超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法

超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法由中建一局集團建設(shè)發(fā)展有限公司完成的工法01形成原因操作原理質(zhì)量控制工法特點材料設(shè)備安全措施目錄030502040607環(huán)保措施應(yīng)用實例效益分析榮譽表彰目錄0908010基本信息《超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》是中建一局集團建設(shè)發(fā)展有限公司完成的建筑類施工工法；作者分別是劉衛(wèi)未、李靜、范昕、王晶、崔基、馬楠、鹿英奎、徐彪；適用范圍是超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)吊裝工作，特別適用于應(yīng)用爬模技術(shù)施工的超高層核心筒內(nèi)封閉鋼結(jié)構(gòu)吊裝工作。《超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》主要的工法特點是：提升工作效率、施工安全易于保證、節(jié)省工期、節(jié)約成本、節(jié)能環(huán)保。2019年12月11日，《超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》被廣東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳評定為2019年度廣東省省級工法。形成原因形成原因2019年前在中國絕大部分（超）高層建筑采用了框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系（鋼筋混凝土核心筒或型鋼混凝土核心筒），為提高核心筒混凝土結(jié)構(gòu)的施工效率、減少人工支模對木材的損耗和倡導(dǎo)綠色施工，核心筒混凝土施工絕大部分采用了大型鋼模板+爬?；蝽斈＜夹g(shù)，然而，正是因為采用爬模或頂模技術(shù)，而在核心筒上部形成一個全封閉的大帽子，使核心筒內(nèi)部平面結(jié)構(gòu)施工無法利用塔式起重機等大型機械，只能通過人工倒運材料、架體和施工設(shè)施，降低了施工效率；或者等到核心筒爬模或頂模施工結(jié)束后再使用塔式起重機施工核心筒內(nèi)部平面結(jié)構(gòu)，而使施工周期加長。傳統(tǒng)的施工方案安全系數(shù)低，工人勞動強度大，施工效率低。封閉結(jié)構(gòu)下輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動自爬升施工工法借助于液壓吊裝設(shè)備，將電動吊裝機構(gòu)與液壓頂升系統(tǒng)進行有效結(jié)合。利用液壓頂升技術(shù)，可實現(xiàn)吊裝體系緊隨結(jié)構(gòu)攀升；利用電動行走結(jié)構(gòu)和萬向軌道，可實現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制以及將鋼構(gòu)件吊裝至任意位置；利用水平運輸滑車，可將鋼構(gòu)件水平運輸至核心筒內(nèi)封閉結(jié)構(gòu)下，實現(xiàn)封閉結(jié)構(gòu)下鋼構(gòu)件的吊裝作業(yè)?！冻邔咏ㄖ诵耐矁?nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》使核心筒內(nèi)封閉結(jié)構(gòu)下的輕型鋼結(jié)構(gòu)施工利用機械成為可能、降低了施工安全風(fēng)險、提高了施工效率、縮短了專業(yè)間施工的工期間隔、節(jié)約了工程成本。

工法特點工法特點《超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》的工法特點是：1.提升工作效率。與傳統(tǒng)核心筒內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)吊裝作業(yè)相比，采用超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工藝，使得類似空間內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的安裝工作可利用自動化機械進行，提升工作效率。2.施工安全易于保證。利用該工法施工，可使鋼構(gòu)件準(zhǔn)確就位，與傳統(tǒng)的倒鏈+溜繩施工方法相比，提高了施工人員的安全性，加上利用上部承重桁架架體設(shè)置多項安全防護措施，減小了下方作業(yè)人員受上部雜物墜落而造成物體打擊傷害的風(fēng)險。3.節(jié)省工期。因該工法中的設(shè)備附著于已施工完畢的核心筒墻體上，使核心筒水平結(jié)構(gòu)施工可緊隨豎向結(jié)構(gòu)施工，縮短整體施工周期。4.節(jié)約成本。利用該工法中的運料車，可較輕松地將構(gòu)件運輸至核心筒封閉空間內(nèi)，利用可萬向移動的電動吊裝設(shè)備，構(gòu)件可較容易地安裝就位，省去了大量的人力物力，節(jié)約施工成本。5.節(jié)能環(huán)保。該工法的投入使用，減少了對塔式起重機的使用需求，可降低塔式起重機對柴油、電力的消耗，且施工過程中的所有材料、設(shè)備均可以循環(huán)利用，具有節(jié)能、環(huán)保、綠色的特點。

操作原理適用范圍施工工藝工藝原理操作原理適用范圍《超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》適用超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)吊裝工作，特別適用于應(yīng)用爬模技術(shù)施工的超高層核心筒內(nèi)封閉鋼結(jié)構(gòu)吊裝工作。

