专项施工方案爬模施工方案

1 模板体系分析与选型

1.1 类似超高层建筑核芯筒模板系统

迪拜塔/核芯筒采用液压爬模

俄罗斯联邦大厦/核芯筒采用液压爬模

上海环球金融中心/核芯筒采用格构柱支撑式整体自升钢平台脚手模板系统

广州电视塔/核芯筒采用格构柱支撑式整体提升钢平台模板体系

1.2 不同模板体系特点对比

体系	爬模体系
图示	见图示1
爬升原理	爬模提升机构是依附在已经完成的结构上，随着结构施工而逐层上升，当结构混凝土达到拆模强度而脱模后，模板不落地，依靠机械设备和附着架体将模板和爬模装置向上爬升一层，定位紧固，如此反复循环施工。
优点	1、爬模系统可以形成一个封闭、安全的作业空间； 2、既可直爬，也可斜爬，爬升速度快； 3、可整体爬升，单榀爬升，适应结构变化能力强，爬升过程平稳同步安全； 4、模板随爬升系统一起爬升，可减少人工作业量及模板周转对塔吊的依赖； 5、除了因为建筑结构的要求（如墙体变截面或伸臂桁架牛腿处)需要对爬模架改造之外，一般情况下，爬模架一次组装后，一直到顶不落地，即节省了施工场地，又能减少了模板的碰伤损毁，提高模板面板周转次数； 6、抗风能力强，21m/s风速以下可以正常施工，29m/s风速以下不需要加固措施。29m/s风速以上加固措施：只需将模板保持合模状态即可； 7、提供全方位的操作平台，减少了重新搭设操作平台的材料和劳动力； 8、上部开放式设计便于安装钢结构，外墙外爬模单面附着，可灵活拆装； 9、工具式爬升导轨，无需在墙体中埋设支撑杆（架）。
缺点	1、水平构件需要滞后施工； 2、利用混凝土墙体早期强度，尤其墙侧面存在混凝土抗拉需求，需设置多组支撑点； 3、爬模系统在墙体变截面部位需要专门进行节点设计。
体系	顶模体系
图示	见图示2
顶升原理	提升机构利用涡轮涡杆提升机沿预埋在正式结构中的支撑钢柱(或格构柱)向上，提动整个钢平台整体向上，进而带动整个挂架系统向上，整个提模系统可基本达到自行持续向上施工的要求。
优点	1、提模系统可形成一个封闭、安全的作业空间； 2、模板可利用提模系统的电动葫芦向上周转，减少了人工作业量；同时减少模板周转对塔吊的依赖； 3、以格构柱为支撑及核芯筒墙体为基础，垂直承受荷载能力较强； 4、可进行同步提升，并且在养护混凝土同时，进行钢筋绑扎，提高施工进度； 5、可实现变截面处的模板系统提升； 6、通过对槽钢支撑立柱安装精度的控制可以有效解决模板提升过程中偏扭的问题。
缺点	1、水平构件需要滞后施工； 2、采用格构柱或钢柱作为支撑件，钢材耗费大，施工一次性成本高，且格构柱安装，大模板起始用人工较多。

图示1

图示2

1.3 本工程核芯筒墙设计概况及特点分析

本工程核芯筒墙结构有以下特点：

1、核芯筒墙最大高度达268.5米；

2、核芯筒外墙截面沿竖向逐步收小，外墙外侧向内收，共回收600mm，从1000至400mm。最大变化幅度为150mm；

3、核芯筒内墙截面沿竖向逐步收小，变化时为一边变化，共回收100mm，最大变化幅度为100mm；

核芯筒及楼层墙厚变化情况见下表：

楼层	层高（mm）	墙厚（mm）		楼层	层高（mm）	墙厚（mm）
楼层	层高（mm）	外墙	内墙	楼层	层高（mm）	外墙	内墙
L1	7800	1000	400 300	避难层L30层夹层	3200	800	400 300
L1	7800			L31-37	4200	700	400 300
L2~4	5400			L38-44	拖曳声纳4200	550	400 300
L5	6000			L45	3300
L6	4600			避难层L45层夹层	钢结构轻型楼板3200
设备夹层	2170			L46~57	4200	550	300
L7~13	3900			L58	4600
L14	3880	900	400 300	L59	4650
L15	3300		400 300	屋顶层	3.8500	400	300
避难层15夹层	3200		400 300 太阳能恒温器	-	-	-	-
L16-20	4200		400 300 太阳能恒温器
L21-29	4200	蒸汽泵零件800	400 300
L30	3300	蒸汽泵零件800	400 300

