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超高层爬模体系周转式型钢支撑施工技术

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：陈树龙陈熙群李小龙邹序启黄智虹

[导读] 摘要：针对建筑业各种超高层建设项目的增多，复杂结构爬模的施工技术以及施工过程中表现出来的关键技术越来越重要，如何保证复杂超高层建筑施工过程中爬模施工的可靠性、安全性是爬模施工的关键所在。

        中国建筑第八工程局有限公司华南分公司广东广州 510663
        摘要：针对建筑业各种超高层建设项目的增多，复杂结构爬模的施工技术以及施工过程中表现出来的关键技术越来越重要，如何保证复杂超高层建筑施工过程中爬模施工的可靠性、安全性是爬模施工的关键所在。本文通过研究超高层爬模施工遇大跨度梁情况下爬模的受力特征、附墙装置以及整体安装方案，介绍了一种全面、新型的、同时又便于爬模施工安装的施工技术。现场施工时配备两套型钢支撑，在爬模附墙撑位置的踏步板上开洞安装并贯穿爬模上下，待此层浇筑完毕，后续楼层施工时利用塔吊把下层型钢支撑拆除后从洞口吊出并安装在已施工楼层，并爬升爬模，循环置换。
        关键词：超高层；爬模体系；周转式；附墙装置；型钢支撑
        Super high-rise Climbing formwork system recyclable Support of section steel construction technology
        Abstract：In the construction industry，as the number of skyscraper projects become larger，the constructing technology of complex-structure climbing formwork are more and more important，as well as the key technologies shown in the construction process.Therefore，ensuring the reliability and safety during the construction of high-rise buildings is the key point to climbing formwork.In this paper，a comprehensive and innovative construction technology，which is also convenient for installation，is introduced by studying the stress characteristics，wall attachments and overall installation scheme of climbing formwork when constructing high-rise climbing formwork in case of a large-span beam.During the construction，two sets of supporting steel will be used and installed at the holes which are drilled on the step board at the position of the climbing formwork attached to the wall，making it run through the climbing formwork as well.After the pouring process of this layer，the tower crane will be used in the constru        ction of other floors，which plays a role in removing the lower-layer supporting steel from the hole and installing the steel on the constructed floors.Meanwhiles，the construction formwork would be climbed and recycled.
        1 工程概况
        广州知识城广场项目23#办公楼为内部核心筒和外部框架结构，采用爬模与爬架结合的形式施工，即核心筒四周外墙采用爬模体系。核心筒北侧有四个爬模机位，从10层收坡，11层置顶为梁，大梁跨度12.1m，共设计有4个爬模机位在梁侧，在梁侧按爬模机位配置有2组8套辅助附墙装置。
        2 施工工艺
        施工准备附墙装置现场制作爬模预埋件安装成套附墙装置安装爬模吊装附墙装置周转爬模施工
        2.1 附墙装置现场制作
        1 一种依附式安装定位装置
        安装定位装置的材质主要为Q345B，按爬模机位需要配置两套共八件。每个定位装置由原爬模附墙板、同厚度挂件板、32螺纹钢组成。16块挂件板在工厂铸造好后开剖口，其中剖口大小应与原爬模附墙板侧板大小一致，现场经专业人员与附墙板、32螺纹钢坡口焊。装置如图2.1-1、2.1-2所示：

