高層建筑施工 第11章 超高層建筑模板工程技術(shù)

第11章超高層建筑模板工程技術(shù)目錄

1.超高層建筑常見結(jié)構(gòu)類型及圍護系統(tǒng)選用

2、液壓滑升模板工程技術(shù)3、液壓自動爬升模板工程技術(shù)4、整體提升鋼平臺模板工程技術(shù)5、超高層建筑模板工程技術(shù)選擇1.超高層建筑常見結(jié)構(gòu)類型及圍護系統(tǒng)選用根據(jù)以往的工程實例，超高層建筑多設(shè)計為框架核心筒結(jié)構(gòu)，根據(jù)高度的不同，又主要有兩種：類型一：內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)+外筒巨柱，巨柱與核心筒之間鋼梁連接，外筒樓板為組合樓板的形式，如：廣州西塔、上海環(huán)球、深圳京基100大廈、廣州東塔，嘉陵帆影二期均為該結(jié)構(gòu)形式，高度均在400米以上。1.

1超高層建筑常見結(jié)構(gòu)類型組合樓面系統(tǒng)類型一：外框結(jié)構(gòu)為鋼梁的結(jié)構(gòu)形式，適合核心筒墻體豎向結(jié)構(gòu)先行施工，樓板等水平結(jié)構(gòu)滯后施工，外框鋼結(jié)構(gòu)及梁板滯后核心筒結(jié)構(gòu)數(shù)層進行施工。鋼梁與核心筒連接采用預(yù)埋件焊接耳板的連接形式。核心筒內(nèi)梁筋需預(yù)留套筒，樓板鋼筋可采用預(yù)留胡子筋的形式，局部錯位、漏埋可采用植筋。外框樓板為組合樓板。1.

1超高層建筑常見結(jié)構(gòu)類型類型一工程實例照片核心筒領(lǐng)先外框數(shù)層壓型鋼板組合樓板核心筒外埋件及耳板板筋預(yù)留類型一核心筒先行施工的優(yōu)點是，能很好解決多工序交叉作業(yè)提供工作面問題。核心筒墻體結(jié)構(gòu)為第1個施工作業(yè)面內(nèi)筒水平結(jié)構(gòu)為第2個施工作業(yè)面鋼結(jié)構(gòu)柱和鋼梁為第3個施工作業(yè)面外框筒組合樓板施工為第4個施工作業(yè)面外側(cè)幕墻分段施工形成第5個施工作業(yè)面下部樓層砌筑和精裝工程適時插入施工為第6個施工作業(yè)面由此，一座超高層內(nèi)多道工序可以一同施工，又互相獨立，互不干擾，并且提供多個施工作業(yè)面，有利于加快施工進度。類型二：內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒+外筒巨柱，巨柱與核心筒之間為鋼筋混凝土梁連接，樓板為普通的鋼筋混凝土樓板，如：重慶環(huán)球、嘉陵帆影三期。建筑高度約在200～400米。1.

1超高層建筑常見結(jié)構(gòu)類型類型二工程實例照片重慶環(huán)球金融中心、嘉陵帆影三期均為內(nèi)外框筒一同施工類型二：由于外框筒結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，理論上不適合核心筒先行施工的施工工藝，理由有：(1)外筒梁板鋼筋需全部同截面斷開，對結(jié)構(gòu)受力性能影響較大，很難征得設(shè)計同意。(2)普通鋼筋混凝土樓板需支模施工。結(jié)論：前述類型二的超高層結(jié)構(gòu)比較適合采取內(nèi)外筒一起同步施工的形式。(1)滑爬系統(tǒng)(2)爬模系統(tǒng)(3)提模、頂模系統(tǒng)上述三種模板體系均可用于類型一的核心筒墻體結(jié)構(gòu)先行施工的工藝。(4)傳統(tǒng)翻模+爬架圍護系統(tǒng)的工藝該工藝適合類型二內(nèi)、外筒同時施工的工藝。目前，可用于超高層建筑施工的模板及圍護系統(tǒng)有：1.