4、核芯筒平面图

核芯筒结构平面图

1.4 本工程核芯筒墙体模板体系

根据上述各种超高层建筑模板体系对比分析和应用实例并结合本工程设计特点，考虑采用爬模体系进行核芯筒墙混凝土结构施工。

爬模系统由模板系统、埋件系统、支架系统、液压系统四部分组成，参见下图。

爬模系统总装图

爬模效果图

2 爬模体系设计及施工流程

2.1 爬模体系介绍

2.1.1 液压爬模主要技术性能

1）型号：ZL-ZPM-100型液压自爬模
电控液压升降系统
额定压力	25 Mpa		液压泵站流量			N*2L/min（N为机位数量）
额定荷载	100 kN		油缸行程			400 mm
伸出速度	≈400 mm/min		双缸同步误差			≤20 mm
图示3
爬模标准构造图
架体系统
架体支承跨度				≤5m（相邻埋件点之间距离）
架体高度				14 m
架体宽度	外架体上平台①			2.40m	内架体上平台⑥		8.00m
	外架体平台②			1.60m	内架体主平台⑦		8.80m
	外架体主平台③			3.00m	内架体液压操作平台⑧		1.60m
	外架体液压操作平台④			3.00m	内架体液压操作平台⑨		交警制服 1.60m
	外架体吊平台⑤			1.60m	内架体液压操作平台⑧’		1.00m
					内架体液压操作平台⑨’		1.00m
					内架体吊平台⑩		2.85m
2）爬升机构：有自动导向、液压升降、自动复位的锁定机构，能实现架体与导轨互爬的功能。
3）承载能力：
平台编号	平台宽度（m）	承载力（kN/m2）

①	2.40	4.0；0.75（爬升时）
②	1.60	1.0（不参与荷载效应组合，仅用于纵向联系梁计算）
③	3.00	1.0
④	3.00	1.0
⑤	1.60	1.0（不参与荷载效应组合，仅用于纵向联系梁计算）
⑥	8.00	4.0；1.5（爬升时）
⑦	8.80	1.0
⑧	1.60	1.0
⑧’	1.00	1.0
⑨	1.60	1.0
⑨’	1.00	1.0
⑩	2.85	1.5
注：只允许两层平台同时承载。
4）爬升速度：10分钟/米。

图示3

2.1.2 模板系统设计

2.1.3 爬模架布置示意

标准层架体布置
图示4
架体组成	如上图所示，本工程共布置80个机位。其中外墙单侧液压爬模机位28个，核芯筒内筒单侧液压爬模机位24个，双面桁架式抬梁架体14榀（28个机位）。每个机位设有一个油缸、一套动力单元及一个电控箱；利用动力单元提供动力带动整个爬模平台爬升。整个爬模系统在核芯筒作业面形成一个封闭、安全并可独立向上施工的操作空间。爬模架爬升可以分段、分块或单元整体爬升。
模板固定方式	液压自爬模的模板安装在架体上，与架体同时爬升，模板设有后移装置，可以水平后移600mm，方便模板拆除及清理，模板后移完成后可以有空间进行模板清理，避免了模板爬升后清理混凝土可能对钢筋产生的污染。芯筒内部角模可后移300mm左右，可从角模侧边进行模板清理。

图示4

2.1.4 平台所用型材及型号

爬模平台型材表

名称	材质	规格	图示
外爬模上平台横梁	Q235	2[10	图示5
外爬模上平台内立杆	Q235	□100*3
外爬模上平台外立杆	Q345B	2[14
外爬模上平台桁架上/下斜杆	Q235	□1003/□1005
外爬模主平台横梁	Q345B	2[28b
外爬模主平台次梁	Q345B	2[12
外爬模主平台内立杆	Q235	□100*3
外爬模主平台外立杆	Q345B	2[14
外爬模承重三角架立杆	Q345B	2[32b
外爬模承重三角架横梁	Q345B	2[25b
外爬模承重三角架斜撑	Q345B	D160*4.5圆管
外爬模液压操作平台横梁	Q235	2[10
外爬模液压操作平台立杆	Q235	□100*3
外爬模吊平台横梁	Q235	2[10
外爬模吊平台立杆	Q235	□100*3
上平台、中平台、液压平台、吊平台次梁	木梁	H2008040*25
内爬模上平台横梁	Q345B	2[20
内爬模主平台横梁	Q345B	钢板组焊截面
内爬模主平台次梁	Q345B	2[20
内爬模液压操作平台横梁	Q235	输电线路覆冰2[10
内爬模吊平台横梁	Q235	2[10
内爬模立杆	Q235	□100*3
外爬架及内爬架爬模上平台	Q235	2.5mm厚花纹钢板
各平台次梁	Q235	双20#C型钢

图示5

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