        图2.1-1 挂件板三视图

        图2.1-2 定位装置平面图
        本定位装置安装与原爬模附墙板的安装一致，无任何其他附加措施，安装就位后，型钢柱吊装挂在挂件板的焊接圆钢上。本装置具有构造简单、整体性好、钢度大的特点，与爬模自身附墙板一起安装，避免二次预埋，造成预埋偏差、成本增加、工期延误等。
        2 工具式型钢柱的研制
        辅助型钢柱主材质主要为Q345B，共两套16条型钢柱，包括25a工字钢、8#槽钢、钢板垫块，工字钢长度与结构大跨梁处上下净高同高，上下端焊接开口的8#槽钢，型钢柱的设计、制作中需保证槽钢孔至工字钢上端的距离L1等于大跨度梁爬模预埋件至梁下端距离。
        型钢柱下端槽钢背部焊接与附墙板同厚度垫块，保证型钢柱挂好后上下垂直。型钢柱安装就位后，爬模的附墙撑撑在型钢柱上使其在腹板平面内受弯，通过上下端槽钢传递压力至结构梁上。
        本型钢柱具有构造简单、钢度大的特点，设计巧妙，考虑定位装置、型钢柱配套使用后的功能要求，保证爬模使用受力性能。
        型钢柱如图2.1-3所示。型钢柱现场制作如下处理：
        1）型钢柱、钢板等材料到场后，先做好表面清理措施，清除焊口处表面的水、氧化皮、锈、油污。
        2）全部焊段尽可能保持连续施焊，避免多次熄弧、起弧。焊缝的层间温度应始终控制在100～150℃之间，要求焊接过程具有最大的连续性，在施焊过程中出现修补缺陷、清理焊渣所需停焊的情况造成温度下降，则必须进行加热处理，直至达到规定值后方能继续焊接。
        3）焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应报告焊接技术负责人，查清原因，订出修补措施后，方可进行处理。
        4）槽钢与工字钢的现场焊接，施工员必须按设计图量好尺寸，控制好槽钢与工字钢的搭接长度，误差控制在≤3mm。
        5）在工字钢上端1/3处槽钢焊接侧吹孔，作为后期吊装吊点。

        图2.1-3 型钢柱正立面、侧面图
        2.2 爬模预埋件安装
        1）现场大跨度梁采用铝模施工，孔位在加工厂根据设计图纸已开好，因此只需控制好预埋质量即可保证爬模机位安装精度。
        2）为保证预埋件的埋设精度，在埋件安置调整好后，采用焊接的方法将其点焊于土建已施工完成的钢筋上，以保证其安装定位准确与稳固。
        3）在埋件定位之后，立即进行测量复核。在满足规范和设计允许偏差要求后，即可移交下道工序进行混凝土浇注施工。
        4）预埋件固定后，在浇捣砼时，由于受振动和砼倾倒流淌时的侧向挤压会有偏移。因此，在砼浇捣时应派人监视偏差情况，及时调校正确。
        2.3 成套附墙装置安装
        1）工人在已浇筑混凝土梁上安装附墙装置，并系好安全带与电梯井内架子上，将附墙板安装于预埋爬锥。
        2）根据型钢柱吊点的设置位置，将吊装用钢丝绳绑扎好，同时挂好溜绳与缆风绳，缓慢起钩，将其翻身直立并起吊至安装位置，过程中安排两人拉动绳索，调整拼装单元在空中的方向，防止碰撞。
        3）型钢柱到挂板位置后，用缆风绳拉稳挂于32螺纹钢上，即用备好的螺栓拧紧，型钢柱上端槽钢需紧贴梁侧面，吊装完毕，如图2.3-1。

