中建三局武汉长江中心轻量化顶模集成平台综合施工技术

轻量化顶模集成平台综合施工技术2023年6月For

中交二航杯武汉建筑业第三届危大工程（脚手架工程类）专项施工方案编制技能大赛武汉长江中心项目目录Content1、工程概况2、施工计划3、施工工艺技术4、施工保证措施5、应急措施6、计算书目录Content1、工程概况2、施工计划3、施工工艺技术4、施工保证措施5、应急措施6、计算书A1B4B2J1东侧:和平大道北侧：临江大道东侧秦园路福星惠誉工地南侧

武车二路示范区（已完工）暂未开发地块武汉长江中心项目包括B1-B4、C1-C3、J1-J3、A1共11个地块，总建筑面积163万平；总投资300亿元；将建设25万平米购物中心、380米的总部级滨江写字楼、行政公寓、以及200米高端住宅。J2B31.1总体概况B11工程概况地块地下地上建筑高度建筑面积B1地块-3层1栋83层办公塔楼380.45m33.24万㎡1栋7层商业裙楼41mB3地块-3层2栋61层住宅209.25m19.04万㎡1栋31层住宅103.65m1栋30层住宅100.5m3栋2层商业楼12.3mJ2地块-3层--17.3m1.67万㎡武汉长江中心项目

B1、B3、J2地块由我司承建，用地面积4.98万㎡，总建筑面积53.94万㎡。其中B1地块包含1栋80F超塔（380m），1栋7F商业综合体；B3地块包含2栋200m住宅，2栋100m住宅和2处商墅；J2地块为地下室；1.1总体概况B1B3J2核心筒整体概况塔楼钢结构概况超塔整体结构体系：双层筒体结构：外框：竖向为密柱框架水平为钢梁+桁架楼承板

1.1总体概况效果图核心筒：框架剪力墙+钢骨柱结构超塔平面尺寸：约55×55m超塔建筑面积：约21.9万m2层高：标准层4.4m非标层4.5m、5m1.2危大工程概况钢筋绑扎层混凝土浇筑层混凝土养护层附属设施模板系统挂架系统支撑与顶升系统钢平台系统

超塔（-3F/80F，380.45m），核心筒面积约856平米（27.6×31），采用轻量化顶模集成平台进行施工。轻量化顶模集成平台，可归为附着式升降脚手架，属超危大工程范畴，在地下室封顶时插入施工，通过散拼组装的方式完成安装。平台尺寸约30m×35m，高度约25米，覆盖3.5个结构层。平台包括五个系统。轻量化顶模集成平台，配备2台动臂塔吊，2台布料机，筒内1台施工电梯。核心筒典型平面图轻量化顶模集成平台立面图1.3施工总平面布置裙楼塔楼B1地块1.4施工要求2020.9.1-2024.8.30，共1460天工期目标鲁班奖质量目标省、市级安全文明观摩工地省、市级安全文明标准化工地现场安全及文明目标管理目标危险源辨识1.5施工风险辨识与评价风险评价1、危险源主要包括物的障碍、人的失误和环境因素:(1)物的障碍是指机械设备、装置、元件等由于性能低下而不能实现预定功能的现象。(2)人的失误是指人的行为结果偏离了被要求的标准,而没有完成规定功能的现象。(3)环境因素指施工作业环境中的温度、湿度、噪声、振动、照明或通风等方面的问题，会促使人的失误或物的故障发生。2、危险源辨识超塔施工涉及的危险源包括：高处坠落、物体打击、机械伤害、起重伤害、触电、坍塌、火灾、洪涝等。危险源伤害程度发生可能性风险等级高处坠落549物体打击437机械伤害336起重伤害538触电426坍塌527火灾527洪涝224伤害程度：1无伤害、2轻微伤害、3中度伤害、4较大伤害、5严重伤害。发生可能性：1不会、2很少、3偶尔、4经常、5频繁。风险等级：2-10依次加重。风险评价方法主要有定性分析法和定量分析法(LEC)。当条件变化时,项目部应对风险重新进行评审。本方案采用定性分析法对风险源进行分析。裙楼：已完工，即将竣工验收；超塔：核心筒结构F37浇筑完成；外框结构F18浇筑完成。1.6形象进度目录Content1、工程概况2、施工计划3、施工工艺技术4、施工保证措施5、应急措施6、计算书2.1施工总流程1、塔楼施工总流程第一级：核心筒结构——外框结构（上部作业层施工段）第二级：二次结构——结构粗装修（中部作业层施工段）第三级：机电安装——装饰装修工程（下部作业层施工段）钢筋绑扎层混凝土浇筑层混凝土养护层2、核心筒施工总流程钢筋绑扎层：进行钢筋绑扎、预埋件施工、钢柱施工等作业；混凝土浇筑层：进行模板安装、混凝土浇筑作业；混凝土养护层：进行混凝土养护作业；顶模可以满足三层同步施工的作业条件：塔楼采用不等高同步攀升的施工方法，总体流程如下：2.2进度计划及爬升规划顶模施工进度计划

