廣州珠江城勁性巨柱液壓爬模施工設計*

潘 峰

上海建工集團工程研究總院 上海 201114

1 工程概述

1.1 廣州珠江城勁性巨柱概況

坐落在廣州珠江新城煙草大廈項目的設計獨具匠心、個性鮮明，塔樓外部樓線條靈動、多變，是城市標志性建筑物之一（圖1）。主塔樓共71 層，地面以上建筑總高度為309.6 m，其結構傳力體系主要依靠核心筒和由勁性巨柱、桁架體系為核心的的外圍鋼框架構成。

圖1 勁性巨柱平面布置

如圖1所示的勁性巨柱是由鋼結構和鋼筋混凝土組成的組合結構。由于其為主要豎向結構傳力體系之一，因此采用了強度最高達C70的高強度混凝土，從其截段面可以看出具有尺寸巨大、鋼筋排布密集等特點（圖2，表1）。

1.2 工程難點

（a）勁性巨柱采用C70和C60高強混凝土，混凝土的泵送難度大。

圖2 勁性巨柱的截面配筋

表1 勁性巨柱截面尺寸及混凝土強度

（b）勁性巨柱內含鋼結構勁性柱，鋼筋密集，混凝土的澆搗難度大。

（c）勁性巨柱和樓層鋼梁的連接情況復雜并且縱向不斷變化，對勁性巨柱混凝土模板提出了較高要求。

（d）勁性巨柱尺寸大，勁性鋼骨柱和密集排布的鋼筋增加了模板拉結的難度。

（e）相對獨立的巨型柱，對模板操作架和圍護腳手架的布置有一定難度。

2 勁性巨柱液壓爬模設計[1-4]

2.1 勁性巨柱液壓爬模平面布置

根據勁性巨柱的結構特點和施工要求，對4 個勁性巨柱共布置6 組片架式液壓爬模系統，其平面布置如圖3所示。

圖3 4 個勁性巨柱液壓爬模平面布置

2.2 液壓爬模的結構組成

液壓自動爬升模板系統是一個復雜的系統，集機械、液壓、自動控制等技術于一體，其中片架式外爬模主要由以下五大部分構成，如圖4所示。

圖4 片架式液壓自動爬升模板系統構成

2.3 片架式液壓爬模的技術要點

2.3.1 勁性巨柱液壓爬模的組裝

在核心筒施工至第2層時，需要提前埋置定位和固定作用的螺栓；在第3層核心筒剪力墻混凝土澆搗并養護完畢后不再提升模板，承重三腳架掛裝在第2層相應位置。然后擱放橫連承重梁，分別形成若干單元的操作主平臺。片架式爬模系統主結構體系完成之后，依次進行下掛腳手安裝，操作架體安裝，動力系統安裝及周邊圍護安裝等內容。

