武汉绿地中心立面曲变巨柱爬模施工技术

1、武汉绿地中心立面曲变巨柱爬模施工技 术李江华 魏晨康 王强 段吉锋 唐碧波 中建三局第二建设工程有限责任公司摘要：武汉绿地屮心主塔楼共有12根立面曲变巨柱，巨柱整体造型由下至上先向核心 筒外倾斜，后向核心筒内倾斜;且自下而上巨柱尺寸逐渐变小，同时，巨型柱外 沿还有3001 100mm宽度不等的楼板。针对这种界形大体积混凝土劲性柱的施工, 研发了适应这种巨柱施工的附板式可调节倾角液压爬模系统。主要介绍了这种液 压爬模系统施工技术。关键词：高层建筑;巨型劲性柱;倾角调节装置;爬模系统;施工技术;作者简介：李江华，项目经理，高级工程师，e-ma订：153436997收稿日期:2017-03-15cl

2、imbing formwork construetion of changeable section mega column in wuhan greenland center projectli jianghua wei chenkang wang qiang duan j辻engtang bi.bothe second construetion co. ， ltd of chinaconstruction third engineering bureau;abstract：the main tower in wuhan greenland center has 12 super rigid

3、 columns. these columns inclines to outer of the core tube first, and then to inner of the core tube from bottom to top, and the section begin to small form bottom to top. at the outer columns, there are floor with 3001100 mm width.during construction of these special shaped of stiffen columns, the

4、adjustable tile angle hydraulic climbing systein is developed. this paper mainly introduced construction technology of the climbing formwork systemkeyword：tall buildings; mega stiffen columns; hit amglc odjustoblc device; climbing formwork system; construction;received： 2017-03-151工程概况武汉绿地屮心项目地上120层

5、，建筑高度636m,结构形式为核心筒+巨型柱+伸 臂桁架+环带桁架。外立面饰面为玻璃幕墙。巨型劲性柱共12根，sci和sc2 （各 6根），巨柱整体造型由下至上先向核心筒外倾斜，后向核心筒内倾斜;且自下 而上巨柱尺寸逐渐变小，同时，巨型柱外沿还有3001 100mm宽度不等的楼板 （见图1） o2巨柱施工难度与其他超高层建筑外框钢管柱不同，武汉绿地中心外框采用12根巨大的劲性钢 骨柱，作为外框支撑结构。单根巨柱截面面积约为13. im,最大边长约为4. 7m。 如此大的劲性柱，不论是钢筋绑扎、模板合模还是混凝土浇筑，甚至是临边作业 都存在很多困难，而对于武汉绿地屮心636m的高度而言，这种困难

6、更是凸显。 常规的附墙式爬模系统无法适用于本项目，需要研发一种新的爬模系统倾角可调节附板式爬升模架系统进行施工。图1武汉绿地中心fig. 1 wuhan greenland center 下载原图3爬模系统选择项目部为克服巨柱施工困难，与多家国内外知名爬模单位一起协商讨论如何解 决巨柱施工难题。不同单位也给出了自己的建议解决方案。最终，项目部综合技 术、经济、工期等指标考虑，采用了北京某公司设计的附板式倾角可调节液压爬 模系统。该爬模系统大胆转变思维，与常规的爬模将受力传递至竖向结构不同， 其将受力传递至水平楼板及钢梁上。因此，它不受限于外框竖向巨柱结构施工进 度，虽然该爬模是为巨柱施工使用，

7、但却借助楼板和钢梁卸荷，使得爬模的爬 升不占用巨柱施工工期关键线路。4附板式爬模研发过程4. 1爬模附着受力选型项目部开始考虑3种爬升附着形式，分别为附墙式、抓握式和附板式，并分析其 优缺点。1）附墙式受力体系附着点在巨柱表而，爬模受力传递至巨柱混凝土表而。爬升 时，会被巨柱外侧突出构件阻挡，巨柱外侧突出构件需要后期施工，存在安全 隐患并且零星工程单价较高，不经济;设计的挂架层数为4层，属于常规爬模受 力体系，同等荷载情况下，需承受4层挂架的自重及少量材料荷载。该种受力体 系，当巨柱施工进度放缓时，为不影响爬模爬升，对应楼板也无法先行施工 （若先施工，会阻断爬升空间，挡住爬模导轨爬升），从而导

