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超高层核心筒整体模板技术研究

作者:鹏程木业发布:2018-01-31 08:41标签:模板施工方案

  【摘要】目前超高层结构多以核心筒加外框形式,竖向结构比较统一。在施工过程中,模板体系的合理选择会影响到整个核心筒混凝土施工。通常情况下,超高层建筑的施工空间相对狭窄,所以采用合适的模板施工方案至关重要。为此,本文主要对核心筒易变形的因素及超高层核心筒整体模板施工工艺进行了分析与探究。

      施工核心筒的传统做法是采用扣件式钢管脚手架搭设,散拼木模板加对拉丝杆的支模方式,脚手架不能沿着建筑物连续搭设,需要预留预埋型钢作支撑,这就使得核心筒的施工工作量大,空间小。为适应混凝土工程对模板管理要求,提高科学性、适用性和经济性,施工中选用的核心筒的模板形式主要为液压自动爬升模板系统和整体提升钢平台模板体系两种。

    1 核心筒易变形因素分析

      1、风荷载的变形。随着高耸建筑的高度越来越高,柔度越来越大,而阻尼越来越小,对风的作用越来越敏感。因此,侧向荷载在总荷载中占有相当大的比重。除了地震作用外,主要的侧向荷载是风荷载。虽然风荷载没有地震荷载那样强烈,但是在该地区风的作用是极其的频繁,风荷载是一种重要的设计荷载。

     2、温度效应的变形。超高层建筑物跨季节施工因气温变化而引起的温度效应。高层建筑由于工程量大往往施工工期较长,需要跨季节跨年度施工。因为不同季节的气温有所变化,冬季和夏季的室外温度有温差,结构构件的温度与该构件在混凝土浇筑时的温度有较大的温差。于是,构件发生温差变形,而结构受到基础和地基的约束,构件之间也互相约束,从而产生温度内力的重分布。建成使用后,由于室内外温差而引起的温度效应。主要产生日照温度荷载和骤然降温温度荷载。建筑物的内部多布置空调,外露结构长期受到气温和日辐射作用,室内外的温差也会产生建筑物自己的内力和变形,混凝土结构甚至出现裂缝。混凝土结构的 大温差的分布位置与结构方位、表面朝向、工程所处的地理位置有关。

    3、收缩与徐变引起的变形。超高建筑物的自重大,随着施工高度的增加,建筑物的下部柱子的轴向变形会逐渐加大。特别是在考虑混凝土的收缩、徐变因素后,工程竣工时下部几层的实际层高低于设计标高。徐变和收缩是混凝土在长期荷载作用下的固有特性。由于内外筒的材料特性及应力水平的差异,将导致混合体系产生显著的竖向变形差。随着时间和环境的变化,结构体系将发生显著的内力重分布,同时也会给非结构构件带来不利影响,甚至可能影响设备的安装和使用。

   2 超高层核心筒整体模板施工工艺

  目前国内超高层核心筒施工常用的模板体系有自爬模和顶升钢平台系统。结合工程实例,针对超高层核心筒混凝土结构模板体系的搭设、使用、爬升等过程进行多角度探讨,为超高层核心筒模板施工给出建议。

      1、液压自动爬升模板系统

      液压自动爬模系统是国内的企业通过引进国外先进技术又结合自主创新生产的产品,现如今已经得到广泛的使用。相比于传统的施工方式,液压自爬模系统能够在节省人力、物力资源的同时,提高施工的质量,尤其在超高层建筑中的应用越来越广泛,已经逐渐成为高层建筑物施工时的首选模板体系。
     (1)液压自爬模系统的模板部分
     在液压自爬模系统中的模板部分主要为木胶合板、钢背楞、木工字梁和专用的连接件,木胶合板与木工字梁之间用自攻螺丝和地板钉连接,竖肋的两边对称的设置两个吊钩,竖肋和横肋的连接用连接爪。
    (2)液压自爬模系统的施工安全技术措施
      第一,安装模板前按照方案配备合格的人员,确定其职责,并对有关人员进行技术交底。
      第二,必须在确定墙体的混凝土强度达到规定的要求后才可以安装爬模。
      第三,爬模上的零件安装时必须拧紧并固定到位,经常插拔的零件要格外注意用细钢丝再进行固定。
      第四,操作平台上要按照有关规定设置灭火器,施工消防供水系统必须随爬模系统同步布置。
      第五,安装爬模结束后,需要有关负责人进行检查验收,验收合
格签字完毕后才可以投入使用。如果验收合格后想要进行修改,需要取得设计负责人的同意,不可以私自拆改。

      第六,夜间禁止安装和搭设架体。

  (3)液压自爬模系统的拆除技术要点

    依次用塔式起重机拆除吊下模板、模板桁架系统、导轨、液压系统、配电装置以及主平台跳板和液压控制泵站。然后操作人员在平台上把下层附墙装置和爬锥拆除,与爬梯连接的架体 后拆, 后相关人员从爬梯下来后,把 后一榀脚手架吊下。以上可知,液压自爬模系统安装方便,爬升速度也比较快,只要合理按照规范进行施工,逐渐对其自身性能进行改进和完善,液压自爬模系统也会在更多的民用建筑市场中得到推广。

   2、整体提升钢平台模板体系

      整体提升钢平台模板体系是为了适应超高层建筑的核心筒施工而逐渐发展起来的技术,是我国自主研发的超高层施工技术,它的主要原理是通过由钢梁组成的钢平台与脚手架连接,形成一个全封闭的操作环境,将格构柱放置在混凝土筒体内承重,用电动升板机提升,核心筒墙体内外的整体模板设置在钢平台上,此体系只需要安装一次,它会随结构施工逐层自升,方便快捷,经济可靠。
   (1)整体钢平台体系基本构造。整体钢平台主要由整体钢平台、脚手架、电动升板机、格构柱和大模板组成。整体钢平台位于混凝土结构面的 上面,主要为钢筋材料提供周
转空间,为施工人员提供操作空间。工字钢制作的钢梁组成了钢平台,钢梁与钢平台之间采用螺栓连接,便于拆装。脚手架的构造由吊架、走道板、底部防坠闸板、围栏组成。为了
满足模板整理修改的需要,将吊架分成两部分上吊架分为钢筋和模板两部分,下吊架分为拆模、整修和墙面清理。走道板由角钢框架和钢板组成。格构柱一层一层向上对接,埋在核心筒混凝土墙体内,既是承重构件也是提升钢平台的导轨。通常根据墙的厚度来选择格构柱的截面大小,格构柱的间距则通过承受的荷载来布置。
  (2)整体钢平台体系施工技术
     因为超高层建筑的体型多样化,核心筒也没有标准固定的形状,随着结构高度的增加,核心筒平面的形式也会逐渐变化收缩,所以钢平台也会随高度变化而变化,这并不符合建筑设计的要求。由于平面的形心和重心与原来的设计不一样,所以保持钢平台整体稳定是很有必要的。在对核心筒进行施工时,每次振捣混凝土,都要提升两次钢平台系统。要在钢筋工程和模板工程操作完毕后,对混凝土在钢平台上振捣。本层的模板施工完毕后,在整体钢平台顶部进行混凝土振捣。

    3 结束语

        综上所述,整体提升钢平台模板系统与液压自爬模系统相比更符合国内的施工现状,尤其是超高层核心筒结构。但整体提升钢平台模板系统是近年来国内刚兴起来的,应用年限比较短,还缺少有关的钢平台设计与施工规范,希望在不断的改进与优化下,能在未来得到更大的发展空间。

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