2.3.2 勁性巨柱變截面收分處理

勁性巨柱截面在標高122.8 m處發生變化，柱截面向內收縮，截面由3 m×2.7 m變為2.5 m×2.5 m。

為此需對片架式液壓爬模系統的架體進行相應處理和變化，具體收分的步驟和方法共9 個步驟。

流程一：在收分結構段安裝附墻支座及附墻靴（安裝時承力螺栓可以不用擰緊，方便導軌插入時對附墻裝置進行調整）。

流程二：液壓頂升導軌一定高度，至附墻靴下端一定距離，以導軌能夠在傾斜時不碰到附墻靴為宜。

流程三：拆除下端附墻裝置；在距離導軌底部處內側面安置手動液壓千斤頂（每組爬模兩機位同時安裝）。

流程四：拔去掛鉤安全插銷；頂升手動千斤頂，待觀察人員確認導軌可插入上端附墻靴后停止；在頂升千斤頂同時，將支撐腿螺桿向墻體內側旋轉。

流程五：待確定支撐腿螺桿頂緊墻體后，松開手動千斤頂；繼續頂升導軌到位后插入承重插板；翻轉導軌撐墻桿，頂緊墻面。

流程六：液壓頂升爬模一定距離，在距導軌底部3.2 m處的內側面安置手動液壓千斤頂。

流程七：頂升手動千斤頂，拆卸下端的附墻裝置；將附墻支座重新安裝在原來的預埋螺孔處，并安裝墊板，將導軌墊緊；同時將支撐腿螺桿頂緊墻面。

流程八：在支撐腿下端導軌內側墊厚100 mm墊塊，收縮手動千斤頂，逐漸向外旋支撐腿螺桿，將爬模慢慢回復至垂直位置；在附墻支座板上安裝導軌臨時限位卡塊。

流程九：繼續液壓頂升爬模到位后，完成力系轉換，進入下一結構段施工流水。

2.3.3 勁性巨柱片架式液壓爬模的固定和拆除

液壓爬模的固定采用在勁性巨柱壁上預埋H型螺母的方法。H型螺母規格為M30，可重復周轉應用，2 個螺母的中心距為380 mm。內埋螺桿一次性埋入消耗，其埋入長度≥40d。埋入焊錨固板。固定螺母的定位通過在模板開孔的方法確定。

在勁性巨柱外包混凝土施工至結構頂面后，需要在高空拆除，拆除需要塔機幫助。拆除按逆組裝的步驟進行，其另部件拆至結構層上，成捆后下吊。其爬升機構以組為獨立部件利用塔機下吊。

2.4 片架式液壓爬模的施工流程

第1步：第N段勁性巨柱結構混凝土澆搗完成并開始養護，第N+1段勁性巨柱結構鋼筋開始綁扎；

第2步：當第N段勁性巨柱結構混凝土養護達到要求強度后，將第N段巨柱模板拆除后置于爬升架體之上（圖5）；

第3步：將爬架附墻裝置安裝在勁性巨柱第N段上，之后將導軌頂升一個標準層高并固定；

第4步：片架式爬模系統爬升一個標準層高，并進行相應固定和轉換（圖6）；

第5步：將預埋螺栓套筒安裝在相應位置，將模板清理、定位并固定；

第6步：澆搗第N+1段勁性巨柱結構混凝土，并進入下一循環施工（圖7）。

圖5 第1步與第2步

圖6 第3步與第4步

圖7 第5步與第6步

3 勁性巨柱模板技術方案

3.1 概況

由于4 根勁性巨柱主要通過鋼梁與相鄰結構連接，因此只能在勁性巨柱不與鋼梁連接的外側面采用液壓爬升模板（鋼模）施工；與鋼梁連接的面則采用直接在樓板上立模的施工方法。

3.2 模板技術方案主要內容

（a）無梁側面模板采用成套組合鋼大模，模板面板采用厚5 mm鋼板，8#槽鋼肋，圍檁采用12#雙肢槽鋼，對拉螺栓采用錐形螺母系列螺桿。

（b）有梁側面的模板，采用可折鋼框肋加面板的工藝支模。其面板可采用厚18 mm涂膜膠合板。鋼框可采用扁鋼和40 mm×60 mm方鋼管等型材。活動圍檁采用雙肢12#槽鋼，以24 mm斜角螺栓和H型螺母對拉螺桿將其固定。

4 液壓爬模系統的主要功能及參數

4.1 液壓爬模系統的主要功能特點

（a）液壓爬模系統可應用于高層、超高層豎向剪力墻結構施工；高聳構筑物垂直或傾斜墻體以及特殊構筑物（煙囪）等的結構施工。

（b）可攜帶模板體系同步提升；在混凝土養護同時可進行上層結構鋼筋綁扎；爬升狀態下抵抗6 級風作用，施工狀態下抵抗8 級風作用； 一次爬升高度最大可達到5 m。

（c）可同時進行單組二機位，單組四機位同步爬升；可多組爬模同步爬升；可采用電腦控制自動爬升；可采用操控盒人工操作爬升；爬升的速度可以設定在150～200 mm/min；滿足高空施工的安全圍護設計。

4.2 主要技術參數

勁性巨柱的液壓爬模系統的主要技術參數如表2所示。

表2 液壓爬模系統的主要技術參數

5 結語

廣州珠江城勁性巨柱的液壓爬模系統在2009年5月初安裝就位，正常流水施工作業階段施工工期達到平均3 d/層。

YAZJ-15液壓自動爬升模板系統在廣州珠江城勁性巨柱施工中的應用再次表明通過對施工工藝、系統總體架構、關鍵系統和關鍵技術的研究和應用，該液壓爬模系統效率和體系適應性不斷提高，將大大改善我國模板工程技術落后的現狀。