液压双面爬模在钢筋混凝土结构中的应用

1、液压双面爬模在钢筋混凝土结构中的应用北京银泰中心工程办公楼内核心筒双面爬模应用实践张晋勋 郭洪军 袁志强 吕豪 王罡1工程简介1.1工程总体情况北京银泰中心由北京银泰置业有限公司和凯悦国际酒店集团投资兴建，是一座集写字楼、五星级酒店和豪华服务式公寓等于一体的特大型现代化建筑组群。建设单位：北京银泰置业有限公司估算顾问：威宁谢中国有限公司设计单位：中国电子工程设计院监理公司：北京帕克国际工程咨询有限公司工程总承包：北京城建集团1.2工程概况北京银泰中心工程位于CBD核心区，北京市朝阳区建国门外大街与东三环的交汇处，施工场区极为狭窄，周边道路交通组织比较困难。工程总占地3.5公顷，总建筑面积35.

2、75万m2，其中地下建筑面积约86408m2；地下共4层，基础埋深约为-22.95m；基础筏板结构尺寸为南北长101.80m、东西长220.80m；地下室结构为全现浇框架剪力墙结构。地上建筑由北楼（A楼）、东办公楼（B楼）、西办公楼（C楼）三座高层塔楼以及南、北裙楼（E、D楼）组成。北楼地上63层、建筑总高度249.90m，结构形式为钢结构；东、西办公楼主体均为44层、建筑总高度为186.00m，结构形式为钢筋混凝土筒中筒结构，外筒为钢筋混凝土框筒，内筒为钢筋混凝土核心筒，连接内外筒的连梁为钢梁构件，自五层以上的各层楼面均为压型钢板-钢筋混凝土叠合楼板。2东、西办公楼施工组织部署及墙体模板设计

3、介绍2.1办公楼施工组织部署该工程办公楼结构形式较为特殊，竖向结构为钢筋混凝土墙、柱体系，水平结构为钢梁、压型钢板组合楼板体系。根据这一结构特点，我们采取了竖向混凝土结构与水平钢结构分别组织施工的部署方式，即，内外筒墙柱混凝土结构先行施工，待竖向结构完成4到5层后，再进行钢梁的吊装和楼板体系的施工。如此施工，将传统的混凝土施工组织中一个前锋面变为五个前锋面分别组织流水施工，在空间上交叉，在时间上重叠，且各前锋面之间没有制约工序关系，有利于工程的灵活调动安排。有效地利用了空间、时间、设备、人力等资源。提高了劳动效率，达到了4天/层的工期目标。部署形式详见图2.1.1。2.2办公楼核心筒墙体模板设

4、计通过对施工部署的调整，核心筒墙体等竖向结构的施工与水平结构施工脱离开来，并在施工工序上成为前导关键工序。为了实现施工组织部署策略，核心筒墙体模板采用了将模板和施工脚手架有机结合的爬模架体系，并创新地进行了内外双面爬模的改造。爬模体系设计爬模架分物料平台、外侧爬模架及电梯井爬模架（或内侧爬模架），模板为86系列大钢模板。物料平台带其所在筒的南北两侧内模板爬升，其所在筒的东西两侧模板可直接放置在物料平台的主平台上；外爬模架带墙体外侧大模板一起爬升，爬模架主平台宽度为2.25米，爬模架有完整的支模体系，模板可直接在架体上进行清理，模板最大退出距离为离墙750mm。结构施工完毕，拆除爬模架。根据办公

5、楼的结构特点，核心筒共布置60个附墙机位，计14组爬模架，外墙共8组爬模架，每组爬模架为3个机位一组；电梯井共4组爬模架，每组爬升平台为3个附墙机位；物料平台共4组，每组为6个附墙机位。两附墙点间跨距最大为4m，最小为3米。如图。外侧爬模架在核心筒墙体外侧周圈布置（详见图），架体覆盖3个层高，共有5层操作平台，从上至下分别为：上两层为绑筋操作平台，可借助此两层平台绑扎钢筋；中层为支模操作平台，可在此平台上完成合模、拆模、清理模板等工作；下层为爬升操作平台；最底层为拆卸清理维护平台。当墙体混凝土达到脱模要求后，将模板退出750mm，先爬升墙体外侧爬模架，将外爬模架爬升至上一层，此时，在模板与外墙

