摘要：本文介绍了爬升模板施工技术在本项目中的成功应用，总结了其工作原理、工艺流程及相比传统支模方式的优越性。
关键词：超高层；爬升模板系统；施工技术
1.前言
在超高层建筑施工中，相比传统模板支设方式，液压自动爬升模板系统在安全性、经济性和便捷性上拥有明显优势，可以更好地保证施工安全，提高施工速度，节约工程资金。该系统在本项目主塔楼的应用取得了良好的效果，达到了预期的安全、质量、经济指标，为项目节省了大量的资源和成本，也为集团向房建领域进军打下了坚实的市场基础。
2.工程概况
中交汇通横琴广场工程是中国交建首个超高层高端城市综合体开发项目，位于珠海市横琴新区十字门商务区核心地块离岸金融岛，总投资额约43亿，预计2019年全部竣工。总用地面积32453.77m2，总建筑面积280903.56 m2。其中主塔楼为钢管混凝土框架+核心筒+伸臂桁架结构，建筑面积124622m2，地下部分4层，地上部分62层，标准层层高4.5m，建筑高度309.5m，核心筒结构高度299.4m。
主塔楼核心筒竖向结构施工采用液压自动爬模系统，爬模系统由模板系统、爬升系统和架体系统组成。爬模系统施工情况见图2-1、2-2。
图2-1 爬模系统施工情况 图2-2 爬模架体平台
3.液压自动爬升模板系统概述
液压自动爬升模板系统主要由模板系统、爬升系统和架体系统组成[1]，其中模板系统负责剪力墙混凝土施工，爬升系统负责完成整个爬模的爬升工作，架体系统提供操作人员的工作面和材料的堆放平台。三个系统相互组合成有机整体，完成核心筒竖向结构的施工工作。
为保证爬模施工的本质安全，采用封顶、封底钢平台爬模体系。不仅解决了安全防护要求，而且增加了钢筋堆放平台的范围。在内爬塔吊周边设置翻板，并考虑每十层设置水平兜网一道保证安全。
在钢筋绑扎平台、混凝土浇筑平台处设置安全防护栏杆确保施工作业人员安全操作，防止高空坠落事故发生。
CLIMBING80操作平台荷载参数图
3.1模板系统
模板系统形式为钢框木模板，其中木模板采用维萨建筑模板。维萨建筑模板（WISA-Form birch）是专用于建筑混凝土浇筑使用的高等级建筑模板，采用北欧寒带桦木作底板，正反两面酚醛树酯整体覆膜，可防止整体形变，寿命远高于其他类型的模板。胶合等级达到欧洲标准EN314-2：CLASS3、EXTERIOR，模板两面均有120g/m2或220g/m2的酚醛树脂覆膜，采用高温热压的方法，将深棕色的酚醛树酯膜覆在模板的两面。酚醛树酯覆膜坚固光滑的表面可以使脱模非常容易，能够达到清水混凝土浇筑效果，同时由于具有强度高、重量轻、抗候抗沸性和耐磨性好的特性，能抵抗风吹日晒和绝大多数化学物质的腐蚀，并且能够耐受沸水的煮泡和抵抗混凝土对模板表面的磨损，因此可以确保模板拥有很高的周转次数。
图3-1 维萨建筑模板 图3-2 焊接钢框组合龙骨
维萨模板背面采用由方钢管切割、焊接组合拼接而成的钢框龙骨架，用以增强大模板的整体强度和刚度。模板与钢框的连接采用铆钉连接方式。
图3-3 大模板下料图纸示例
图3-4 将维萨板与钢框组合成大模板
3.2爬升系统
爬模的爬升系统包括动力装置（液压动力柜）、爬升导轨、爬升器（千斤顶）、预埋爬锥与悬挂靴等[2]。其中，动力装置采用一台RL-K液压动力柜，通过该动力柜把电磁能转化为液压能，利用SKE50-RL千斤顶液压杆伸缩带动平台上升，从而实现架体整体爬升。整个爬模系统一共有76个千斤顶机位，爬升时千斤顶同步伸缩保持爬模架体平稳爬升。
爬模机位布置概况
根据核心筒结构变化，爬模爬升过程中机位做出适当调整，共调整2次，具体变化层位于25层，从2层到24层是76个，从25层到45层是70个，从46层到屋顶层是64个，共减少12个机位，爬升至相应楼层拆除多余爬模架体。
