳見圖）。其結構與外側爬模架相同，架體覆蓋3個半層高，共有5層操作平臺，從上至下分別為：上兩層為綁筋操作平臺，可借助此兩層平臺綁扎鋼筋；中層為支模操作平臺，可在此平臺上完成合模、拆模、清理模板等工作；下層為爬升操作平臺；最底層拆卸清理維護平臺。電梯井筒內南側（或北側）的墻體模板安裝在爬模架的支模體系上，其他墻體模板可直接放置在電梯井爬模架（或內側爬模架）的主平臺上；當電梯井混凝土達到脫模要求，只需將部分模板吊走就可將模板推出，工人借助電梯井爬模架（或內側爬模架）的

7、支模體系綁扎上層墻體鋼筋。當墻體鋼筋綁扎完畢后，此時爬升電梯井爬模架（或內側爬模架），將架體爬至上一層（詳如圖）。物料平臺布置于核心筒內樓梯間和各房間（詳見圖），由兩組內側爬模架和平臺架組合而成，共有3個半層高，架體共有5層操作平臺，從上至下分別為：上兩層為綁筋操作平臺，可借助此兩層平臺綁扎鋼筋；中層為支模操作平臺，可在此平臺上完成合模、拆模、清理模板等工作；下層為爬升操作平臺；最底層為拆卸清理維護平臺。物料平臺可帶其所在筒的南、北兩側模板爬升，其余兩側的模板可直接放置在物料平臺的主平臺上，當物料平臺所在筒的混凝土達到脫模要求后，將東、西兩側模板吊走，此時借助物料平臺的上兩層操作平臺綁扎上層墻

8、體鋼筋，當上層墻體鋼筋綁扎完畢后爬升物料平臺，將物料平臺爬升至上一施工層。物料平臺的最大作用在于從其主操作平臺向上安裝一組7米高的鋼結構桁架，在其頂端鋪設腳手板，使其形成一個3.5米×8米的一個物料平臺，此平臺上可均勻堆放10噸鋼筋及其他物料。當物料平臺進行爬升作業(yè)時要將堆放在物料平臺上的鋼筋及其他物料吊走，待爬升完畢后方可再進行堆放。物料平臺爬升時采用多點同步控制的液壓爬升控制系統(tǒng)進行爬升，其同步控制精度最大可達2mm（詳見圖2.2.4）此爬模架設計一改慣用的只在核心筒外側架體的方式，在核心筒內側布置了大量的架體，為了保證大部分模板可以隨爬架進行爬升和支、退模工作，大模板設計以“大

9、面跟隨，小面吊裝，大角模設計”的原則，對筒內隔墻進行了分析、簡化，架體布置在大面墻體一側，并配以大角模設計，使支退模板機構有足夠空間運行。爬模模板施工工藝用定型鋼模配合爬模施工，所有墻體大模板其支模、合模、清理模板都可在架體的主平臺上完成，架體的主操作平臺寬度為2.25米，模板可退出750mm，再利用模板與墻面的間隙清理模板；同時爬模架的支模體系可調節(jié)模板的水平及豎向垂直度，能使模板有效、可靠的就位和退模。基本程序如下：1、合模時，先用調節(jié)支腿將模板調直，然后移動行走小車，將模板底端靠緊墻體，插上小車鎖定板；2、模板的豎向垂直度靠支模體系的調節(jié)絲杠來調節(jié)；3、高低調節(jié)裝置調節(jié)模板豎向位置的偏差

10、；4、當進行模板的橫向調節(jié)時，可將模板鉤松開，再借助最下端的橫背愣來調節(jié)模板水平方向的位置，調節(jié)完畢后，再將模板鉤擰緊。5、拆模時，先移動行走小車，將模板推出，再調節(jié)調節(jié)支腿，使模板向后傾斜，模板最大可退出750mm，此時可利用模板與墻體間的空隙清理模板。架體的爬升架體爬升時采用分段整體爬升，最多可實現(xiàn)6點同步頂升。共配置40套液壓頂升系統(tǒng)。爬升步驟如下：1、當混凝土強度達到10Mpa以上時，在預埋孔處安裝穿墻螺栓和附墻裝置，操作液壓升降裝置，將導軌爬升到上一個樓層位置；2、當導軌爬升到位后，再操作液壓升降裝置將架體爬升到上一個樓層位置，然后再移動支承架將外墻模板安裝就位，并澆注外墻混凝土；3

11、、當全部架體爬升到為后，對相鄰兩架體的空隙進行連接。架體的防護.1爬升機構的安全保護液壓爬架的爬升機構，主要由帶有爬升踏步塊和導向板的H型導軌與附著其上的上下爬升箱和液壓油缸等組成，并通過上爬升箱上端的連接軸與爬架的豎向主承力架連成為整體。上下爬升箱內均設有能夠自動導向的凸輪擺塊（人字形擺塊或承力塊）和聯(lián)動式導向輪。導軌或架體爬升時，啟動油泵，通過油缸的伸縮，上下爬升箱內的凸輪擺塊和導向輪就自動沿著H型導軌表面的導向板和踏步塊變換方向、自動導向、自動復位與自動鎖定，從而達到架體的爬升。爬升箱中的凸輪擺塊能夠自動導向與復位，在實際升降過程中始終有一個爬升箱內的承力塊交替地支撐在導軌踏步塊上，實質

