模架技術(shù)在超高層建筑工程中的應(yīng)用

　　1.我國(guó)超高層建筑（詞條“超高層建筑”由行業(yè)大百科提供）的發(fā)展

　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超高層建筑逐漸盛行。我國(guó)的超高層建筑發(fā)展始于1990 年，1990~2007 年是超高層建筑的起步2008~2013 年為超高層建筑的快速發(fā)展期。以高度為依據(jù)，本文將超高層建筑分為以下4 個(gè)區(qū)段：250~300m，300~400m，400~500m 以及500m 以上。截至2013 年，我國(guó)共建成及封頂超高層建筑119 幢，其高度分布比例如圖1 所示。250~300m 的超高層建筑數(shù)量最多，約占建筑總數(shù)的60%;500m 以上超高層建筑僅兩幢。

　　目前我國(guó)在建的250m 以上超高層建筑共68 幢，其中500 米以上有4 幢;預(yù)備的250m 以上超高層建筑共122 幢，規(guī)劃的250m 以上的超高層建筑共計(jì)146 幢。可見(jiàn)，在未來(lái)十年里，我國(guó)將迎來(lái)超高層建筑的繁榮期。

　　隨著超高層建筑的快速發(fā)展，各種新型復(fù)雜體型及復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系大量出現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)體系呈現(xiàn)多樣化。高度超過(guò)250m 的超高層建筑結(jié)構(gòu)一般采用筒體結(jié)構(gòu)，包括框架- 核心筒、框筒- 核心筒、巨型框架- 核心筒和巨型框架- 核心筒- 巨型支撐4 種結(jié)構(gòu)體系，分別適用于不同高度的超高層建筑，表1 列出部分超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系。

　　2.超高層建筑模架技術(shù)

　　超高層建筑工程的施工技術(shù)主要包括混凝土泵送技術(shù)、垂直運(yùn)輸技術(shù)、模架技術(shù)和測(cè)量定位技術(shù)等。其中，模架作為施工操作平臺(tái)和安全圍護(hù)，是超高層建筑結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)。科學(xué)合理的模架技術(shù)，不但事關(guān)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、安全和施工進(jìn)度，而且對(duì)工程造價(jià)也大有影響。

　　目前應(yīng)用比較廣泛的超高層建筑模架技術(shù)，主要包括電動(dòng)整體提升腳手架技術(shù)、液壓自動(dòng)爬升模板技術(shù)和整體提升鋼平臺(tái)模板技術(shù)等，其各具特色。下面結(jié)合具體工程，分別對(duì)三種模架技術(shù)進(jìn)行介紹。

　　3. 電動(dòng)整體提升腳手架技術(shù)

　　3.1 工藝特點(diǎn)

　　電動(dòng)整體提升腳手架技術(shù)是傳統(tǒng)落地腳手架、散拼散裝模板技術(shù)的重大發(fā)展，是現(xiàn)代機(jī)械工程技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)與傳統(tǒng)腳手架施工工藝相結(jié)合的產(chǎn)物。與落地腳手架和挑排腳手架相比，電動(dòng)整體提升腳手架技術(shù)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：

　　3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)化程度高。電動(dòng)整體提升腳手架采用標(biāo)準(zhǔn)化定型產(chǎn)品，通用性強(qiáng)，周轉(zhuǎn)率高。

　　3.1.2 施工成本低。采用定型化鋼管構(gòu)件，相比液壓爬模和整體成本低。

　　3.1.3 體型適應(yīng)性強(qiáng)。整體提升腳手架可以根據(jù)建筑體型靈活布置，滿足體型復(fù)雜的建筑工程的施工需要。正是由于電動(dòng)整體提升腳手架技術(shù)具有以上優(yōu)點(diǎn)，才得以在超高層建筑模架技術(shù)中占有一席之地。同時(shí)，相比液壓爬模技術(shù)和整體提升鋼平臺(tái)技術(shù)，電動(dòng)整體提升腳手架技術(shù)也存在著整體剛度弱、作業(yè)面狹窄和施工效率低等缺點(diǎn)。

　　3.2 工程應(yīng)用實(shí)例

　　3.2.1 工程特點(diǎn)

　　南昌綠地中央廣場(chǎng)工程A 區(qū)雙子座主塔樓總高度為283m，結(jié)構(gòu)共63 層，如圖2 所示。豎向結(jié)構(gòu)體系采用框架—核心筒體系。標(biāo)準(zhǔn)層高為4.1m，非標(biāo)層高度有3.2m、4.5m、5.0m、5.55m、6.0m 等多種。結(jié)構(gòu)平面形狀變化特別劇烈，由底部平面的圓角正方形，漸變成中部的圓形，再到上部的十字花瓣?duì)睿�其結(jié)構(gòu)外形俯視圖如圖2 所示。