6、体的空隙间绑扎外墙体钢筋（详如图）。电梯井爬模架（或内侧爬模架）布置于电梯井道内，为电梯井墙体模板提供支模平台，并可带一面模板爬升（详见图）。其结构与外侧爬模架相同，架体覆盖3个半层高，共有5层操作平台，从上至下分别为：上两层为绑筋操作平台，可借助此两层平台绑扎钢筋；中层为支模操作平台，可在此平台上完成合模、拆模、清理模板等工作；下层为爬升操作平台；最底层拆卸清理维护平台。电梯井筒内南侧（或北侧）的墙体模板安装在爬模架的支模体系上，其他墙体模板可直接放置在电梯井爬模架（或内侧爬模架）的主平台上；当电梯井混凝土达到脱模要求，只需将部分模板吊走就可将模板推出，工人借助电梯井爬模架（或内侧爬模架）的

7、支模体系绑扎上层墙体钢筋。当墙体钢筋绑扎完毕后，此时爬升电梯井爬模架（或内侧爬模架），将架体爬至上一层（详如图）。物料平台布置于核心筒内楼梯间和各房间（详见图），由两组内侧爬模架和平台架组合而成，共有3个半层高，架体共有5层操作平台，从上至下分别为：上两层为绑筋操作平台，可借助此两层平台绑扎钢筋；中层为支模操作平台，可在此平台上完成合模、拆模、清理模板等工作；下层为爬升操作平台；最底层为拆卸清理维护平台。物料平台可带其所在筒的南、北两侧模板爬升，其余两侧的模板可直接放置在物料平台的主平台上，当物料平台所在筒的混凝土达到脱模要求后，将东、西两侧模板吊走，此时借助物料平台的上两层操作平台绑扎上层墙

8、体钢筋，当上层墙体钢筋绑扎完毕后爬升物料平台，将物料平台爬升至上一施工层。物料平台的最大作用在于从其主操作平台向上安装一组7米高的钢结构桁架，在其顶端铺设脚手板，使其形成一个3.5米×8米的一个物料平台，此平台上可均匀堆放10吨钢筋及其他物料。当物料平台进行爬升作业时要将堆放在物料平台上的钢筋及其他物料吊走，待爬升完毕后方可再进行堆放。物料平台爬升时采用多点同步控制的液压爬升控制系统进行爬升，其同步控制精度最大可达2mm（详见图2.2.4）此爬模架设计一改惯用的只在核心筒外侧架体的方式，在核心筒内侧布置了大量的架体，为了保证大部分模板可以随爬架进行爬升和支、退模工作，大模板设计以“大

9、面跟随，小面吊装，大角模设计”的原则，对筒内隔墙进行了分析、简化，架体布置在大面墙体一侧，并配以大角模设计，使支退模板机构有足够空间运行。爬模模板施工工艺用定型钢模配合爬模施工，所有墙体大模板其支模、合模、清理模板都可在架体的主平台上完成，架体的主操作平台宽度为2.25米，模板可退出750mm，再利用模板与墙面的间隙清理模板；同时爬模架的支模体系可调节模板的水平及竖向垂直度，能使模板有效、可靠的就位和退模。基本程序如下：1、合模时，先用调节支腿将模板调直，然后移动行走小车，将模板底端靠紧墙体，插上小车锁定板；2、模板的竖向垂直度靠支模体系的调节丝杠来调节；3、高低调节装置调节模板竖向位置的偏差

10、；4、当进行模板的横向调节时，可将模板钩松开，再借助最下端的横背愣来调节模板水平方向的位置，调节完毕后，再将模板钩拧紧。5、拆模时，先移动行走小车，将模板推出，再调节调节支腿，使模板向后倾斜，模板最大可退出750mm，此时可利用模板与墙体间的空隙清理模板。架体的爬升架体爬升时采用分段整体爬升，最多可实现6点同步顶升。共配置40套液压顶升系统。爬升步骤如下：1、当混凝土强度达到10Mpa以上时，在预埋孔处安装穿墙螺栓和附墙装置，操作液压升降装置，将导轨爬升到上一个楼层位置；2、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外墙模板安装就位，并浇注外墙混凝土；3

11、、当全部架体爬升到为后，对相邻两架体的空隙进行连接。架体的防护.1爬升机构的安全保护液压爬架的爬升机构，主要由带有爬升踏步块和导向板的H型导轨与附着其上的上下爬升箱和液压油缸等组成，并通过上爬升箱上端的连接轴与爬架的竖向主承力架连成为整体。上下爬升箱内均设有能够自动导向的凸轮摆块（人字形摆块或承力块）和联动式导向轮。导轨或架体爬升时，启动油泵，通过油缸的伸缩，上下爬升箱内的凸轮摆块和导向轮就自动沿着H型导轨表面的导向板和踏步块变换方向、自动导向、自动复位与自动锁定，从而达到架体的爬升。爬升箱中的凸轮摆块能够自动导向与复位，在实际升降过程中始终有一个爬升箱内的承力块交替地支撑在导轨踏步块上，实质