本工程顶模自2020年11月2日进行深化设计，到2021年1月10日完成深化内容，深化设计历时70天。顶模平台计划2021年4月13日开始安装，主体安装时间为18天。计划使用到2024年3月，历时使用2年零11个月。2.2进度计划及爬升规划长江中心顶模及塔吊爬升规划1、顶模从B1层开始安装，整个结构高度上共爬升82次；2、4.4m标准层均预埋1道附墙支座，5.0m避难层预埋2道附墙支座；3、动臂塔吊在首层安装，共爬升20次；4、每4个结构层安装1道附墙支座，进行一次爬升。2.3机械设备及材料计划机械名称型号单位数量备注塔吊ZSL1250台1现场物资垂直运输塔吊ZSL750台2现场物资垂直运输汽车吊ZTC1100V753台2现场物资垂直运输混凝土输送泵SY5128THB-6016C-6EC6台2混凝土浇筑布料机HG17B-3R台2混凝土浇筑振动棒Φ50根40混凝土振捣平板振动器ZW-7台4混凝土振捣顶模主要机械设备需用计划表序号分包内容单位暂定工程量1吊杆t502钢板网走道板m²16003花纹板走道板m²9004冲孔板防护网m²40005顶部平台板m²7206顶部防护网m23007美标花篮螺栓套4008挂架滑梁、挂梁连接件套309贝雷片下弦与工字钢连接夹具套40010贝雷片下弦与滑梁连接夹具套40011挂架翻板（钢网板）m²40012挂架翻板第四、七层m²24013挂架连接螺栓（M12*60）套300014塔吊梁防护拆卸平台t6挂架采购计划钢平台采购计划序号材料名称规格单位数量1标准贝雷片200型吨3602非标准贝雷片200型（长1524）吨703主梁十字连接件2134x900x900吨84一字连接件2134x900x304.8吨205十字连接件（小）2134x304.8x304.8吨126900型连接片1014x1694吨2907450型连接片1014x690吨2608Φ50贝雷销标准吨18009贝雷销弹簧销标准吨360010阳头图纸为准吨8011阴头图纸为准吨801210.9级螺栓M24x240套3601310.9级螺栓M24x100套320序号分项内容数量（套）单重(kg)总重（t）1导轨立柱一节4200（机加工）12314037.682导轨立柱二节6700（机加工）124000483油缸爬升支架5590（机加工）12510261.2244附墙支座（机加工）9632030.725顶升支撑梁（机加工）124705.646立柱加高节（钢结构）12315037.87立柱顶部支承梁（钢结构）1295011.48M42x200高强螺栓10.9级192/

9M32x120高强螺栓10.9级150/

10M24x80高强螺栓10.9级120/

11连接板、垫板、吊耳等配件130003支撑系统采购计划2.4劳动力计划本工程B1地块自2020年9月到2024年11月完成，历时1460天。拟投入峰值劳动力4025人。目录Content1、工程概况2、施工计划3、施工工艺技术4、施工保证措施5、应急措施6、计算书3.1顶模系统设计钢筋绑扎层混凝土浇筑层混凝土养护层附属设施模板系统挂架系统支撑与顶升系统钢平台系统