核心筒内外侧架体分别爬升。先爬升内侧架体，爬升完成后再爬升外侧架体。2层到24层内侧液压爬升架体SKE50合计22榀，液压爬升架体CLIMBING80合计16榀，一次性同步爬升。外侧液压爬升架体SKE50合计38榀。25层到45层内侧液压爬升架体SKE50合计22榀，液压爬升架体CLIMBING80合计16榀，一次性同步爬升。外侧液压爬升架体SKE50合计32榀。从46层到屋顶层内侧液压爬升架体SKE50合计22榀，液压爬升架体CLIMBING80合计16榀，一次性同步爬升。外侧液压爬升架体SKE50合计26榀。
爬升系统爬升的运作原理如下：大模板退模→爬升器带动导轨提升一层→拆除下部悬挂靴→将拆除的悬挂靴安装至上部预埋件位置→待导轨伸入上部悬挂靴时插入安全销→拆除中部悬挂靴的安全销→爬升器带动架体提升一层→架体爬升至上部悬挂靴时插入安全销。
图3-5 液压动力柜与无线遥控系统
图3-6 预埋爬锥与悬挂靴构造
爬模液压体系布置概况：液压柜为多卡配套设备，输出压力值为300kg，采用2种液压管道分别为：大油管为6分管直径DN19，长度6m/根；小油管为2分管直径DN8，长度12m/根。油管的总长度可以根据现场爬模架体系统安装布置情况进行调整。
图3-8 爬模架体剖面图
（1）爬模架体竖向分层说明
爬模架体共分为6层，其中电梯井筒内设楼梯通道下挂2层，共8层。
图3-9 爬模架体竖向分层图
（2）爬模平台平面分层说明
爬模钢筋绑扎及混凝土浇筑平台（+3）和最下层平台（-2）设计为大钢平台。
1）+3平台布置概况
液压爬模+3层操作平台的活荷载标准值为1.5KN/m2；
图3-11 爬模平台-2层布置图
图3-12 爬架内侧大平台剖面图
在3#塔楼核心筒电梯井筒内布置布料机2台，型号为HGY21，布料机随爬模平台同时爬升。按照布料机工作状态荷载对下端承载平台进行设计，每台布料机增H300×300×10×15（Q345B）钢梁两根，固定在爬模架体上。具体位置在IP6~IP11六处架体上，平面图如下：
图3-13 布料机平面布置图
图3-13 布料机布置立面图
爬模体系共设计楼梯6处，分别位于爬模架体东、西两侧和电梯井筒内。具体详见下图：（外侧架体上2套、内侧架体上2个、电梯井筒内2个，其中电梯井筒内爬体为下挂爬体，负责塔楼核心桶内垂直运输）
考虑到施工人员上下塔楼便利，施工电梯爬升至电梯井爬架系统底部以下2层标高位置，由原爬架系统向下延伸2层标高与电梯同层并设置爬梯。由此施工人员可以自施工电梯和爬架系统爬梯，通行至施工作业层。1F至结构施工作业层行走路线。
1）1F结构层电梯至IP7榀爬模架体-4层平台下方2层结构楼板；
2）IP7榀爬模架体-4层平台下方2层结构楼板至IP10榀爬模架体-6层平台；
3）IP10榀爬模架体-6层平台至IP10榀爬模架体-3层平台；
4）IP10榀爬模架体-3层平台至同层结构楼板；
5）IP10榀爬模架体-3层平台同层结构楼板至外侧P3榀爬模架体、外侧P10榀爬模架体；
6）由外侧P1榀~P14榀爬模架体自由进行各榀爬模架体、各平台层通行。
图3-14 爬模楼梯通道示意图
4.爬模施工工艺
4.1总体施工工艺流程
采用液压自动爬模系统的主塔楼一个标准层的施工流程如图4.1所示。
图4-1 总体施工工艺流程图
4.2爬模安装工艺流程
爬模系统安装施工流程为[3]：预埋爬锥→吊装下挂平台→安装导轨→吊装上挂平台→绑扎钢筋→吊装钢框木模→螺栓加固→浇筑混凝土→拆除螺杆、退模→爬升→绑扎钢筋→螺栓加固→混凝土浇筑（循环）。
详见表4-1所示。
4.3爬模爬升工作流程
爬模系统的爬升流程为：待提升架体处于起始位置→利用缩回千斤顶爬升导轨→利用伸长千斤顶爬升架体→架体处于新的位置。如图4-2所示。
图4-2 爬模爬升工作流程
4.4混凝土浇筑工作流程
一个浇筑节的工作循环包括：绑扎钢筋→退模→安装悬挂靴→爬升导轨→调整提升平台→爬升→合模→浇筑下个节段。如图4-3所示。
图4-3 爬模浇筑工作流程
4.5爬模整体爬升技术
①伸臂桁架层整体爬升技术
伸臂桁架层在设计爬模时，桁架伸出垂直投影位置已完全避开，增加翻转平台板，爬升至伸臂桁架所在楼层时打开翻转平台，爬升过后复位；同时，伸臂桁架垂直投影位置上钢框木模拆除，根据现场具体尺寸，改用散拼模板，一次性浇筑完成；待液压爬模系统爬升至上一层，散拼模板拆除，恢复原状。
