超高层超高压泵管固定方式研究

1、超高层超高压泵管固定方式研究唐祖锡齐桂永吕永岭齐凯姚闯中国建筑第八工程局有限公司天津分公司摘要：超高层泵送系统多采用超高压泵送系统“一泵到顶”的泵送方式，泵送系统包 括超高压泵机、超高压耐磨泵管、高压截止阀、布料机等。超高压泵管的固定系 数决定了整个系统的稳定性和可行性，结合天津周大福金融屮心工程对泵送系 统的固定方式进行了探索与研究，总结了一套具有参考价值的施工方法。关键词：高层建筑;超高压泵管;固定;施工技术;作者简介：唐祖锡，工程师，e-mail :376302675qq. com收稿日期：2017-07-06基金：中建八局科技资助(2014-01)research on fixing

2、method of super-high pressure pump pipestang zuxi qi guiyong l yongling qi kai yaochuangchina construetion eighth engineering divisionco., ltd. (tianjin);abstract：for super-high-rise pumping system to use super-high pressure pumping system "a pump to the top”，pumping systems include super-high

3、pressure pump, high pressure wear-resistant pump, high pressure stop valve. the fixed coefficient of extra-high pressure pump pipe determines the stability and feasibility of the whole system. this paper explores and studies the fixed way of pumping system in combirmtion with the project of tianjin

4、ctf financial center project, and summarizes a set of reference construction methods.keyword：tnll bu订dings; super-high pressure pump pipe; fixation; construction;received： 2017-07-06随着我国城市化进程的加快，超高层建筑逐渐成为了解决中心城区土地资源稀 缺问题的无奈选择，相应地，高强高性能混凝土技术是支撑超高层建筑发展的 关键技术。相对于普通混凝土，高强高性能混凝土可以有效缩减构件尺寸、增大 有效使用面积、节约资源。

5、超高层建筑多采用“核心筒+外框钢结构”组合结构形式，从100, 200, 300, 500, 800m直至1 000m,混凝土的泵送高度也在逐步上升。与此同时，混凝土的 强度等级越来越高，为c60c120。c60c120等常规高强混凝土在泵送过程中由于流动性较差、高压易离析、凝结 速度较快，经常发生堵管、爆管等现象，严重影响施工质量和进度。泵送250n) 以上的高性能混凝土需要配置超高压混凝土泵管，且多采用“一泵到顶”的节 能泵送方式，超高压泵送对泵管的固定提岀了更高要求，包括水平泵管、水平转 接竖向弯头、竖向泵管等。下面以天津周大福金融屮心工程为例，系统性研究超 高层泵送系统固定难题。1工程

6、概况天津周大福金融中心由主楼、裙楼、整体地下室3部分组成，主楼地上100层，建 筑高度为530m,钢框架+核心筒结构;裙楼地上5层，框架结构。整体地下4层, 总建筑面积39万叫 其中地上30万地下9万工程效果如图1所示。图1天津周大福金融中心效果fig. 1 effect of tianjin ctf financial center 下载原图本工程塔楼地上混凝土分为核心筒剪力墙、外框柱、核心筒楼板、外框组合楼板 几部分，共约13. 7万m,如表1所示。表 1 塔楼混凝土统计结果 table 1 the statistical results of tower bui.lding concre

7、te下载原表2泵送系统整体部署塔楼核心筒布置4套泵管，1, 3号泵管系统到顶（97层顶），接布料机;2号泵 管系统只负责浇筑到73层，但泵管布置到顶，作为1, 3号管的备用;4号泵管 系统浇筑到46层，如图2所示。图 2 首层核心筒泵管平面位置 fig. 2 plan position of the pump pipe of coretube in the first floor下载原图广3号泵管采用490m竖向超高压泵管，ii各自2100m水平超高压泵管;4号泵管 采用240m竖向普通高压泵管，1套250m水平普通高压泵管;楼层水平管采用直 径125mm普通泵管。根据一般的泵送施工经验，混凝

8、土泵的最大出口压力比实际所需压力高40%左 右，富余的压力用来应对因混凝土变化而导致的恶劣工况，避免堵管，经计算 需混凝土泵最大岀口压力为28mpa,最终确定选用50mpa hbt9050ch-5m拖泵。3泵管固定方式3.1可周转泵管固定方式通过将固定式泵管固定混凝土墩改为可周转泵管固定装置，随着平面位置的改 动可吊运泵管固定装置，大大节省再次施工混凝土墩的吋间及材料人工成本。1）混凝土墩与钢板结合的可周转方式（1）楼板施工时在泵管固定位置留设塑 料套管，管径比对拉螺杆大35mmo同样在底部钢板相应位置开设相同尺寸及数 量的孔洞，如图3所示。（2）混凝土墩内竖向钢筋均与底部钢板焊接（见图4）

