液压自动爬升模架体系在上海外滩中信城工程中的应用.pdf

液压自动爬升模架体系在上海外滩 中信城工程中的应用 Ap p l i c a t i o n o f Au t o ma t i c H y d r a u l i c Cl i mb i n g F o r mwo r k S y s t e m t o S h a n g h a i B u n d C IT I C P l a z a P r o j e c t 曹宇明 上海建工四建集团有限公司 上海 2 0 1 1 0 3 摘要 在超 高层 建筑结构施工 中，对用于 竖向混凝土结构施工 的模 架系统的选择与工程 的进度 、质 量、安全有着密切 关系。液压系统具有安全、稳定、可靠的特点，非常适合作为爬升系统的动力系统。以上海外滩中信城项 目为例，介 绍 了液压 自动爬升模架 系统在施工 中的运用 ，取得了 良好 的效益 ，有着广 阔的发展前景。 关键词 液压 系统 自动爬升 模架体系 超高层建筑 中图分类号T U 7 5 5 ．2 文献标识码B 文章编号1 0 0 4 1 0 0 1 2 0 1 3 0 1 0 0 5 5 0 3 1 工程概 况 外滩中信城工程位于上海市北外滩及 四川北路核 心区 域，是1 座 国际5 A 标； 隹甲级写字楼 图1 。其主楼结构体 系为框架一 核 心筒结构 ，内部为承受水平力的核心筒 ，外部 为承受垂直力的框架 ，二者通过水平结构连接。核 心筒内 存在劲性钢结构 ，共设置了8 根劲性柱 ，劲性柱间设置了劲 性梁 ，即核心筒内同时有竖向和水平劲性结构 图2 。 主楼地上结构有劲性柱2 7 根 ，其 中核心筒 内有8 根 ， 分别位于角 部及腰 部 ，外 框有1 9 根 ，钢柱3 层1 节 。核 心 筒与外框柱之间通过钢梁连接 ，但钢梁并非焊接在核心筒 预埋板上 ，而是与核 心筒内劲性柱上 的 H o o N牛腿栓焊连 作者简介曹宇明 1 9 8 1 一 ，男，本科，工程师。 通讯 地址 上海 市桂林路 9 2 8 号 2 0 1 1 0 3。 收稿 日期 2 0 1 2 1 l O 2 图1 0 承载示意 矗 。 0 蜂 黪 例 若 o -- - - 转一 一 0 i 俐泶 、 敢 }， j ‘＼ ， 铂 I 母 一 ， 图1 外滩 中信城工程效果图 图2 核 心简钢结构连接示意 接。核心筒4 个转角柱各有x 方向的2 根外伸钢牛腿 ，腰 部 的2 J f E 柱各有1 根外伸钢牛腿。 核 心筒 为1 3 m2 0 m的矩形 ，其剪力墙厚度变化次 数 多 ，在整个 高度范 围内外墙厚 度 变化2次 ，分别是 由 强度 需要 在第9 d才能满足 ≥9 MP a 的要 求。由于特殊 原 因，桥上板式道岔铺设得较晚，现设计的道岔板不需要纵 连 ，因此道岔板灌注 水泥乳化沥青砂浆2 d 后 砂浆强度 ≥3 MP a，可进行道岔钢轨的铺设安装工作。道岔钢轨铺 设完后就可以进行覆轨 ，因为此时的水泥乳化沥青砂浆强 度 已经远大于机车轮对水泥乳化沥青砂浆强度的要求 。 [ 1 ] 田冬梅， 元强． 朱蓉， 等 水对水泥乳化沥青砂浆静态力学性能的影响 4 结 语 簧 匕,2 0沥 1 2青1砂1浆1 54在4 -高1 5铁52 ．上 的 训J 1． 中 国 新 技 术 新 产 6 月份施 工时 ，轨道板 纵连 时的水泥 乳化 沥青砂浆 品， 2 0 1 2 6 7 6 ． 2 0 1 3 1 B u ti d i n g C 。 n s t r u c t i 。 n I 5 5 曹宇明液压 自动爬升模架体if , 在上海外滩中信城工程中的应用 1 0O0 m m } 900 m m 800 Il lm 7 O 0mm变化1 次。 内墙厚度 由8 0 0 mm 3 ． 1 ．2构造组成 爬升机械 系统 2工程特 点分析 外滩中信城工程选择液压 自动爬升模架的原 因是 第一，一般的高层建筑核心筒内只有竖 向劲性柱，没 有水平劲性梁，而外滩中信城则两者都有。水平劲性结构 的存在决定了剪力墙脚手模板体系的承重结构只能附着在 剪力墙 的侧面 ，而无法埋设在剪力墙 内，因此整体提升钢 平台并不适应本工程。 第二 ，核心筒 内的劲性梁通过外伸的牛腿与外框的框 架粱进行刚性连接。