8、致外框与核心筒层 差过大，不满足设计要求，存在不均匀沉降风险（见图2a） o2）抓握式受力体系将爬模附着支架制作成抓握导轨，抓握住巨柱钢骨翼缘，然 后架体下挂至混凝土施工层。该种受力附着点在钢骨顶端，人员操作不便，常规 检查危险性大。钢骨顶端至巨柱施工楼层，共计6层。同等荷载情况下，需承受 6层挂架的自重（见图2b）。3）附板式受力体系爬模将受力通过附板构件传递至楼板及楼板底部钢梁上，此 时附着点在施工层楼板，人员操作及常规检查均可在己经完成浇筑的混凝土楼 板上进行，安全隐患小。挂架层数也为4层。同等荷载情况下，需承受4层挂架 的自重及少量材料荷载。此种受力形式，巨柱施工快慢并不影响楼板施工速

9、度， 而楼板施工相对于巨柱简单快捷，确保楼板施工进度，从而确保核心筒与外框 结构层差在设计允许范围内，减小不均匀沉降风险（见图2c） o4.2爬模倾角调节装置设计由于巨柱外立面造型为先外倾后内收，爬模导轨会岀现一部分在外倾段，一部 分在内收段，此时需要将常规固定式附着装置进行改造。为实现爬模系统前倾后 仰的爬升姿态变化，使附着装置实现随导轨进行倾角调节，将原有固定式附着 装置改进为可调节倾角装置。附着装置焊接在附板支座端部的面板上，附板支座 与固定套间2个斜面接触，锁紧螺栓后，导轨穿入固定套后无法旋转。倾角调节 装置采用销轴作为旋转部分，爬模架体导轨所插入的固定套通过围绕销轴，实 现角度调节。

10、该装置可以实现角度的连续渐变，从而适应巨柱角度的渐变形式, 最大调节约2cm/l°。同时，销轴作为连接爬模架体与附板支座的构件，销轴的 粗细及加工质量均直接影响到爬模的安全（见图3）。项目部设计的销轴直径大, 连接更加可靠，受力更大，对于爬模使用更加安全。图 2 3 种爬模形式 fig. 2 three kinds of climbing types下载原图图3销轴式倾角调节装置fig. 3 pin tilt angle adjustable device 下载 原图 4. 3爬模整体设计 解决了受力选型和倾角调节装置设计后，爬模述整体设计了2层钢筋操作层，1 层支模层及1层混凝土养

11、护层，符合巨柱施工流水要求（见图4） o同时，考虑 到浇筑巨柱混凝土时，可能出现的漏浆风险，爬模系统还设计了人性化的接浆 斗，用于浇筑混凝土吋对于漏浆风险的管控。爬模的安全防护措施考虑周全，在 爬模顶部设置了防砸棚，确保工人在操作时不会受到高空坠物打击;在爬模操作 平台处还设置了可翻转的走道板，方便人员施工，同时避免高空坠落风险。图 4 爬模操作平台设计 fig. 4 climbing operation platform design 下载 原图5附板式爬模施工方法5. 1总体工艺流程（见图5）5. 2爬模安装安装流程:模板预留支座套管一地面预拼装一附板装置安装一主承力架体系吊装 一搭设铺设

12、平台一竖向支撑体系整体吊装一竖向支撑体系平台搭设及铺设一安 装外防护钢网一完善平台防护、定型楼梯，安装液压电控装置并调试（见图6） o1）楼板预埋、安装附板支架绑扎楼板钢筋的同吋，预埋爬架所需的预埋件，当 混凝土强度达到15mpq后，在预埋位置处安装附板装置。图5爬模施工总体工艺流程fig. 5 the total construction process flow 下载原图2）组装及吊装（1）绑扎楼板钢筋的同时预埋附板支座的预埋套管，当浇筑完 混凝土拆模后，在预埋套管处安装附板装置；（2）出厂前将主承力架、导轨及上 下爬升箱组装一起，现场用塔式起重机吊至附板装置内，并插上防倾插板；（3） 当

13、主承力架组装完毕后，组装两主承力架之间的连接钢梁，用u形螺栓连接两 附板点间的钢梁，安装连接及悬挑箱梁；（4）铺主平台脚手板及钢板；（5）在地 面将上支撑体系组装完毕，整体对其进行吊装；（6）铺上2层绑扎钢筋用平台的 脚手板；（7）铺液压爬模下2层平台的脚手板并安装定型楼梯；（8）安装液压爬 升系统，拼装吊装钢板网。图 6 爬模安装流程 fig. 6 cl imbing formwork instal lation flow 下载原 图图7爬升流程fig. 7 climbing flow下载原图3）巨柱钢筋绑扎、合模及混凝土浇筑及养护待爬模系统安装调试验收完毕后， 巨柱外侧利用爬模系统，另外三