12、上它既是升降機構也是防墜機構。.2鋼絞線錨夾具式的防墜裝置防墜裝置上端的固定端，安裝在導軌的上端部；防墜裝置的鎖緊端，安裝在主承力架的主梁U形掛座上；預應力鋼絞線一端錨固在防墜裝置上端的固定端內，另一端從防墜裝置下端的鎖緊端（緊固端）內穿過。在架體處于靜止狀態(tài)時即施工作業(yè)的工況下，要旋緊緊固端的螺母使緊固端內的鋼鉸線夾片與鋼鉸線處于鎖緊狀態(tài)；當導軌爬升到位后開始爬升架體，架體在爬升過程中，緊固端的螺母處于松馳狀態(tài)，當出現(xiàn)架體下墜即架體原本是在上升過程中而突然相對于導軌而下降（下墜）時，鎖緊端內的彈簧會自動推動鋼鉸線夾片并將楔緊，從而使架體立刻停止其下墜而達到防墜落的目的，如圖所示。.3爬升架體

13、時的安全鋼絲繩在進行架體爬升時，除爬升機構及防墜裝置的安全防護外，還另有一道鋼絲繩拉接防護，即在進行架體爬升作業(yè)時，將安全鋼絲繩的一端固定在上層附墻裝置上，另一端兜過架體主梁，這樣即使架體在爬升時出現(xiàn)安全事故，會同時有3道安全防護措施確保架體爬升的安全。.4架體與墻體的防護及架體間的防護在爬架水平梁架上綁小橫桿，在小橫桿上鋪設腳手板，通過小橫桿控制腳手板離墻的防護距離，要求腳手板離混凝土墻面的距離均應小于100mm。各獨立的架體在搭設的過程中留有100mm的空隙，以保證單獨架體的爬升。為安全防護，在相離架體的空隙處鋪設翻板，當架體爬升時將翻板翻開，架體爬升到位后，應立即將翻板鋪好，并用安全網(wǎng)將

14、各獨立架體連接好。.5爬架各操作平臺的連接在鋪設架體各平臺時，在每個單獨獨立的架體水平位置中間留700×700mm的洞，用鋼管向下層平臺搭設梯子，將各平臺連接，使架體上下有一個通道，在各平臺洞口處用翻板將洞口封好。2.3結構工程設計構造和施工工藝的優(yōu)化調整液壓爬架架體構造需要占據(jù)3層半層高，因此，不僅筒外鋼梁和樓板需要滯后施工，筒內混凝土梁板也需要滯后施工。這樣，外筒鋼梁在墻體支座位置設置預埋件，內外筒混凝土梁和板的鋼筋需要預留處理。鋼梁與墻體支座的連接 鋼梁與墻體連接為鉸接支座（即，鋼梁通過與墻體連接的連接板進行螺栓連接），在鋼結構深化設計中，我們對連接板與墻體的連接節(jié)點進行了優(yōu)化

15、，將一個節(jié)點分為兩部分，即，預埋件部分和連接板部分（詳見圖）。預埋件隨核心筒墻體施工時進行埋設，而連接板隨鋼梁安裝時現(xiàn)場焊接。這樣，既滿足了液壓爬架爬升和模板施工的需要，同時，通過后期重新放線和現(xiàn)場焊接調整，消除了部分混凝土施工偏差，使混凝土埋件安裝精度與鋼結構安裝精度相匹配。內外筒混凝土梁和板的鋼筋處理由于采用內外雙面爬模，大量樓板鋼筋混凝土結構需要滯后施工，而本工程混凝土樓板支座部位的鋼筋較為密集，且部分樓板鋼筋為二級螺紋鋼，不適于做貼模處理，所以，在大模板下口設置可拆卸的梳子板，對樓板鋼筋進行預留施工處理（詳見圖）。核心筒內的混凝土梁的部位在墻體施工時預留梁窩，在水平板施工時將梁窩清理干

16、凈后可進行混凝土梁鋼筋的施工。核心筒內部分梁支座與筒外鋼梁預埋件發(fā)生沖突的部位，無法設置梁窩，可利用在核心筒墻內預留直螺紋接頭，與梁鋼筋采用直螺紋連接。梁筋碰到埋件的，與埋件雙面焊接5d的方式來處理（詳見圖）。3雙面液壓爬升模板的使用效果3.1架體液壓爬升，模板采用機械進退，安全快捷爬模的爬升采用全液壓系統(tǒng)，與電動導鏈相比爬升速度快，機械性能穩(wěn)定。單片架體10分鐘左右可以到位，本工程一段模板的爬升，半天即可完成。同時，液壓控制系統(tǒng)精確度較高，爬升平衡偏差較小，不僅使架體提升安全可靠，而且，使本工程創(chuàng)新使用的物料平臺的設計得以實現(xiàn)。大模板采用機械進行支退模施工，效率高。工程核心筒墻體施工可達到3天/層的速度。3.2內外爬升，減少塔吊吊次采用核心筒墻體內外同時爬升，使大部分模板隨爬模架同步提升，省去大模板吊上、吊下的工序，節(jié)省了塔吊的吊次，這對于超高層建筑工程施工增效貢獻極大。3.3操作平臺方便實用，勞動強度低，利于質量的提高爬模架主操作平臺（模板支撐平臺）寬度達到2.25m，支模操作空間寬裕。同時，上下共5層操作平