这样 ，无论核 心筒内的劲性钢结构与 外框的钢结构是不是 同时施工 ，在进行核心筒的混凝土施 工时都会存在脚手模板体 系与外伸钢梁相碰的问题 ，因此 需要一种既能翻越外伸钢梁又能在施工时保持结构的连贯 和安全性 的施工脚手模板体系 ，整体升降脚手架显然不满 足要求，这样就只能在液压爬升系统中进行选择了。 3液压 自动爬升模架的设计 3 ． 1 模 架 系统组成 液压 自动爬升模架系统的设计由外片架、内平台系统 的设计 、液压动力系统设计、工作流程设计、安全围护体 系设计等组成。 3 ． 1 ． 1 功能组成 外片架与 内平台 系统 核 心筒外墙液压爬模 划分为8 个单元，每个单元布置 有2 组液压顶升动力。在核心筒 内部 ，确定划分为4 组顶升 平台，每组平台配置4 个液压动力设备 ，在M4 4 0 D 塔机所在 区域的平台，采用悬挑片状提升架，人员通道采用搁支走道 板的形式，该平台上部不能堆放钢筋等施工荷载 图3 。 } H } 砰 I 一 ． _ 一 誊 ， 外 降 嘞 、 图3 液压 自动爬升模架剖面示意 5 6 I 建 筑 施 工第 3 5 卷第 1 期 a附墙系统 整个爬架通过附墙 系统和混凝土结构 相联系，因此附墙 系统承担着整个爬架传递过来的荷载 ， 是爬架系统的生命线。 b承重 系统 片状 式爬架 的承重 系统 由承 重挂 钩、立柱、可伸缩支撑腿、可调节斜撑、横梁组成 ，起到 了爬架架体结构和机械结构之间联 系的作用。 c导向系统导向系统主要由爬升导轨及其配套构 件组成 ，是模架系统爬升的轨道 ，它不但在架体爬升时起 到导向的作用，还承受了爬升时整个架体传递未的荷载。 d防坠系统 防坠系统是爬架爬升时的重要受力 构件 ，是施工的最关键部位。首先，它将液压千斤顶传递 来的顶升力再传递给承重系统 ，上下防坠器 的防坠卡爪通 过在爬升导轨内的交替作用，从而顶升架体 ；其次，上下 防坠卡爪又起到了双保险的作用，防止 由于某个卡爪未进 档而发生意外情况。 3 ． 1 ． 3 构造组 成操作架体及安全 围护 系统 核心筒外围爬架 系统在绑筋操作架 片、模板操作 架 片、液压设备操作架上分别设置安全防护栏杆 ，栏杆采用 脚手管，分别在走道面向上布置2 档栏杆。安全栏杆安装在 架片立杆外侧 ，用脚手扣件固定。在相邻的架体 间，走道 采用钢板网翻板。外架背面围护采用钢丝网翻门。 3 ． 1 ． 4构造组成 液压动 力系统 主要 由1 套平台模架机构 、2 套油缸顶升机构、2 套液 控阀承重锁定系统、传输管路系统、同步控制泵站集成 系 统等组成。顶升机位爬模钢平台液压 同步控制集成系统主 要 由1 套钢平台系统、多套平 台模架机构、 多套油缸顶升 机构、多套液控 阀承重锁定 系统、传输管路系统 、同步控 制泵站集成系统等部分组成。 3 ． 1 ． 5 构造组成 电气控 制系统 系统具有手动、 自动爬升2 种工作方式 ，以及总控、 分控2 种工作模式。总控指通过1 个总控箱可实现多个模架 的手动、自动爬升 ；分控则是通过1 个分控箱可实现单个模 架的手动、 自动爬升。系统可控制单个千斤顶进行独立工 作，系统可控制多个千斤顶的同步爬升。 3 ． 2 工艺流程设 计 a 流程 一 第～段结构浇捣混凝 土结束 ；绑扎第 N I 段结构钢筋 ； b 流程二 第～段结构混凝土养护等强后 ，拆除第 ～ 段模板，并挂装于爬升架上 ； c 流程三 在第N结构段安装爬架附墙装置 液压 顶升导轨4 ． 2 m，固定导轨 ； d 流程四 液压顶升 内外爬架4 ． 2 m，并完成力系 转换； e 流程五 ．内平台通过手拉葫芦提升大模板 ； 叠 譬 一曩 蠢 霜 l 0 一 孵一 ～ 7 一 0 ～ 溅 一 体 j一 嘲 ⋯ 一 一 ～ ， 豁 舭 妇 _ - _ 一 对 ～每 - 挂 ～ ；一 _ _⋯ 一 ． 卜 l i 曹宇明液压 自动爬升模架体 系在上海外滩中信城工程中的应用 f 流程六 清理模板 ，安装预埋螺栓套筒 ，测量定 位校正立模 ； g 流程七进入第N I 段混凝土的浇捣施工流程。 3 ． 3 施工方案设计 3 ． 3 ． 1 墙体 变截面层使 用设计 流程一 在第2 9 结构段安装附墙支座及 附墙靴 安装 时承 力螺栓可以不用拧紧 ，方便导轨插入时对附墙装置进 行调 整 流程二 液压顶升导轨3 ． 