工藝原理《超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》的工藝原理敘述如下：超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法，借助于液壓爬升吊裝機構(gòu)，包括液壓頂升裝置、主承力桁架架體、電動環(huán)鏈葫蘆和水平運輸滑車等對核心筒內(nèi)封閉結(jié)構(gòu)下輕型鋼結(jié)構(gòu)進行吊裝作業(yè)。主承力桁架架體為該機構(gòu)的主要承重體系、與液壓頂升裝置和爬升導(dǎo)軌共同附著于附墻掛座，通過附墻掛座將機構(gòu)自重荷載和吊裝荷載傳至核心筒結(jié)構(gòu)墻體；液壓頂升裝置和爬升導(dǎo)軌相互配合，實現(xiàn)整個吊裝機構(gòu)的自動爬升；鋼構(gòu)件通過塔式起重機垂直運輸至附著于外框鋼結(jié)構(gòu)上的物料平臺，通過水平運輸滑車將鋼構(gòu)件水平運輸至電動環(huán)鏈葫蘆下方，電動環(huán)鏈葫蘆與雙向行走軌道相連接，通過電動行走機構(gòu)可將構(gòu)件吊裝至任意位置。施工工藝《超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》的工藝流程見圖4。

圖4工藝流程圖《超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》的操作要點如下：一、液壓爬升吊裝機構(gòu)布置方案液壓爬升吊裝系統(tǒng)的布置，應(yīng)綜合考慮爬升與吊裝兩大系統(tǒng)。爬升系統(tǒng)方面，應(yīng)保證整個吊裝機構(gòu)可隨豎向墻體順利向上攀爬；吊裝系統(tǒng)方面，應(yīng)能保證所有待安裝構(gòu)件能全部安裝就位。根據(jù)上述原則，依據(jù)不同工程的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)在每個核心筒筒體內(nèi)部設(shè)置一套液壓爬升吊裝機構(gòu)。以下圖為例，爬升系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)及導(dǎo)軌，應(yīng)盡量與上部液壓爬模爬升機位一致，但應(yīng)注意的是，其需在水平位置上避開上部附墻座，以保證下部液壓爬升吊裝機構(gòu)在爬升時附墻導(dǎo)軌避開上部液壓爬模導(dǎo)軌，故每個筒體設(shè)置了四個液壓系統(tǒng)及附墻座。運料平臺僅配置1組，施工時可根據(jù)進度情況周轉(zhuǎn)使用。材料設(shè)備材料設(shè)備采用《超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》施工時，1組液壓爬升吊裝機構(gòu)所需材料如下表1、2所示：質(zhì)量控制質(zhì)量控制《超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：一、液壓爬升吊裝系統(tǒng)的質(zhì)量控制（一）使用材料的驗收1.嚴(yán)把進貨關(guān)，鋼材、機電產(chǎn)品等都要有產(chǎn)品合格證。2.產(chǎn)品的零部件加工和組裝、調(diào)試，都必須嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙要求進行。并且實行自檢、復(fù)檢和專檢相結(jié)合的質(zhì)量檢驗制度。（二）安裝完畢的驗收1.安裝后的扣件螺栓必須切實擰緊，不得有松動、滑移，螺栓必須露出螺帽10毫米，螺栓端頭必須戴墊板。2.嚴(yán)格把好驗收關(guān)，搭設(shè)過程中的液壓爬升吊裝系統(tǒng)，每次輪流搭設(shè)一個施工流程必須經(jīng)檢查合格方可上人使用，未經(jīng)檢查、驗收，除架子工外，嚴(yán)禁其他人員攀登。

