淺析超高層建筑核心筒整體頂升平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

劉小九

摘? ? 要：本文結(jié)合南寧華潤(rùn)中心東寫字樓工程項(xiàng)目自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工難度，介紹了超高層建筑核心筒整體頂升平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。在超高層建筑中，核心筒整體頂升平臺(tái)施工技術(shù)運(yùn)用的越來越廣泛，該技術(shù)平臺(tái)爬升速度快，提高了施工速度和施工質(zhì)量，并且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的安全提供了保障。核心筒整體頂升平臺(tái)技術(shù)在超高層核心筒模架施工技術(shù)中屬于一種機(jī)械化程度比較高的，相對(duì)于普通的模架施工，頂升平臺(tái)技術(shù)不限制模架步距，整體性好，在超高層施工中可以縮短建設(shè)工期，提高經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：超高層;核心筒;頂升平臺(tái);設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1? 引言

隨著城市化的不斷發(fā)展，近些年來，我國(guó)涌現(xiàn)了一批超高層建筑，如深圳平安金融中心、上海中心大廈等。這些超高層建筑的建成表明我國(guó)超高層建筑施工技術(shù)越來越成熟。超高層建筑施工中主要采用的是核心筒結(jié)構(gòu)。曾凡奎[1]等人認(rèn)為超高層核心筒施工的核心技術(shù)之一是頂升模架技術(shù)。孫加齊[2]等人通過對(duì)天津周大福金融中心工程核心筒施工發(fā)現(xiàn)頂升平臺(tái)技術(shù)有利于筒體內(nèi)外流水施工。穆召龍[3]通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)頂升平臺(tái)的自動(dòng)爬升，可以減少起吊模板運(yùn)輸量，有利于加快澆筑速度，減少人工量并對(duì)工作效率有極大的提高。金振[5]等人在實(shí)際工程施工中發(fā)現(xiàn)頂升平臺(tái)整體剛度好，比普通爬架的定向性系統(tǒng)要好。本文在設(shè)計(jì)核心筒整體頂升平臺(tái)，對(duì)施工中頂升平臺(tái)部分難處理部位，給出處理措施。

2? 工程概況

本項(xiàng)目位于廣西省南寧市民族大道與中新路交匯處西南角，占地面積為5830.54m2，首層建筑面積：5669.11m2，總建筑面積287252m2。地下3層，地上90層，總高度445m。地基埋深：24.4m，樁基類型：人工挖孔灌注樁、端承摩擦樁，外墻為鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式：框架核心筒結(jié)構(gòu)。

3? 項(xiàng)目頂模簡(jiǎn)述及施工流程

本塔樓核心筒平面形狀呈矩形，首層外墻內(nèi)邊線距離為29.7m×26.85m（首層核心筒建筑面積約797.445m2，內(nèi)墻面積為=94.045m2，鋼平臺(tái)核心筒內(nèi)面積為705.4 m2，外墻厚1.5m（局部0.5m、0.8m），內(nèi)墻厚0.6m（局部1.5m），隨著層高增加，墻體厚度逐漸收薄;內(nèi)墻把核心筒分割成9個(gè)小筒，塔樓核心筒地下3層，地上90層，核心筒墻體頂標(biāo)高為413.0m，樓層標(biāo)準(zhǔn)層高4.2m/3.6m，非標(biāo)層高有4.6m、4.7m、4.8m、5.0m、5.5m、6.5m、8m、8.8m、9.6m等，穿插在標(biāo)準(zhǔn)樓層之間。

根據(jù)工程特點(diǎn)、難點(diǎn)將采用核心筒內(nèi)為液壓頂模+核心筒外為爬模的組合模架體系，共分為支撐與頂升系統(tǒng)、內(nèi)掛架及外爬架系統(tǒng)、鋼平臺(tái)系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等四個(gè)系統(tǒng)。

施工流程：核心筒施工時(shí)，先綁扎上層核心筒鋼筋，此時(shí)整個(gè)平臺(tái)荷載通過頂升鋼架和支撐鋼架，將荷載傳遞到達(dá)核心筒墻體上。待鋼筋綁扎完成及下層混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，拆開鋁合金模板，外爬架開始爬至上層，就位后頂模開始頂升，頂升時(shí)，僅頂升鋼架支撐在核心筒墻體上，支撐鋼架隨模架整體一起頂升，頂升到位后支撐鋼架支撐至上層核心筒墻體，模板隨頂模模架一起頂升一個(gè)結(jié)構(gòu)層，就位后通過油缸提升頂升鋼架，支撐固定至上層墻體，完成頂升過程。調(diào)整模板，合模固定后，澆筑混凝土。

頂模模架核心筒施工區(qū)域包括2.5個(gè)層高，由上至下鋼筋綁扎及鋼筋預(yù)留占據(jù)1.5層，墻、樓板混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)1層;爬模系統(tǒng)包括4個(gè)層高，由上至下鋼筋綁扎及鋼筋預(yù)留1.5層，墻砼澆筑及養(yǎng)護(hù)1層，墻砼修補(bǔ)清理1層，架體爬升前松開固定件平臺(tái)0.5層。

4? 頂模設(shè)計(jì)

4.1? 鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)

平臺(tái)滿足以下使用功能要求：材料堆放，工具與機(jī)械設(shè)備堆放，人員交通，人員生活需求，人員操作空間等。除圖中標(biāo)注的功能分區(qū)外，其他部位均可作為材料堆放場(chǎng)地，均勻堆放材料。平臺(tái)設(shè)計(jì)允許堆放荷載為10kN/m2。