9、o （3）混凝土墩制作时，其墩上设置吊环，用于吊装。对拉螺杆穿过钢板、 楼板进行固定，如图5所示。图3楼板预留套管平面fig. 3 plan of the reserved casing pipe 下载原 图图 4 竖向钢筋与钢板焊接示意 fig. 4 the vertical reinforcement and steel plate welding下载原图图5吊环平面及剖面示意fig. 5 plan and profile of the rings 下载原 图2）混凝土墩与套管结合的方式（1）楼板施工时在泵管固定位置留设塑料套管, 管径比对拉螺杆大35mm,如图6所示。（2）混凝土墩制作时

10、，在混凝土墩屮 留设塑料套管，套管比对拉螺杆管径大3、5nmi,套管位置与楼板上留设的套管 一一对应（见图7）,混凝土墩上设置吊环，用于吊装，如图8所示。（3）对 拉螺杆穿过混凝土墩及楼板，两端用卡具固定（见图9） o图6套管留设平面示意fig. 6 the reserved plan of casing pipe 下载原 图the reserved casing pipe of concrete图7混凝土墩留设套管fig. 7 pier 下载原图图8吊环埋件平面示意fig. 8 plan of the ring embedded parts 下载原 图图 9 可移动泵管固定装置剖面 fig.

11、 9 prof i 1 e of the fixing device of movable pump pipe 下载原图优点:混凝土墩整体可周转，有利于绿色施工;缺点:增加钢筋与钢板焊接施工。3.2工具式水平转竖向泵管固定弯头i）在混凝土结构上预埋镀锌埋件，用于焊接泵管支架，如图10所示。图 1 0 混凝土结构上预留镀锌埋件 fig. 10 the reserved galvanized embedded parts 下载原图2）在超高压泵管水平接竖向位置单独弯头的形式，在弯头两侧1 000m范围内设 置封闭加强型钢箍，所有的连接部位均采用法兰连接，如图11所示。3）若部分弯头发牛堵管，则可直

12、接拆卸并更换中间部分弯头，如图12, 13所 zj o3.3 “两用一备”组合泵管固定方式项目提出了一种“两用一备”的泵管布设方法，即2根泵管中间备用1根泵管， 能及时解决堵管问题，但是要多预埋1套埋件及支架，成本较高，因此使“两 用一备” 3根泵管采用组合“埋件+支架”的形式，在保证泵管泵送过程中稳定 性的同时最大限度地减少埋件及支架的施工及后期处理工作量。图1 1泵管弯头示意fig. 11 the elbow of pump pipe下载原图图 1 2 拆卸堵管的弯头 fig. 12 the elbow with disassembly pipe blockage 下载原图图1 3更换此部

13、分弯头fig. 13 the elbow replaced下载原图1）埋件制作。埋件屮钢板尺寸为600mmx300mmx20mm,钢筋长度为300mm,直 径为1825mm,钢筋与钢板采用穿孔塞焊的方式，如图14所示。2） 2根116与埋件焊接，工字钢长度为200inni,作为支架，116另一端与长度为1 000mm 120焊接，120作为支架横梁，如图15所示。图 1 4 泵管埋件 fig. 14 the embedded parts of pump pipe 下载原图图 1 5 泵管支架立面 fig. 15 elevation of the support of pump pipe 下 载

14、原图3) 120两端及中间焊接泵管环箍，固定泵管，如图16所示。图 1 6 组合泵管固定平面及立面fig. 16 plan and elevation of the combination pump pipe fixation 下载原图3.4顶模平台内泵管固定方式超高层核心筒建造多结合智能模架体系，近些年多采用顶模施工，混凝土结构 施工是通过在顶升平台上设置布料机进行混凝土浇筑，但顶升平台顶部与混凝 土浇筑层之间存在一段较大的距离，混凝土泵管从顶升平台内部上到平台顶部 布料机的位置，此段位置泵管无法固定，混凝土浇筑过程屮泵管振动存在较大 的安全隐患。因此，设置超高压泵管结合顶模平台的固定方式如

15、下:在泵管附近沿泵管乖直走 向设置1根方钢管，方钢管与顶升平台桁架层通过多根短方钢管进行焊接固定。 方钢管为泵管支架提供附着点，泵管支架与方钢管进行焊接，通过此方钢管来 平衡泵送过程中泵管振动带来的影响，如图17所示。图 1 7 顶模平台内泵管固定示意 fig. 17 the combination pump pipe fixation in top die platform 下载原图4结语本文结合天津周大福金融中心工程超高压泵送系统进行阐述，实际应用中效果 良好，泵送系统稳定，并在此基础上做了进一步的探索与研究，在保障系统安 全稳定的前提下，以突岀可周转性为主的绿色建造理念，此外结合顶模平台进 行了单独设计，可为超高层的建造提供关键保障。参考文献i 谭援强，宋军华，张浩，等混凝土泵送中管壁磨损过程的离散元模拟研究j中国机械工程，2014, 25 (15) :2091-2097.叶鑫混凝土泵泵送系统液压冲击抑制方法研究d.长沙：中南