6m 流程三 拆除下端 附墙装置 在距离导轨底部1 m处 的内侧面安置5 t 的手动液压千斤顶 每组爬架两机位同时 安装 ； 流程 四 拔 去挂 钩 安 全插 销 项 升手 动 千 斤顶 约 6 0 mm左右 ，待观察人 员确认导轨可插入上端附墙靴后停 止 ；在顶升千斤顶同时 ，将支撑腿螺杆向墙体 内侧旋转 ， 如长度不够需垫木方等受压构件 i 流程五 待确定支撑腿 螺杆顶紧墙体后 ，松开手动千 斤顶 ；继续顶升导轨0 ．6 m，到位后插入承重插板 ；翻转导 轨撑墙杆 ，用木块垫牢，顶紧墙面。 流程六 液压顶升爬架1 ． 5 m，在距离导轨底部3 ． 2 m 处的内侧面安置5 t 的手动液压千斤顶 流程七 顶升手动千斤顶，拆卸下端的附墙装置 将 附墙支座重新安装在原来 的预埋螺孔处，并安装垫板及木 方，将导轨垫紧；同时将支撑腿螺杆顶紧墙面 ； 流程八在支撑腿下端导轨 内侧垫厚1 0 0 mm木方，收 缩手动千斤顶 ，逐渐向外旋支撑腿螺杆 ，将爬架慢慢回复 至垂直位置；在附墙支座板上安装导轨临时限位卡块 流程九 继续液压顶升爬架2 _ 7 m，完成力系转换 ；进 入第3 O 结构段施工。 3 _ 3 - 2 核 心筒转 角部位平 台 脚手 系统的爬升设 计 步骤一 第～施工段施工完毕后 ，爬升架做好提升； 隹 备，进入第N I 段的施工流程 步骤二 拆除同附着操作架连接 的1 号 、2 号 、5 号支 撑杆件 ； 步骤三 爬升架项升2 ． 1 m后停止 ，然后安装连接杆 1 、2 ，随后拆除连接杆3 、4 步骤四爬升架继续顶升0 ．9 m后停止 ，然后安装连接 杆5 ，随后拆除连接杆6 步骤五 爬升架继续顶升1 ．2 m后停止 ，然后安装连接 杆3 、4 、6 图4 。 4 施工实例 4 ． 1安装起始楼层的确定 外 滩 中信 城 主楼 从 第 5 框 开 始 层 高 变 为标 准 层 高 4 ． 2 m，且建筑外形不再有大规模变化，因此液压 自动爬升 麟 搿 黪 圈4 脚手架 系统爬 升步骤 示意 模架的承力螺栓 的第5 框预埋在墙体内。 4 ． 2 整体 安装工 况 步骤 一 在施工第5 竖 向结构段 时在模板上预埋液压 自动爬升模架所需的承力螺栓套筒 步骤二 绑扎第6 竖向结构段钢筋 ，待第5 段结构等强 后 ，拆模清理 ；模板上安装爬升模架预埋螺栓 ，测量定位 并立模 步骤三 浇捣第6 竖 向结构段混凝土 ；在第5 结构段安 装爬升模架附墙支座及附墙靴 ； 步骤 四拆除部分脚手架 ，挂装外部 片状爬升模架三 角支撑架及平 台，挂装内部整体爬升平台机构挂装下部 挂脚手架 ； 步骤五 安装液压 自动爬升模架上部操作架 ；搭设内 平 台绑筋操作架 步骤六进入正常结构施工的绑筋工作。 5 液压 自动爬升模架的 系统测试 液压 自动爬升模架的测试分为二大部分 第1 音 B 分 液压爬升模 架的系统力学分析测试报告 ， 其主要总结 了在方案及设计阶段 ，通过复核计算、模拟计 算及虚拟样机制造等手段加强测试，提高设计准确性。 第2 部分 液压爬升模 架系统关键零部件及 系统测试 报告 ，主要通过4 个阶段 ，加强对零部件及系统的测试 设 计完成、初期爬模 系统关键部件 实体试验测试 、模拟真实 工况进行实体试验测试 、工程应用测试提高。 6 结语 目前外滩 中信城工程 已竣工完成 ，由于液压整体顶升 平 台系统在本工程之前一直处于试验阶段 ，故在具体的施 工操作过程中势必会出现各种难题 ，因此，在安全上、实 用性上仍有待优化。但随着本技术的逐步完善和成熟 ，液 压 自动爬 升模 架技术 的应用 前景将 越来越 广 泛。 [ 1 ] 顾国明． 自动爬 升模 架液压控制技术应用[ J 】 ． 建筑机械化， 2 0 0 9 5 5 5 5 8 [ 2 ] 张松， 崔晓强， 陆云． 广 州珠 江城核 心筒施工关键技 术研究[ J ] ． 建筑施 工，2 0 1 l 1 0 8 8 0 8 8 3 ． 2 0 1 3 ． 1 B u i l d i n g C 。 n s t r u c t i 。 n l 5 7 嚣㈤ 警_ I 淫翟量 r j 翟 } 十 溺一 ⋯