轻量化顶模集成平台（简称顶模，即空中造楼机）由5个系统组成，包括钢平台系统、支撑与顶升系统、挂架系统、模板系统及附属设施系统。顶模集成平台典型立面图顶模集成平台贝雷架平面图顶模集成平台实景3.1.1顶模系统组成1、钢平台系统设计钢平台系统由高抗剪型贝雷片组成主桁架与次桁架，通过强化片、十字连接件、一字连接件及柱头等连接构件连接成一个整体平台。3.1顶模系统设计贝雷片连接件局部节点强化片钢平台模型钢平台安装实景3.1.1顶模系统组成2、支撑与顶升系统设计支撑系统包括12根支撑立柱，每个立柱包括3层附墙支座；支撑立柱主要分顶部托梁、支撑立柱接长节、导轨立柱、爬升框、附墙支座及油缸等组成，其中，爬升框、附墙支座及油缸组成了顶升系统。3.1顶模系统设计立柱安装实景附墙支座实景附墙支座模型爬升框及液压缸附墙支座体系支撑系统工作状态支撑与顶升系统示意图3.1.1顶模系统组成3、挂架系统设计顶模竖向功能分区主要包括钢筋绑扎分区、混凝土浇筑分区以及洞口及埋件处理分区，3个标准楼层高，挂架系统共7层，每层高度为2.2m。挂架立杆主要通过滑动与固定连接件与轨道梁进行连接。滑动连接件通过内置锥形滚轮实现在轨道梁上的滑动，应对核心筒墙体的收缩；固定连接件通过螺栓将卡环固定于轨道梁上，主要用于墙体未收缩位置。横杆设计翻板设计3.1顶模系统设计挂架系统示意图挂架吊点夹具挂架与贝雷架挂架节点3.1.1顶模系统组成4、模板系统设计采用铝合金模板体系进行施工，模板统一按照4.4m的标准层高度标准进行配置。非标层则通过铝木结合模板体系进行施工。兼顾了铝模体系优势和施工成本。3.1顶模系统设计垂直模板水平模板梁板支撑体系铝合金模板体系（模型）楼梯模板垂直模板：小模板拼装、整体悬挂形式，悬挂于顶模贝雷架上，随顶模一起提升；水平模板：采用散装散拆方式施工，盘扣式支撑体系，通过挂架进行提升。除梁板结构外，铝模系统还考虑了墙体洞口、板面洞口、楼梯、顶模塔吊及电梯的预留预埋配合体系等。3.1.1顶模系统组成5、附属设施系统顶模集成平台附属设施较为复杂，主要包括动臂塔吊、施工电梯、液压布料机、集控室、物料堆场、防护围栏、监测系统、机电系统、照明系统、消防系统、浇筑导管、泵管、观景平台等等。3.1顶模系统设计动臂塔吊物料堆场浇筑导管照明系统工具房集控室电柜消防系统施工电梯液压布料机监测系统3.1.2顶模特点1、整体轻量化：顶模总重800余吨，减重60%，增加堆载能力;2、构件标准化：各构件均为标准件，降低维护成本，便于装拆;3、操作便捷化：一键顶升，操作简便，4小时顶升4.4米;3.1顶模系统设计4、控制智能化：可视化系统、智能化控制;5、空间舒适化：操作空间宽阔，内部交通便利，空间布局合理;3.2顶模施工技术3.2.2顶模爬升流程3.2.3顶模拆除流程待核心筒结构施工完成、外框施工至顶模下缘后，可以进行顶模集成平台拆除作业。拆除过程与安装过程相反，先将部分附属设施拆除，然后按照模板系统——挂架系统——钢平台系统——支撑与顶升系统进行顶模拆除作业。3.2.1顶模安装流程3.3顶模配套技术3.3.1施工电梯上顶模平台

