1 工程概况

　　天津平安泰达金融中心项目位于天津市河西区，工程总建筑面积30.6万m²，包括5层地下室、4层裙房、56层办公楼及62层酒店型公寓楼。其中，办公楼建筑总高度313m，公寓楼建筑总高度240m，均属于超高层建筑。

　　办公楼结构形式采用框架-核心筒+伸臂桁架混合结构形式，利用建筑避难层设置4层加强层。塔楼首层层高6 300mm，标准层层高4 400mm，核心筒外墙厚度从1 300mm逐渐缩减至600mm，内墙从600mm逐渐缩减至300mm。办公楼结构变化如表1所示，核心筒平面如图1所示。

　　2 重难点分析

　　2.1 核心筒结构特殊

　　1)墙体厚度变化大核心筒外墙、内墙均存在变化，外墙由1 300mm厚逐渐变为600mm厚，变化幅度大。

　　2)结构高度大、层高高、变化多结构总高度313m，风荷载大;地上部分最小层高为3.1m，最大层高为12.05m，共10种层高变化。

　　3)墙体内劲性钢构件多，位置变化大墙体内有型钢钢骨柱，对爬模安装要求高。

　　表1 办公楼核心筒结构变化 

　　表1 办公楼核心筒结构变化

　　图1 项目办公楼核心筒平面  

　　2.2 对核心筒施工用模板体系要求高

　　1)模板能自我爬升，减少对塔式起重机的依赖。

　　2)模板安装与拆除便捷，适应工期要求。

　　3)具有足够的强度和刚度，能为各种材料和工具提供足够尺寸、刚度的堆放平台，能抵抗高空风荷载。

　　4)适应平面形状变化能力强，遇墙体厚度及墙体洞口位置变化仅做较小改动或不改动。

　　5)适应较高层高和较多层高变化。

　　6)能提供覆盖4个楼层的作业面，以满足工期要求。

　　7)尽量减少对塔式起重机爬升次数的影响。

　　3 模架体系设计

　　3.1 模架总体设计

　　1)核心筒采用“外爬内支”法施工(含电梯井内爬模)，核心筒墙体外侧模板采用钢模板，核心筒墙体内侧及筒内墙体采用铝合金模板及顶板早拆工艺，竖向结构与水平结构同时浇筑，一次性整浇。

　　2)筒内水平结构模板支撑架采用圆盘支撑架(含楼梯)。

　　3)筒内楼梯采用铝合金模板及零星异形钢模板。

　　4)办公楼结构铝合金模板施工从1层开始，以4 400mm层高为标准层，其他层高为非标准层;模架设计以4 400mm层高为基础，兼顾非标准层。

　　3.2 液压爬模架体设计

　　本工程液压爬模架体主要由主承力架、上支撑架、模板支架与液压设备组成，应用于核心筒4层至顶层结构施工，架体完全避开洞口与钢梁预埋件进行设计，架体于4层竖向结构施工完成后安装(标高23.720m)，屋面层墙体施工完成后拆除，爬模布置于核心筒外墙及电梯井道位置，结构封顶后拆除爬模。

　　根据核心筒所需钢筋用量及尺寸，计算爬模承受荷载，从而确定本工程所需的爬模型号为JFYM100型、JFYM150型分离式全钢板网防护液压爬模。JFYM150型液压爬模架布置于核心筒外墙东西侧墙体及部分电梯井道内(2～3,5～12号架体)，该形式爬模架模板退模系统与钢筋绑扎平台为2个独立体系，模板退模时钢筋绑扎平台不动，可带墙体一侧大模板一起爬升，平台宽度2.8m，架体总高17m，可覆盖4个层高。JFYM100型液压爬模架布置于核心筒外墙南北侧墙体(1,4号架体)，平台宽度1.4m，架体总高17m，覆盖4个层高。塔楼共布置44个液压爬模架机位，12组架体。其中，JFYM150型爬模架34个机位，机位编号为6～13,19～26,27～44号，如图2a所示。JFYM100型爬模架10个机位，机位编号为1～5,14～18号，如图2b所示。

　　3.3 爬模模板设计

　　考虑爬模施工工艺和工期进度要求，核心筒独立施工，外框钢梁滞后进行。核心筒施工中采用全钢清水大模板配合液压爬模架施工工艺。

　　墙模板选用105体系钢模板，面板为5mm厚钢板，边框为3.0mm厚方钢管组焊而成，截面高100mm，竖龙骨为□40×100×3方钢管，横龙骨为□40×100×5方钢管。模板骨架形式简单，用钢量少。

　　由于本工程结构层高随层数变化情况多，核心筒标准层高为4 400mm，模板高度按4 830mm设计;模板对标准层可做到100mm的下压边，对于其他非标准层采用现场另行木模板接高浇筑的方法施工。接高木模主背楞采用48钢管，将钢管安于钢模板背楞上，每道模板对拉螺栓采用2根钢管，每道模板对拉螺栓间距控制在300mm以内，钢木节点处用专用夹具固定。接高木模板范围内至少保证1道模板对拉螺栓，另在接高木模板的上口再增加1道模板对拉螺栓，具体做法如图3所示。