14、侧利用操作架依次施工巨型柱钢筋、模板、混凝 土，并及时做好巨型柱大体积混凝土养护工作。5. 3爬模使用及爬升阶段施工流程：附板支座周转安装固定一拆模、合模一爬升（见图7） o1）拆模板与导轨的爬升当上层巨柱混凝土强度达到脱模要求后，可将模板后移 或吊走模板。此时利用下挂式运输条形重构件的装置将附板支座运输至吊装孔洞, 再利用定滑轮和卷扬机将附板支座周转至上层，利用转运装置运至指定位置就 位。在预埋孔处安装穿板螺栓和附板装置，操作液压升降装置，将导轨爬升到上 一个楼层位置。2）架体的爬升当导轨爬升到位后，再操作液压升降装置将架体爬升到上一个楼 层位置，然后再移动支承架将模板安装就位，并浇筑巨柱混

15、凝土。3）架体的防护架体爬升到位后，对相邻两架体100mm的空隙用翻板进行封闭。4）爬模爬升中，若遇到环带桁架层，附板支座被环带桁架所阻挡，需要提前在 环带桁架上方焊接钢丝绳拉节耳板，作为附板支座的拉节点。附板支座在安装就 位时，需要采用水平尺进行抄平，若附板支座前后端高差过大，需要在附板支 座底部铺设钢板垫平。在遇到附板支座由于幕墙边梁原因，前段悬挑过大时，需 要在幕墙边梁上焊接支撑垫块，用于支撑附板支座前段，垫块具体形式可以根 据现场需要设计。在遇到过风楼层时，由于楼板不到边缘，附板支座安全需要提 前考虑钢梁焊接及加固措施，避免因为附板支座无附着点而影响爬升。5. 4爬模拆除阶段爬模拆除步

16、骤：（1）清理架体杂物，拆除架体上的脚手板和踢脚板，将架体分 割为24个机位的独立单元，将两独立单元间机位架体的连接解除；（2）用塔式 起重机吊住支模体系，拔岀调节支腿和高低调节螺栓上的销轴，将支模体系吊 离主承力架至地面分解；（3）用液压油缸将导轨提升出來，然后用塔式起重机 吊离作业面；（4）拆除上、下爬升箱、液压电控系统和爬模架下2层附板支座并 吊离作业面；（5）将主承力架及挂架体系整体吊至地面进行分解。以上拆除的爬 模架各零部件要统一堆放，统一管理。6效益分析1）工期利用液压式附板爬模架系统施工巨柱，相比较于搭设悬挑脚手架（搭设 时间3d/层）,本方法爬升完成仅需id/层。则按照爬架安装

17、从4层开始至120 层，能有效节约工期2d/层x115层二230d。2）材料使用木方法施工，无需搭设悬挑脚手架，按照12个巨柱（2个sci巨型 柱搭设1个悬挑架，1个sc2巨型柱搭设1个悬挑架）计算，则施工1层:2个 sci巨柱搭设脚手架所需材料为:钢管589. 455m,扣件141个，钢跳板19块;1 个sc2巨柱搭设脚手架所需材料:钢管20& 449m,扣件66个，钢跳板12块。则 共计钢管3 019.059m,扣件819个，钢跳板129块。3）质量控制采用此种爬模方式施工，能够有效保障现场巨柱的施工质量。4）安全保障此爬模系统具有订制设计，设计中考虑人性化功能，能够有效保证 作业

18、人员安全。7结语作为武汉绿地中心施工重难点之一的大体积劲性混凝土柱施工，采用附板式可 调节倾角爬模系统，很好地完成巨柱的施工。同时，随着越来越多超高层的诞生, 外框巨柱的施工，特别是异形柱的施工也越來越普遍，该种爬模系统的应用空 间也将更加广阔。而建筑物的独特性与难以复制性，又将成为建筑设备市场定制 化设计的新出路。参考文献1 魏文江液压爬模施工工艺j工程与建设，2014 (2) :260-2622 顾国明.超高层建筑滑模法与爬模法施工技术j.建筑机械化，2009 (11) : 72-76.3 刘子阳架轨一体式爬模施工技术应用j 中外公路，2015 (1) : 194-197.4 李忠军，殷松祥建筑施工中剪力墙结构爬模施工技术研究j江西建材， 2014 (7) :57.5 李磊，曲成平，宋洪志青岛国际航运中心液压爬模专项施工技术研究j 青岛理工大学学报,2017 (1) :27-31.6 钱世清，吴文胜，孙哲，等欧洲的超高层爬模体系分析与应用j 工程建 设与设计，2017 (4) : 27-317 郑晓丽.高层建筑施工中异形柱施工工艺探讨j.建材与装饰，201