本项目采用滑动附着系统与电梯配合的方式完成施工人员及小规模物料的垂直运输作业。滑动附着系统的原理是通过附加钢架连接墙体结构和贝雷架，从而增加电梯导轨的刚度，实现了电梯上顶模集成平台的需求。电梯滑动附着系统实景滑动附着系统示意图3.3顶模配套技术3.3.2自爬升动臂塔吊协同施工塔楼选用2台自爬升动臂塔吊：ZSL1250塔吊最大吊重64t，臂长60m；ZSL750塔吊最大吊重50t，臂长50m。每4个结构层设置一道附墙支撑梁，每4个结构层爬升一次。塔吊布置立面图塔吊结构示意图塔吊爬升原理示意图塔吊支撑体系塔吊预埋件3.3顶模配套技术3.3.3顶模智能监测系统顶模集成平台配设智能监测系统，可实时监测多种参数，构建顶模集成平台安全运行体系。视频监测——支撑系统是否支撑到位；应变监测——施工平台薄弱环节强度监测；平整度监测——钢框架顶部受力是否均衡；立柱垂直度监测——水平位移是否在可控范围；油缸运行同步性监测——油缸是否同步顶升；风速、风向、温度监测——是否满足顶升要求。智能监测系统实时应变监测展示实时视频监测展示目录Content1、工程概况2、施工计划3、施工工艺技术4、施工保证措施5、应急措施6、计算书4.1安全生产管理体制安全管理体系构架图4.1.1安全生产管理体系4.1.2安全生产制度（1）对管理人员及各班组，将安全目标责任作为考核内容之一；（2）实行安全一票否决，凡发生重大伤亡事故和超过安全生产目标值的班组和个人，一律取消当年的评先评奖资格；（3）公司每月组织一次大的安全检查，检查时一并对安全生产目标完成情况进行分析和总结；（4）安全生产目标责任管理与经济责任制紧密挂勾。4.2安全保证措施4.2.1安全保证措施（1）钢平台堆载应严格按照限值，禁止过度堆载；（2）平台通道、洞口必须设置临边防护；（3）挂架上材料不得超重；（4）挂架上最后一步的防护兜底在使用时必须与墙面接触，防止物体下坠；（5）除顶升工况外，挂架的翻板必须保持张开状态；（6）支撑柱的垂直度必须符合要求；（7）所有顶模操作及维护人员必须经过专门操作培训方可操作上岗；（8）顶模系统内严禁吸烟，动火作业需开具动火证，并做好防火措施；（9）平台及每层挂架配备足够的消防器材；（10）顶模用电系统必须做到“一机、一闸、一漏、一保护”；（1）与气象部门直接沟通，提前了解第二天、第三天及未来七天的天气预报，高空随顶模安装风速仪，监测高空实际风速，并做好日常记录，风速7级以上时，禁止顶升作业。（2）系统设计挂架测向封闭均为铝板网，具有较大的疏风性能，大风天气时可将大部分水平荷载传递至结构自身受力。（3）大雨以及风力超过7级严禁顶模系统使用。（4）大风过后，必须重新对顶模系统检查确保无误后方可使用。4.2.2季节施工保证措施4.3文明施工与环境保护1、在顶模显著部位张贴安全文明标语，号召工人安全生产。2、在顶模各系统内张贴组成名称等信息，便于迎接检查和参观讲解。3、塔楼下方设置安全宣传屏幕，动态播放安全宣传视频，促进现场文明施工。4.3.1文明施工保证措施4.3.2环境保护措施1、施工中将散落至地面的混凝土要及时清理干净，避免污染现场硬化地面。2、混凝土振捣采用低频振捣棒，振捣时不得碰到钢筋或模板；罐车在现场等候时必须熄火，以减少噪声扰民。必须作业或进行夜间施工时，要向当地行政主管部门申报，并得到社区的认可和谅解，严格控制噪声作业超标。对强噪声设备（如混凝土地泵），采取全封闭措施加设隔声棚遮挡。3、现场设置洗车池和沉淀池、污水井，罐车在出场前均要用水冲洗，以保证市政交通道路的清洁，减少粉尘污染。沉淀后的清水应重复使用。4、作业后，必须将料斗内和管道内混凝土全部输出，然后对泵机、料斗、管道进行清洗。5、顶模定期进行垃圾清理，避免垃圾堆积。