二、鋼結(jié)構(gòu)吊裝質(zhì)量控制（一）鋼結(jié)構(gòu)在安裝前，將構(gòu)件定位線標(biāo)記于核心筒墻體上，構(gòu)件安裝時，根據(jù)定位線進行標(biāo)高與坐標(biāo)的控制安全措施安全措施采用《超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》施工時，除應(yīng)執(zhí)行國家、地方的各項安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項：一、液壓爬升吊裝機構(gòu)安裝過程安全技術(shù)措施1.嚴(yán)格控制預(yù)埋件和預(yù)埋套管的埋設(shè)質(zhì)量，為保證預(yù)埋位置的準(zhǔn)確，應(yīng)用輔助筋將預(yù)埋套管與墻體橫向鋼筋焊接固定，防止跑偏。預(yù)埋孔位偏差未達(dá)到要求的不得進行安裝；預(yù)埋孔處墻面必須平整，保證掛座與墻體的充分接觸；螺母必須擰緊以確保附墻座與墻面的充分接觸。2.在結(jié)構(gòu)墻體混凝土強度超過10Mpa（特殊要求的另行規(guī)定）后，方可進行吊裝平臺安裝。3.液壓爬升吊裝機構(gòu)上所有零部件的連接螺栓、銷軸、鎖緊鉤及楔板必須擰緊和鎖定到位，經(jīng)常插、拔的零件要用細(xì)鋼絲拴牢。4.液壓爬升吊裝機構(gòu)安裝在物料平臺下方，屬于高空作業(yè)，施工人員必須佩帶安全帶進行安裝作業(yè)。5.液壓爬升吊裝機構(gòu)安裝完畢后，經(jīng)驗收合格簽字后方可投入使用。驗收合格后任何人不得擅自拆改，需局部拆改時，應(yīng)經(jīng)設(shè)計負(fù)責(zé)人同意，由架子工操作。6.嚴(yán)禁在夜間進行架體的安裝和搭設(shè)工作。環(huán)保措施環(huán)保措施《超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》的環(huán)保措施如下：1.建立健全施工現(xiàn)場環(huán)保管理規(guī)章制度，并認(rèn)真貫徹執(zhí)行。2.施工現(xiàn)場內(nèi)的各種機械設(shè)備，臨時設(shè)施，材料以及場內(nèi)道路等，嚴(yán)格按照各階段施工現(xiàn)場平面布置圖進行布置，嚴(yán)禁亂堆亂放。3.夜施光源如汽車燈光及照明燈不直接對居民房，采取有效措施避免直接照射。4.在焊接過程中所產(chǎn)生的廢料等，要及時清理。5.液壓爬升吊裝設(shè)備在拆除后按材料類別分類整理，分別碼放，并積極投入其他工程使用。

效益分析效益分析《超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》綜合提煉了超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工藝，有較好的經(jīng)濟和社會效益。具體如下：1.該工法使超高層建筑核心筒內(nèi)封閉結(jié)構(gòu)下的輕型鋼結(jié)構(gòu)施工利用機械成為可能，封閉結(jié)構(gòu)下的水平結(jié)構(gòu)施工不再拘泥于肩扛人抬的傳統(tǒng)施工方法，該工法利用電動行走結(jié)構(gòu)和萬向軌道，可實現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制以及將鋼構(gòu)件較容易地吊裝至任意位置，提高了施工效率。2.因該工法中的設(shè)備附著于已施工完畢的核心筒墻體上，使核心筒水平結(jié)構(gòu)施工可緊隨豎向結(jié)構(gòu)施工，縮短整體施工周期。3.利用該工法可使鋼構(gòu)件準(zhǔn)確就位，與傳統(tǒng)的倒鏈+溜繩施工方法相比，提高了施工人員的安全性，加上利用上部承重桁架架體設(shè)置多項安全防護措施，減小了下方作業(yè)人員受上部雜物墜落而造成物體打擊傷害的風(fēng)險。4.得益于該工法施工過程中的便利性和施工人員安全的保障性，將在較大程度上推動核心筒水平結(jié)構(gòu)的整體鋼結(jié)構(gòu)化。

應(yīng)用實例應(yīng)用實例《超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工法》的應(yīng)用實例如下：深圳平安金融中心位于深圳市福田區(qū)中心區(qū)1號地塊，總用地面積18931.74平方米，塔樓總高度600米、塔樓層數(shù)118層、地下5層、裙樓10層、裙房高度52米。該工程采用了超高層建筑核心筒內(nèi)輕型鋼結(jié)構(gòu)半自動爬升施工工藝，提高了施工效率，縮短整體施工周期，提高了施工人員的安全性，加上利用上部承重桁架架體設(shè)置多項安全防護措施，減小了下方作業(yè)人員受上部雜物墜落而造成物體打擊傷害的風(fēng)險。

圖16核心筒內(nèi)樓梯間鋼結(jié)構(gòu)平面布置圖中國國際貿(mào)易中心三期B階段工程位于北京市朝陽區(qū)CBD中心商務(wù)區(qū)，在建國門外大街與東三環(huán)路交匯處，國貿(mào)第一、二期工程分別于1990年和1999年建成投入使用，國貿(mào)三期A階段工程于2010年建成投入使用。國貿(mào)3B工程位于3A工程的東側(cè)，向南延伸至國貿(mào)二座北側(cè)，是一處集辦公、酒店與商業(yè)娛樂為一體的綜合體項目?？偨ㄖ娣e22萬平方米，由主塔樓（3BN）、商業(yè)裙樓（3BS）及地下室組成。工程開工日期2013年8月。該工程主塔樓結(jié)構(gòu)高度265.1米，核心筒豎向墻體施工采用液壓爬模技術(shù)。核心筒內(nèi)兩部樓梯間設(shè)計鋼梁、