        图2.3-1 型钢柱安装节点三维图
        2.4 爬模吊装
        1）核心筒大跨度梁处共有爬模上架体、下架体各4榀，首层安装时将北侧（11层收分侧）上架体和下架体独立安装，并且分为两个独立单元安装，即两榀上架体为一个独立单元，两榀下架体为一个独立单元。11层墙体收坡时，将上、下架体分为两个单元吊至地面摆放。
        2）待附墙装置安装好后，下架体分为两个单元由塔吊直接吊挂至大跨度梁上，旋转附墙撑撑在型钢柱上直至下架体垂直，再将上架体吊装至已安装好的下架体处，再次拧紧附墙撑，保证上下架体垂直。
        3）吊装爬模架体应采用四条同长度钢丝绳，过程中应挂好缆风绳稳住爬模架体，防止碰撞爬模，切不可强行、盲目吊装。爬模架体吊装时每层必须清理干净无杂物，现场有爬模专业技术人员指导。
        2.5 附墙装置周转
        1）在爬模主平台对应型钢柱位置开有一致大小孔洞并装有活动盖板，待混凝土浇筑完毕，从洞口处将下层型钢柱吊装挂至已浇筑混凝土梁。
        2）吊装过程中应挂好溜绳与缆风绳稳住型钢柱，防止碰撞爬模，切不可强行、盲目吊装。
        2.6 爬模施工
        1）按爬模操作规程爬升爬模后，拧紧附墙撑撑于型钢柱上，操作过程中在两侧墙端拉通常水平线，使4对附墙撑在同一面上保证爬模架体的平稳。
        2）施工过程中应保证爬模每层无材料堆积，严禁材料直接吊放于架体平台上。
        3）遇有大风等恶劣天气，需采取措施将架体上端用钢丝绳连接于主体结构上，防止架体受突然大风荷载导致型钢柱变形，如图2.5-1。

        图2.5-1 附墙系统安装效果图
        3 施工技术要点
        3.1 材料要求
        本工法所需材料如表3.1-1所示。
        表3.1-1 材料用表

        3.2 设备要求
        本工法安装所需工具设备如表3.2-1所示。
        表3.2-1 安装机具用表

        3.3 质量控制措施
        1）周转式型钢支撑应体现从原材料、加工制作、使用前质量检查、使用过程中的质量控制等全过程质量控制，同时还应做好不间断的维修保养。
        2）制定对爬模体系周转式型钢支撑专用质量检测表格，分别对型钢支撑规格、制作时的焊缝长度、使用过程中的变形进行检查。一旦发现变形超过允许偏差的需立即更换型钢支撑。
        3）对大梁需进行支模后测量检查、浇筑过程中的看模、浇筑面找平等一系列控制措施，保证安装精度。
        4）为了能够维持周转式型钢支撑的性能，可靠的保障操作人员的安全，操作人员必须对日常使用的操作平台进行一定的维护、保养。
        5）经常检查平台材料连接处焊缝状态，及时清理附着的污物，及时发现和排除出现局部缺陷的趋势。
        6）经常检查槽钢、工字钢及挂件板状态，当出现裂缝或构件变形，应及时进行检修。
        3.4 安全控制措施
        1）进行班前安全技术交底，按照设计图纸进行操作。爬模操作人员须经过严格培训后，方能上岗操作。
        2）爬模安装埋件、挂座时必须系好安全带及其它防护用品。高强螺栓和爬锥连接必须牢固，爬锥面顶到模板面板且不能转动即可。
        3）砼强度必须达到15MPa或以上，方可爬升。
        4）爬模各层平台上应在显著位置标明允许荷载值，设备、材料及人员等荷载应均匀分布，人员、物料不得超过允许荷载；爬模爬升时不得堆放钢筋等施工材料，非操作人员应撤离爬模。
        5）爬升架体或提升导轨前，操作人员检查机械是否运转正常，确认正常方可爬升，架体上不应放过多物料，准备好一切爬升工具再进行爬升。
        6）此技术应用处为大跨度梁，因此需在每层平台处加一圈封闭防护。
        7）安装附墙板及吊装型钢柱时，参加人员必须系好安全带并扣好保险钩，每起吊一段型钢柱前，操作人员必须离开。
        4 总结
        本技术成功应用于广州知识城广场项目，23#办公楼从核心筒11层至25层的爬模施工中所涉及的结构大跨度梁跨度达到12.1m，共设计有4个爬模机位在梁侧。施工过程中通过采用本技术，施工便捷、安全可靠，既保证了爬模施工的可靠性又节约成本、绿色环保。达到了设计、质量、安全文明施工、成本、工期等各项控制指标，具有在同类工程中应用及推广的价值。
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