2超高層建筑模板及維護系統(tǒng)選用2、液壓滑升模板工程技術(shù)滑模施工工藝在國內(nèi)始于20世紀40年代，已廣泛應(yīng)用于鋼筋混凝土的筒壁結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、墻板結(jié)構(gòu)。對于高聳筒壁結(jié)構(gòu)和高層建筑的施工，效果尤為顯著?；Ｊ┕ぜ夹g(shù)是混凝土工程中機械化程度高、施工速度快、場地占用少、安全作業(yè)有保障、綜合效益顯著的一種施工方法。中央廣播電視塔滑模系統(tǒng)原理圖2.1系統(tǒng)組成及原理滑模系統(tǒng)工程應(yīng)用實例照片滑模系統(tǒng)目前常見主要用于煙囪、礦井、倉壁等工程施工，也可用于超高層核心筒豎向墻體施工，但由于其施工過程非常緊湊，在混凝土凝固前必須向上滑動模板，混凝土凝固以后則無法滑動，且由于在混凝土凝固前滑動模板，使混凝土結(jié)構(gòu)表面的觀感和結(jié)構(gòu)的垂直度控制方面有較大困難，不太適合用于超高層建筑核心筒的施工。3、高層建筑爬升模板施工

液壓爬模自帶液壓頂升系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)可使模板架體與導軌間形成互爬，從而使液壓自爬模穩(wěn)步向上爬升,液壓自爬模在施工過程中無需其它起重設(shè)備，操作方便,爬升速度快，安全系數(shù)高。是高聳建筑物施工時的首選模板體系。液壓自爬模板爬模的爬升工藝流程圖液壓自爬模板液壓自爬模組成埋件導軌液壓系統(tǒng)承重支架模板后移支架后移軌道護攔

爬模上架（模板系統(tǒng)）2023/2/220天津富潤（富力）中心工程

爬模下架（提升系統(tǒng)）

爬模下架導軌和附墻架

混凝土灌澆與振搗

混凝土養(yǎng)護

拆模后的墻面與模板表面爬模工藝施工橋塔爬模近景

位于上海陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)的上海環(huán)球金融中心，以其492m的地面以上實體高度將成為世界著名超高層建筑。大樓地上101層，地下3層，標準層高4.2m，總建筑面積為377300m2。其施工技術(shù)、建筑質(zhì)量均需達到世界先進水平。裙房地下室采用逆作法施工，混凝土核心筒結(jié)構(gòu)采用爬模技術(shù)施工。2.2工程應(yīng)用—上海環(huán)球金融中心

上海環(huán)球金融中心的塔樓核心筒采用液壓爬模施工，其液壓爬模架主要由附墻裝置、H型鋼導軌、主承力架、架體系統(tǒng)、液壓升降系統(tǒng)、防傾防墜裝置、全鋼大模板、聚苯乙烯保溫面板等部分組成。2.2工程應(yīng)用—上海環(huán)球金融中心

針對巨型柱空間曲面變化的特點，首次研發(fā)了具有導向爬升功能的模架系統(tǒng)，創(chuàng)造了爬升高度超過475米的國內(nèi)新記錄。巨柱雙曲面爬升巨柱三面爬升巨柱爬升400米高度4、整體提升鋼平臺模板工程技術(shù)4.1提升模板技術(shù)4.2頂升模板技術(shù)4.1提升模板技術(shù)