12、上它既是升降机构也是防坠机构。.2钢绞线锚夹具式的防坠装置防坠装置上端的固定端，安装在导轨的上端部；防坠装置的锁紧端，安装在主承力架的主梁U形挂座上；预应力钢绞线一端锚固在防坠装置上端的固定端内，另一端从防坠装置下端的锁紧端（紧固端）内穿过。在架体处于静止状态时即施工作业的工况下，要旋紧紧固端的螺母使紧固端内的钢铰线夹片与钢铰线处于锁紧状态；当导轨爬升到位后开始爬升架体，架体在爬升过程中，紧固端的螺母处于松驰状态，当出现架体下坠即架体原本是在上升过程中而突然相对于导轨而下降（下坠）时，锁紧端内的弹簧会自动推动钢铰线夹片并将楔紧，从而使架体立刻停止其下坠而达到防坠落的目的，如图所示。.3爬升架体

13、时的安全钢丝绳在进行架体爬升时，除爬升机构及防坠装置的安全防护外，还另有一道钢丝绳拉接防护，即在进行架体爬升作业时，将安全钢丝绳的一端固定在上层附墙装置上，另一端兜过架体主梁，这样即使架体在爬升时出现安全事故，会同时有3道安全防护措施确保架体爬升的安全。.4架体与墙体的防护及架体间的防护在爬架水平梁架上绑小横杆，在小横杆上铺设脚手板，通过小横杆控制脚手板离墙的防护距离，要求脚手板离混凝土墙面的距离均应小于100mm。各独立的架体在搭设的过程中留有100mm的空隙，以保证单独架体的爬升。为安全防护，在相离架体的空隙处铺设翻板，当架体爬升时将翻板翻开，架体爬升到位后，应立即将翻板铺好，并用安全网将

14、各独立架体连接好。.5爬架各操作平台的连接在铺设架体各平台时，在每个单独独立的架体水平位置中间留700×700mm的洞，用钢管向下层平台搭设梯子，将各平台连接，使架体上下有一个通道，在各平台洞口处用翻板将洞口封好。2.3结构工程设计构造和施工工艺的优化调整液压爬架架体构造需要占据3层半层高，因此，不仅筒外钢梁和楼板需要滞后施工，筒内混凝土梁板也需要滞后施工。这样，外筒钢梁在墙体支座位置设置预埋件，内外筒混凝土梁和板的钢筋需要预留处理。钢梁与墙体支座的连接 钢梁与墙体连接为铰接支座（即，钢梁通过与墙体连接的连接板进行螺栓连接），在钢结构深化设计中，我们对连接板与墙体的连接节点进行了优化

15、，将一个节点分为两部分，即，预埋件部分和连接板部分（详见图）。预埋件随核心筒墙体施工时进行埋设，而连接板随钢梁安装时现场焊接。这样，既满足了液压爬架爬升和模板施工的需要，同时，通过后期重新放线和现场焊接调整，消除了部分混凝土施工偏差，使混凝土埋件安装精度与钢结构安装精度相匹配。内外筒混凝土梁和板的钢筋处理由于采用内外双面爬模，大量楼板钢筋混凝土结构需要滞后施工，而本工程混凝土楼板支座部位的钢筋较为密集，且部分楼板钢筋为二级螺纹钢，不适于做贴模处理，所以，在大模板下口设置可拆卸的梳子板，对楼板钢筋进行预留施工处理（详见图）。核心筒内的混凝土梁的部位在墙体施工时预留梁窝，在水平板施工时将梁窝清理干

16、净后可进行混凝土梁钢筋的施工。核心筒内部分梁支座与筒外钢梁预埋件发生冲突的部位，无法设置梁窝，可利用在核心筒墙内预留直螺纹接头，与梁钢筋采用直螺纹连接。梁筋碰到埋件的，与埋件双面焊接5d的方式来处理（详见图）。3双面液压爬升模板的使用效果3.1架体液压爬升，模板采用机械进退，安全快捷爬模的爬升采用全液压系统，与电动导链相比爬升速度快，机械性能稳定。单片架体10分钟左右可以到位，本工程一段模板的爬升，半天即可完成。同时，液压控制系统精确度较高，爬升平衡偏差较小，不仅使架体提升安全可靠，而且，使本工程创新使用的物料平台的设计得以实现。大模板采用机械进行支退模施工，效率高。工程核心筒墙体施工可达到3天/层的速度。3.2内外爬升，减少塔吊吊次采用核心筒墙体内外同时爬升，使大部分模板随爬模架同步提升，省去大模板吊上、吊下的工序，节省了塔吊的吊次，这对于超高层建筑工程施工增效贡献极大。3.3操作平台方便实用，劳动强度低，利于质量的提高爬模架主操作平台（模板支撑平台）宽度达到2.25m，支模操作空间宽裕。同时，上下共5层操作平