集成模块化工厂拼装液压爬模快速安拆施工技术
0 引言
目前,超高层建筑结构设计中核心筒+型钢混凝土(SRC)结构是较常见的结构形式,核心筒筒体施工是超高层建筑施工的重要环节,液压爬模技术是核心筒施工较为高效、安全的模板施工技术
大望京2号地626地块2号楼工程(美瑞泰富)建筑面积124 500m2,建筑高度220m,地上40层,地下5层,标准层层高4.8m。结构形式为圆钢管混凝土柱钢梁框架-钢筋混凝土核心筒结构体系,核心筒上、下连续,位于塔楼正中。结构施工时,拟采用传统液压爬模,但普通爬模平台组装周期较长,同时还需现场提供大量的场地和吊装设备,施工完成后,爬模还要从屋顶拆除至地面,再进行拆解,核对数量后才能运输退场。如何提高安拆速度,缩短爬模安拆时间,成为优化爬模施工技术的关键。
1 集成模块化工厂拼装优点分析
将传统现场组拼液压爬模设计成多个模块,根据不同结构形式采用模块进行组拼,特殊结构核心筒可对相应模块进行修改。每个模块按4~8个机位拆分,长宽满足运输车辆限制。保证单个模块可直接安装在核心筒上,工厂拼装时将水平结构直接拼装完成,连同竖向立柱运输至现场,由现场根据塔式起重机吊重,按平台进行组装,分别安装至施工作业面,减少散装的垂直吊次和人工占用量。
模块安装好后进行提升机构、外围护和模板安装,其余构件全部集成在模块中,摒弃爬模安装后,现场还需购置跳板铺设平台板、脚手架搭设栏杆、组拼逃生通道及电梯上人平台等,使爬模能及时投入使用。
拆除时只需在现场将模块水平结构和立杆分解后便可退场,减少材料清点,缩短拆除时间,避免小配件丢失。提升模块、逃生模块、电梯上人平台模块、平台模块的水平结构均可实现重复周转利用,节约成本。
2 液压爬模快速安拆技术
2.1 施工工艺
2.1.1 模块划分
将传统液压爬模按提升模块、平台模块、辅助模块划分为3大模块。提升模块主要为导轨、导轨座、液压提升机构、附墙座和电动机。辅助模块主要包括下挂逃生梯、电梯上人平台等,均采用成品马道,组装规范、安装方便。最大体量平台模块根据运输尺寸(平台划分时长度宜≤12m)、吊重和机位数量再将平台模块划分为多个模块(见图1)。
将平台模块水平结构划分为挂平台模块、下平台模块、主平台模块、上平台模块和操作平台模块。
2.1.2 模块运输
模块拆分后,保证单个模块可直接安装在核心筒上,工厂拼装时将水平结构直接拼装完成,连同竖向立柱运输至现场。立杆直接运输,钢梁、槽钢、连接板和面层钢板分组运输。运输时平台装车顺序与安装顺序反向,保证运输到场后直接吊装。
2.1.3 三脚架及主平台安装
构件进场后,先将拼装好的单榀三脚架立于地面,调整好附墙撑长度,安装在主平台横梁上,整体吊装就位(见图2),与结构施工期间预埋的埋件连接(见图3),同时现场进行立杆与平台的连接拼装。
2.1.4 立杆、平台模块组装
平台模块由现场根据塔式起重机吊重,将各模块水平结构在工厂全部组装完成,模块运输至现场后,先将立杆与各平台组装在一起,然后将各平台分单元模块整体安装至施工作业面(见图4),减少散拼、散装的垂直吊次和人工占用量。
2.1.5 其余平台模块安装
根据现场混凝土施工要求,为满足现场施工时钢筋绑扎对平台高度的需求,外侧爬模架体共设置5层操作平台
平台模块安装好后再进行提升机构、外围护和模板安装,提升模块在爬模整体安装后期安装,模板一般在合模前进行安装;其余构件全部集成在模块中;安装好后应着重检查附墙装置、爬模后移装置、爬升机构、防倾防坠装置、电气控制和液压升降系统、架体系统、脚手板及安全防护措施等,检查完毕及时投入使用,并安排专人定期检查维护。
2.1.6 投入施工
为保证高空作业时施工人员安全,架体外防护设计采用密孔钢板网,钢板网孔径为5mm,挡风系数为0.65。密孔钢板网在满足外围护的抗冲击性、安全性、耐用性及采光要求的同时,宜追求外立面形象美观、整洁。
由于外墙墙厚随结构高度增加而变化,外侧爬模设计时,相邻爬模单元间距设置为100mm,并在缝隙处设置翻板(见图5),保证架体单独爬升、防止高空坠物及保证爬模上施工人员安全。
2.1.7 爬模拆除
爬模施工完成后,按模块拆分退场,检查模块整体配件是否齐全,起吊时采用吊环和安全吊钩,严禁操作人员随模板起落;拆除模架时,附近和下面应设安全警戒线,并派专人把守,以防物件坠落伤人;堆放模架的场地应在事前平整夯实,并比周围垫高150mm,防止积水,堆放前应铺通长垫木。整体拆除流程为:浇筑最顶层混凝土→养护混凝土,拆除上部桁架→拆模,后移模板→拆除模板及后移装置,拆除液压系统→塔式起重机吊走导轨,拆除下挂座及爬锥→塔式起重机吊走架体,拆除上挂座及爬锥→拆除完毕。
平台模块整体退场可减小小配件丢失概率,提高清退效率。后续工程机位、立杆根据设计进行调整,平台模块重复利用概率极大。
2.2 适用范围
适用于超高层结构核心筒先行,外框紧随,液压爬模或类似于液压爬模的顶模系统整体提升平台系统。
3 模块设计分析
集成模块化爬模体系是对传统液压爬模的优化升级,采用MIDAS软件建立整体有限元模型,分析得出这种形式下的爬模具有足够稳定性。并利用ANSYS软件,对各关键连接节点进行局部应力分析,计算结果验证了结构可靠性
4 应用实例
大望京2号地626地块2号楼工程(美瑞泰富)塔楼采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构;裙房采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构。
通过应用集成模块化工厂拼装液压爬模快速安拆技术,提高施工效率,保证施工进度,为工程带来经济效益。
5 结语
集成模块化工厂拼装快速安拆施工技术是在传统现场组拼爬模基础上,以技术改良为手段,以优化爬模构件组装周期为切入点,以节约成本为目的的一种经济型适用范围广的施工技术。通过将爬模设计成多个高度集成的模块,大大减少散拼、散拆的垂直吊次和人工占用量,加快施工进度,节约项目成本。同时,由于在工厂组装,集成模块直接运至现场,大大缩短安拆时间,同时有效保证施工质量与进度。
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