1)工藝原理

整體提升鋼平臺模板工程技術(shù)屬于提升模板工程技術(shù)，其基本原理是運用提升動力系統(tǒng)將懸掛在整體鋼平臺下的模板系統(tǒng)和操作腳手架系統(tǒng)反復(fù)提升：提升動力系統(tǒng)以固定于永久結(jié)構(gòu)上的支撐系統(tǒng)為依托，懸吊整體鋼平臺系統(tǒng)并通過整體鋼平臺系統(tǒng)懸吊模板系統(tǒng)和腳手架系統(tǒng)，施工中利用提升動力系統(tǒng)提升鋼平臺，實現(xiàn)模板系統(tǒng)和腳手架系統(tǒng)隨結(jié)構(gòu)施工而逐層上升，如此逐層提升澆筑混凝土直至設(shè)計高程。鋼平臺承重鋼骨架2)工藝特點優(yōu)點：作業(yè)條件好、施工速度快、施工安全性好、結(jié)構(gòu)質(zhì)量容易保證。缺點：①材料消耗量比較大。②對結(jié)構(gòu)的斷面和立面適應(yīng)性比較差。③工人勞動強度比較大。受操作空間和提升高度等工藝技術(shù)所限，模板系統(tǒng)不能隨鋼平臺系統(tǒng)和腳手架系統(tǒng)一起由提升動力系統(tǒng)提升，只能由工人利用手拉倒鏈提升，勞動強度比較大。

因此，其優(yōu)勢在工期緊、高度大的超高層建筑施工中才比較明顯。最新一代“空中造樓機”，是中國首創(chuàng)。它最牛的實力就在于，它的頂升力達4000多噸，能讓建筑施工在千米高空如履平地，在8級大風中平穩(wěn)進行，4天一層的施工速度更是讓國內(nèi)外驚艷，展現(xiàn)了中國超高層建筑施工技術(shù)，在全世界領(lǐng)先的地位。4.2頂升模板技術(shù)頂模系統(tǒng)全景鋼平臺系統(tǒng)支撐系統(tǒng)掛架及圍護系統(tǒng)模板系統(tǒng)動力及控制系統(tǒng)4.2.1系統(tǒng)組成及工藝原理4.2頂升模板技術(shù)頂模整體示意圖4.2.1系統(tǒng)組成及工藝原理N層N-1層N-2層鋼筋綁扎，同時下層拆模系統(tǒng)頂升模板支設(shè)同時下腿回收頂升操作流程大鋼模板安裝鋼平臺安裝支撐鋼柱安裝支撐油缸伸出頂模整體效果頂模系統(tǒng)鋼平臺系統(tǒng)支撐系統(tǒng)動力及控制系統(tǒng)模板系統(tǒng)掛架及圍護系統(tǒng)4.2.1系統(tǒng)組成及工藝原理1、鋼平臺系統(tǒng)：由各種型鋼組成的空間桁架體系，具有較高的強度、剛度和空間穩(wěn)定性，能承受材料、機具、下部的掛架、模板的荷載以及所有施工活荷載。俯視圖鋼平臺桁架2、支撐系統(tǒng)：由支撐鋼柱、上下支撐梁和設(shè)置在上下支撐梁端頭的伸縮牛腿組成，將頂模系統(tǒng)所有荷載有效的傳遞到核心筒墻體。支撐系統(tǒng)整體圖支撐梁支撐鋼柱牛腿1m段支撐柱4、整體提升鋼平臺模板工程技術(shù)3、動力及控制系統(tǒng)：整體頂升動力系統(tǒng)采用頂升液壓油缸，牛腿動力系統(tǒng)每牛腿采用1個小油缸帶動牛腿的伸收。控制系統(tǒng)主要包括液控系統(tǒng)和電控系統(tǒng)兩個分系統(tǒng)實現(xiàn)對各個主缸聯(lián)動控制和各支小油缸的控制。300噸長行程（5米）油缸小牛腿油缸4、模板系統(tǒng)：采用大鋼模板，組合、拆分十分方便，模板整體隨鋼平臺同步提升，縮短了模板工程操作時間，大大提高了生產(chǎn)效率。大鋼模板實景大鋼模板設(shè)計圖5、掛架及圍護系統(tǒng)：在鋼平臺下懸掛掛架作為鋼筋和模板工程的操作架。各個工作面全封閉，確保高空操作安全。內(nèi)部實景外部實景4.2.2頂模系統(tǒng)的特點平面最少支撐點低位支撐長行程、大噸位智能化控制空間三維“可調(diào)模架”頂模系統(tǒng)設(shè)置3~5套頂撐結(jié)構(gòu)，通過支撐鋼柱與大剛度工作平臺連接，形成一個穩(wěn)定的鋼骨架。平面最少支撐點頂模系統(tǒng)設(shè)置3~5套頂撐結(jié)構(gòu)，通過支撐鋼柱與大剛度工作平臺連接，形成一個穩(wěn)定的鋼骨架。平面最少支撐點