图4-4 可翻转平台示意图
图4-5 动臂塔吊处翻转平台示意图
②动臂塔吊与爬模交替爬升技术
本工程采用2台动臂塔吊进行作业，牛腿埋件位置对应部位内侧架体采用翻板覆盖，塔吊牛腿可在架体-2层平台进行焊接，爬升时打开翻板，如图4-5所示。
4.6爬模爬升规划
本工程爬模共计爬升64次，其中21和42层爬升2次，其余楼层每层爬升一次，，非标准层层高调整采用散拼木模板。
塔吊规划爬升17次，每17m爬升一次。塔吊上部自由高度20m，爬模每爬升4层约18m，按爬模爬升规划适时调整动臂塔吊钢梁预埋位置，保证爬模施工与动臂顶升互不冲突。
图4-6 爬模规划图
5.爬模系统效益分析
采用液压自动爬升模板系统与采用传统木模板相比，取得的经济效益主要体现在以下几个方面：
（1）本工程爬模所用钢框木模板预计周转次数为60次左右，大大高于普通木胶合板模板5次左右的周转次数；并且模板自重轻，拼接工具化，安拆便捷，节省人工30%，节省安拆工期40%，施工速度大大提高。浇筑完成后混凝土表面质量好，能做到免抹灰效果，节省抹灰费用。经过计算，本工程采用爬模与传统木模相比，最终可以节约资金396万元左右。
（2）钢框木模板是新型的绿色环保建材，回收价值高，经多次周转使用后，其钢材可回收，循环利用，不会对环境造成污染。施工现场不需要再加工，避免现场加工时产生的建筑垃圾，使环境保持整洁有序，减少噪音污染。
（3）通过爬模与布料机一体化技术，将布料机与爬升系统相结合，能够大幅减少重复繁琐的布料机吊装、拆装工作量，减轻工人工作负担，缩短动臂吊租用天数，缩短标准层施工时间，从而缩短工期，在人机料各个方面节约支出，提高经济效益；同时减轻泵管安装施工的工作量，上部布料机随平台爬升，只需在底部续接泵管节即可延长泵管，避免了每层都重复搭设泵管的情况出现，能够节约人力物力、缩短工期。
6.结语
液压自动爬升模板系统在本超高层项目施工中得到了成功应用，充分体现了其在超高层施工中的优越性。相比传统木模板施工，爬模系统施工主要具备以下几条特点：
（1）大大缩短工期。采用爬模后超高层核心筒标准层施工工期为4～5天，而采用普通模板施工则需要7～8天。
（2）节约资金。爬模系统的大模板理论上可以保证核心筒施工全过程周转使用，而传统木模板只有4～5次的周转次数；另外，通过选用功率适当的液压动力柜等电气设备，最大限度地节约能源。
（3）施工更加安全、便捷。爬模系统架体由电动智能操控，同时提供6层施工平台供各工种人员施工，平台层间上下通道畅通，保证了操作人员安全、便捷、有序施工。
（4）为了更加充分地利用爬模系统，首层直接采用爬模大模板施工，避免了额外采购模板所需的材料支出。
（5）研究制定专项技术措施，实现核心筒内部动臂塔吊-爬模交替爬升和伸臂桁架层整体爬升，保证动臂塔吊提升与爬模施工互不影响，避免了爬模重复拆装带来的额外工作量。
以上诸多特点既保证了施工的安全、便利，又提高了施工效率、有效的节约了成本，具备大面积推广的意义。液压爬升模板系统在本工程的应用取得了较好的效果，达到了预期的安全、质量、经济指标，为项目节省了大量的资源和成本，获得了业主、监理和总承包方的一致好评，并为同类项目推行液压爬模系统提供了一定的借鉴经验。
参考文献
[1]王斌，冯涛.超高层建筑核心筒液压爬模施工技术[J].建筑技术，2011，42（9）：797-800.
[2]夏卫庆，胡玉银，顾国明，等.上海外滩中信城核心筒液压爬模施工设计[J].建筑施工，2010，32（3）：251-252.
[3]陈耀钢，徐鹤松，董年才.超高层建筑核心筒液压爬模施工技术[C]// 中国建筑学会建筑施工分会2013年年会暨2013年超高层建筑工程技术交流会.2013：83-85.
论文作者:徐乐华,陈明宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/26
标签：模板论文; 液压论文; 系统论文; 平台论文; 塔吊论文; 模架论文; 核心论文; 《建筑学研究前沿》2018年第28期论文;