　　图2 核心筒JFYM150型与JFYM100型液压爬模架平面布置

　　图3 非标准层钢模板接木模板节点做法  

　　3.4 铝合金模板设计

　　本工程钢模板布置于核心筒外墙外侧墙面及电梯井道内侧墙面，其余墙面均采用铝合金模板拼装。办公楼结构铝合金模板施工从1层开始，以4 400mm层高为标准层，其他层高为非标准层;模架设计以4 400mm层高为基础，兼顾非标准层。

　　1)标准层铝合金模板高4 150mm=2 650mm(含底脚铝)+1 500mm;背楞间距自下向上为280,470,830,570,730,470,270,530mm;铝合金模板水平背楞采用□80×40×3方钢，竖向背楞采用[12，材质Q235;对拉螺栓采用18×8高强螺栓，最大承载力145k N，如图4a所示。

　　2)非标准层在标准层铝合金模板基础上，现场采用木模板接高到楼面C槽下方;胶合板厚度15mm，木方50mm×90mm，木模板总厚度65mm，木方水平方向布置，间距宜≤250mm;模板背楞采用□80×40×3方钢，背楞间距≤600mm,5 400mm层高铝合金模板设计如图4b所示。

　　图4 标准层与非标准层铝合金模板设计  

　　4 模架体系施工

　　4.1 爬模与布料机配合施工

　　由于现场施工需要，在核心筒内设置布料机配合浇筑施工，布料机布置于9号及10号架体上方。根据液压爬模工程特点，架体会高出作业面1个楼层，为了保证布料机可正常旋转，现场定做特殊支架，直接将布料机放在2组爬模架体之间的钢梁支架上。施工时爬模架体带布料机一同进行爬升，如图5,6所示。

　　4.2 模架体系监测系统

　　整个模架体系在爬升及施工过程中可能存在倒塌等危险，为了有效避免此类事故发生，在整个模架系统工作时安装监测系统。首先在爬模安装完成后在架体各受力点安装传感器，根据工程实际情况及传感器布置情况建模，制作手机APP，项目管理人员可通过手机APP实时监测爬模体系各部位的受力情况，出现超载或受力异常情况，APP会以短信形式通知各级管理人员，如图7所示。

　　图5 布料机布置  

　　图6 爬模与布料机配合施工  

　　图7 模架体系施工监测系统  

　　4.3 爬模体系与塔式起重机配合施工

　　爬模架在外爬式塔式起重机塔身位置墙体侧部分凹入，在保证核心筒外墙爬模架体交圈防护和方便工人施工的前提下，保持与塔式起重机塔身≥500mm的安全距离。

　　核心筒墙体内钢柱分节结合塔式起重机爬升规划图进行处理，从而保证整个施工工艺流畅。爬模、塔式起重机和钢柱配合施工的规则如下:保证架体最顶端不碰撞塔式起重机平衡臂及配重的前提下，架体爬升至指定位置，当架体爬升到位后，需保证模板上口低于钢柱顶标高，便于浇筑墙体混凝土及钢柱安装与焊接。此时架体最底部需高于塔式起重机爬升梁顶部，然后安装外爬式塔式起重机最上道爬升梁，进行塔式起重机爬升准备工作，之后顶升塔式起重机。塔式起重机与爬模配合施工的流程作如下:(1)液压爬模爬升至指定位置，确保架体最上端不碰撞到塔式起重机平衡臂底部，钢柱顶标高高于模板上口;(2)将外(内)爬式塔式起重机最下道爬升支撑梁、外爬框等附配件F1移至最上层(在爬模下方)，并做塔式起重机顶升的准备工作，如定位、连接螺栓紧固、电焊、调试等;(3)顶升外(内)爬式塔式起重机，爬模继续施工，如图8所示。

　　图8 爬模与塔式起重机配合施工示意 

　　5 结语

　　通过对天津平安泰达金融中心项目超高层模架体系的设计与应用，爬模体系与大钢模板、铝合金模板及木模板整体协同施工，解决在爬升过程中爬模体系与布料机、塔式起重机等配合施工难题。在整个模架体系中应用监测系统能及时发现模架体系施工过程中存在的问题，保证施工安全。整个模架体系“内支外爬”施工技术实现了超高层建筑水平、竖向结构同步施工，避免了后期水平结构施工造成的安全隐患，保证了施工作业人员安全。爬模施工应用的大钢模板及铝合金模板均只生产一套标准层模板，其余层高配合上接木模板进行施工，大量节约模板投入。钢模板、铝合金模板的周转次数多，较单纯木模板更环保节能，且混凝土成型质量好。