低位支撐的特點是“頂撐合一”，有效避免了混凝土早期強度對系統(tǒng)頂升的影響，有效加快了施工速度。低位支撐N-3層（受力層）N-2層（受力層）N-1層（新澆筑層）N層（作業(yè)層）留空層留空一層，減少作業(yè)間歇

使用長行程、大噸位液壓雙作用油缸（行程5m，頂升能力300t，提升能力30t，頂升速度100mm/min），一個行程即可頂升一個結(jié)構(gòu)層，在很短時間內(nèi)即可完成全部頂升工序。長行程、大噸位

整個系統(tǒng)的伸縮牛腿采用小油缸驅(qū)動為伸縮的動力，所有小油缸和頂升油缸采用一套智能化控制系統(tǒng)。集中控制臺:收集壓力、行程信號，指示系統(tǒng)動作平衡閥:保持油缸壓力穩(wěn)定、自鎖。電磁換向閥:控制系統(tǒng)動作智能化控制

控制系統(tǒng)主要包括液控和電控兩個分系統(tǒng)，實現(xiàn)對各個主缸和各個小缸的聯(lián)動控制。智能化控制效果：（1）行程控制精度1mm；（2）同步誤差小于3mm；（3）系統(tǒng)頂升標高誤差小于3mm；（4）工作平臺層間偏移小于5mm；（5）平臺自動調(diào)平；（6）立柱垂直度自動調(diào)整；（7）達到自動急停條件時自動急停。智能化控制

模板上部通過導輪連接在鋼平臺下導軌梁上，模板支設(shè)及拆除均為有軌作業(yè)。每塊大模板設(shè)計為四塊小鋼模板拼接組成，便于直墻變弧墻、層高變化拆分使用?？臻g三維“可調(diào)模架”空間三維“可調(diào)模架”

利用導輪裝置掛設(shè)在鋼平臺下的吊架梁上，實現(xiàn)掛架滑動，設(shè)翻板裝置，翻板端部設(shè)置伸縮板，大橫桿可水平轉(zhuǎn)動，使模架能夠按結(jié)構(gòu)的需要變化。掛架結(jié)構(gòu)掛架結(jié)構(gòu)實景廣州國際經(jīng)融中心，建筑物總高度440.75m,總建筑面積45.1926萬m2，地下室四層，地上103層4.2.3工程應(yīng)用—廣州國際經(jīng)融中心廣州東塔，地下5層，地上112層，建筑高度530m，總建筑面積50萬㎡。4.2.3工程應(yīng)用—廣州東塔5.超高層建筑模板工程技術(shù)選擇6.1超高層建筑模板工程技術(shù)選擇模板工程技術(shù)優(yōu)點缺點適用范圍發(fā)展趨勢液壓滑升

（滑模）一經(jīng)組裝完成即可連續(xù)施工體形和立面適應(yīng)性差體形變化不大，收分不顯著的剪力墻及筒體結(jié)構(gòu)范圍越來越小

液壓自動爬升（爬模）模板塊化配制，收分方便，體形和立面適應(yīng)性強，材料設(shè)備周轉(zhuǎn)利用率高

混凝土養(yǎng)護和模板拆除占絕對工期，施工節(jié)奏緩慢特別高大建筑優(yōu)勢明顯目前世界上應(yīng)用最廣泛的模板工程技術(shù)整體提升鋼平臺

（頂模）系統(tǒng)整體性強，荷載由支撐系統(tǒng)承擔，作業(yè)我們的好，提升不受混凝土強度控制，施