鋼平臺(tái)為由單層H型鋼梁+槽鋼組成。縱橫鋼梁連接節(jié)點(diǎn)，采用栓焊連接。對(duì)于需要提前拆除的那部分鋼梁，預(yù)先做好分段設(shè)計(jì)，分段部位用錨栓連接。

整體平臺(tái)采用30根立柱支撐。支撐立柱采用“□”字型鋼，支撐立柱平面中心距剪力墻邊1200mm×1200mm，高度8.1m。

4.2? 支撐與頂升系統(tǒng)設(shè)計(jì)

結(jié)合工程墻體不斷變化的特點(diǎn)，本頂模系統(tǒng)采用26個(gè)油缸頂升系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)由9臺(tái)液壓泵站，30套液壓頂升油缸和1套集中控制系統(tǒng)組成。其中每臺(tái)液壓泵站帶動(dòng)2套或4套液壓頂升油缸，油缸頂升離400kN，最大行程4500mm，內(nèi)徑150mm，活塞桿直徑100mm，頂升速度為30mm/min～60mm/min。

頂模的穩(wěn)定是依靠承重掛鉤的導(dǎo)輪和三角撐調(diào)節(jié)支座的導(dǎo)輪，作用在導(dǎo)軌上的產(chǎn)生力偶來平衡。每個(gè)油缸配置一套上下頂升鋼梁，共30套。

4.3? 掛架與爬架系統(tǒng)設(shè)計(jì)

爬架設(shè)計(jì)為4層，共16.8m，由受力部分和支撐操作部分組成。爬升時(shí)千斤頂作用在附著導(dǎo)軌上由齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)上升，附著導(dǎo)軌每隔5m設(shè)置一道，共30道。

4.4? 模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)

豎向采用定型鋼模板，核心筒層高變化較大，從3.6m到9.6m不等。其中有51個(gè)樓層層高4.2m，此層高重復(fù)次數(shù)最多，因此模板按照4.2m層高設(shè)計(jì)，上下端各超出50mm，模板總高度按4.3m考慮。對(duì)于低于4.2m的樓層，模板不做改動(dòng);對(duì)于超過4.2m、低于5.5m層高的樓層，采用模板接高的方式解決;對(duì)于超過5.5m層高的樓層，采取兩次頂升、兩次澆筑的方式解決。模板面板采用5mm厚的鋼板，鋼模板模數(shù)為300mm;模板骨架為鋼框，且骨架邊框?yàn)樘厥庑弯摚吖菫榉戒摴埽嗷ラg焊接為整體。

核心筒樓板模板支撐選用先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)化裝配式鋁模板+立桿支撐體系。立桿支撐體系中樓板采用間距為1200×1200mm 的鋼管單桿支撐。單桿支撐外管采用Ф60×2.5m，內(nèi)管采用Ф48×3.0mm，材質(zhì)均為Q235。在立柱距地面200mm 處沿縱橫水平方向按縱下橫上的程序設(shè)掃地桿，中間部位處沿縱橫水平方向設(shè)置水平拉桿，頂部距板底200mm 處設(shè)縱橫水平方向拉桿。

5? 頂模施工方案

5.1? 頂模施工流程

5.2? 頂模特殊部位處理措施

伸臂桁架凸出外墻面處理：施工至伸臂桁架層時(shí)，局部有鋼結(jié)構(gòu)凸出外爬模現(xiàn)象，在施工時(shí)擬采取：當(dāng)牛腿凸出墻面小于1.0m時(shí)，在爬模平臺(tái)上開設(shè)孔洞，當(dāng)施工到桁架層時(shí)將洞口打開，方便牛腿通過，在普通施工層時(shí)將洞口封閉，以防止落物下墜。當(dāng)牛腿凸出墻面大于1.0m時(shí)，將牛腿設(shè)置在兩個(gè)平臺(tái)之間，當(dāng)施工到桁架層時(shí)將平臺(tái)之間的翻蓋板打開，普通施工層時(shí)將翻蓋板蓋住，便于人員通行。

6? 結(jié)語

南寧華潤(rùn)中心東寫字樓在核心筒型鋼柱上方預(yù)留洞口，對(duì)于結(jié)構(gòu)碰撞的區(qū)域，通過采用開孔、局部結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)工藝，保證了頂模支撐埋件的貫通。對(duì)于部分受頂模影響的構(gòu)件，通過編制合理的吊裝、分段方案，保證了頂模的順利頂升以及鋼構(gòu)件的安裝。工程通過核心筒鋼結(jié)構(gòu)與頂模的協(xié)同施工技術(shù)，保證了施工質(zhì)量，縮短了施工工期，降低了施工成本，對(duì)同類超高層頂模施工項(xiàng)目有借鑒和參考意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曾凡奎，穆召龍，張建華.某超高層建筑核心筒大行程頂升模架施工技術(shù)[J].鋼結(jié)構(gòu)，2017（32）：11

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[3] 穆召龍.某超高層建筑核心筒模架施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D].西安：西安工業(yè)大學(xué)，2017（3）.

[4] 金振，朱云良，周劍剛.超高層建筑模架選型與應(yīng)用技術(shù)[J].施工技術(shù)，2017（14）：61.

[5] 鐘學(xué)宏.超高層核心筒頂升模架的模塊化設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[D].江蘇：江蘇大學(xué)，2016（7）.