目录Content1、工程概况2、施工计划3、施工工艺技术4、施工保证措施5、应急措施6、计算书5.1应急工作体系5.1.1应急工作领导小组序号岗位工作安排1项目经理负责总体协调所有职能小组2执行经理联络组3技术总工抢险组4生产经理疏散组、救护组5安全总监保卫组、后勤组6质量总监调查组组长：项目经理副组长：执行经理、技术总工、生产经理、安全总监、质量总监应急救援成员：项目全体员工。职能组分为联络组、抢险组、疏散组、救护组、保卫组、调查组、后勤组。重大事故应急救援指挥系统实行替补原则，指挥部负责人及成员因故不能履行职责的，由副职替补，确保随时到位。5.1.2应急工作领导小组工作安排5.2典型应急事故及措施5.2.1典型应急事故及措施序号应急事故处理措施1高处坠落及物体打击切断电源开关，用干燥的绝缘木棒、布带等将电源线从触电者身上拨离或将触电者拨离电源，然后尽快送医2触电严重创伤出血及骨折人员，由救护小组人员根据现场实际情况，在医院急救人员到达之前，及时、正确地采取临时性清洁、止血、包扎、固定和运送等措施3坍塌发生坍塌事故后，应尽快解除挤压，在解除压迫的过程中，切勿生拉硬拽，以免进一步伤害，现场处理各种伤情，如心肺复苏等。同时，就近送医院抢救。4火灾首先判定火灾局势，较小的利用灭火器等设施扑灭即可，较大的则先拨打火警电话，然后清理附近易燃物，构件阻燃带，并利用现有灭火设施控制火势蔓延，尽量扑灭5机械伤害对于一些微小伤，可去工地医护室进行简单的止血、消炎、包扎。防止受伤人员流血过多造成死亡事故发生。预先成立的应急小组人员分工，各负其责，重伤人员山水、电工长协助立外抢救工作，就近送医院。6中毒施工现场一旦发生中毒事故，让病人大量饮水、刺激喉部使其呕吐，立即送医院抢救，向当地卫生防疫部门报告，保留剩余食品以备检验。5.3应急材料及医院5.3.1应急材料清单5.3.2应急医院及路线中国人民解放军中部战区总医院(汉口院区)约17分钟约8分钟武汉紫荆医院目录Content1、工程概况2、施工计划3、施工工艺技术4、施工保证措施5、应急措施6、计算书6.1平台设计计算6.1.1顶模施工平台分析概况分析方法：FEM分析工具：采用MidasGen对顶模平台进行有限元分析及设计验算分析工况：施工工况、顶升工况及停工工况材料参数：采用Q355B钢材力学参数，弹性设计；几何参数：梁单元（钢平台系统）、板单元（支撑立柱）荷载参数：挂架、模板、布料机及附属设置等系统则采用荷载的形式施加在钢平台系统中，详情如下表；考虑结构自重、风荷载（R=10）荷载概况恒荷载结构自重包含钢结构、机加工件、模板、挂架、走道板等活荷载平台堆载依据钢平台平面功能分区进行模型加载计算，包含钢筋、布料机、器具、机房、水箱等挂架施工荷载包含挂架内部人群荷载、材料临时堆载平台施工荷载包含平台顶部人群荷载风荷载挂架及钢平台桁架所受风荷载顶模平台整体模型6.1平台设计计算6.1.2顶模施工平台分析结果支承系统：最大支座反力为133.4t，最大Z向位移为56.87mm；按规范要求，最大限制为12000/125=96mm,满足要求;钢平台系统：最大水平位移43.30mm，最大杆件应力为283.22MPa；按规范要求，最大限制为15000/125=120mm，水平变形满足要求；应力比均小于1，局部杆件超过0.7，绝大部分杆件应力比在0.5以内，支撑立柱型材板最大等效应力为337.01MPa，满足强度要求。最大水平向位移示意图最大Z向位移示意图1、施工工况最危险：6.1平台设计计算6.1.2顶模施工平台分析结果通过对顶模集成平台平台在施工、停工及顶升三个工况的计算分析，在现有给定荷载水平下，平台的强度、刚度均满足要求。2、结论：注意：（1）各类荷载应严格按照设计值进行使用，严谨超负荷作业；（2）雷雨天气、风力超过6级应停止施工作业；（3）停工工况下，应提前清理平台及挂架材料堆载，尽量减少堆载的放置，保证所有支点位置与结构有效连接；（4）顶模使用过程中应监测应力应变、变形等参数。6.2