　　該工程結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜，建筑物外圍形狀、周長(zhǎng)變化特別大，給外圍護(hù)模板工程帶來(lái)相當(dāng)?shù)碾y度，主要包括以下幾個(gè)方面：

　　3.2.1.1 仰爬及俯爬

　　結(jié)構(gòu)外柱立面在十字方向向外圍傾斜后又內(nèi)收，在45°的米字方向內(nèi)側(cè)收縮傾斜，對(duì)外圍模架體系的選擇和布置造成了極大的困難。

　　3.2.1.2 扭轉(zhuǎn)爬升

　　如圖3 所示， 該工程爬架最大扭轉(zhuǎn)角為1.1°，機(jī)位由扭轉(zhuǎn)引起的偏移量為65mm。因此，架體需要扭轉(zhuǎn)爬升才能適應(yīng)結(jié)構(gòu)體系要求，對(duì)爬架的爬升要求提出了更高的要求。

　　由于其斜率和扭曲變化程度非常大，采用液壓自動(dòng)爬升模板技術(shù)和整體提升鋼平臺(tái)模板技術(shù)都很難實(shí)施，最終選擇了結(jié)構(gòu)體型適應(yīng)性強(qiáng)的電動(dòng)提升腳手架技術(shù)。

　　3.2.2 模架體系

　　電動(dòng)整體提升腳手架主要由提升動(dòng)力系統(tǒng)、信息采集和控制臺(tái)、抗傾和防墜裝置、固定拉結(jié)裝置以及腳手架結(jié)構(gòu)體系組成。模架結(jié)構(gòu)體系采用兩機(jī)位加強(qiáng)單元型爬架體系，各斜爬架單元布置兩層桁架層以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度，如圖4 所示。

　　3.2.3 方案簡(jiǎn)述

　　3.2.3.1 總體路線

　　考慮到結(jié)構(gòu)體系的體型復(fù)雜多變，施工的速度難以加快，該工程采用核心筒和外圍框架同步施工的技術(shù)路線。為適應(yīng)四周邊長(zhǎng)不斷變化的要求，將電動(dòng)提升腳手架單元化，兩個(gè)機(jī)位為一個(gè)組合爬升單元，單元與單元之間設(shè)置自動(dòng)伸縮擱板，背立面設(shè)置可伸縮圍護(hù)擋板。組合爬升單元進(jìn)行了空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其滿足架體能仰爬、俯爬和扭轉(zhuǎn)爬升的剛度要求。在構(gòu)造功能上，設(shè)置組合通長(zhǎng)導(dǎo)軌和抗傾導(dǎo)向裝置，滿足各向爬升導(dǎo)向和受力的功能要求。

　　3.2.3.2 平面布置方案

　　電動(dòng)提升腳手架采用單元式的結(jié)構(gòu)形式，各爬架單元之間相對(duì)獨(dú)立而又可以同步爬升，具有靈活性好和適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。每幢塔樓共設(shè)置外架24 組，48 個(gè)機(jī)位，共計(jì)48 組外爬架，96 個(gè)機(jī)位，機(jī)位布置圖如圖5 所示。

　　3.2.3.3 仰爬及俯爬

　　針對(duì)俯爬及仰爬這一難題，對(duì)每個(gè)機(jī)位設(shè)置雙抗傾裝置，同一平面設(shè)置4 只抗傾導(dǎo)輪。每個(gè)單元豎向共布置3 層，即12只抗傾導(dǎo)輪。

　　3.2.3.4 扭轉(zhuǎn)爬升

　　架體爬升過(guò)程中若發(fā)生扭轉(zhuǎn)，則各抗傾裝置間會(huì)由于相對(duì)位移而卡死，架體也會(huì)因較大的變形而承受巨大的內(nèi)應(yīng)力，因此，必須想辦法克服扭轉(zhuǎn)爬升的難題。通過(guò)采取“以折代扭”的思路，將扭轉(zhuǎn)爬升過(guò)程轉(zhuǎn)化為平面爬升和機(jī)位內(nèi)縮兩個(gè)過(guò)程。此工藝路線可以解決扭轉(zhuǎn)爬升的難題。其工藝如圖6。待爬升就位且斜拉桿安裝受力后，通過(guò)拉動(dòng)固定于支撐梁尾部的手動(dòng)葫蘆來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)位內(nèi)移，從而實(shí)現(xiàn)架體扭轉(zhuǎn)。

　　南昌綠地中央廣場(chǎng)工程采用電動(dòng)整體提升腳手架體系，保證了工程于2013 年11月順利竣工。

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