[00140648]超高层建筑施工整体自升钢平台模架体系的研发

一、项目的背景 超高层建筑核心筒的施工作为超高层建筑施工的重中之重,将直接影响整个建设项目的质量、工期和成本。但是,由于核心筒设计日益复杂,施工资源需求量越来越大,再加上作业面狭窄、高空作业危险性大、模板周转周期长等难点,使得施工难度非常大。传统的施工工艺中,核心筒一般采用爬模和提模系统进行施工,存在较多问题,如：爬升次数多,顶升速度慢,模板需要逐块进行支设拼装、内模需要单独用塔吊进行转运;对钢筋和施工机具需要多批次吊运,需要占用大部分塔吊的运力,对其他工序影响较大,单层施工时间较长;在建筑结构变换时,模板体系需要进行高空改装,高空作业难度较大,施工危险性较高。此外,由于超高层建筑大多数位于城市核心区域,施工场地狭小,施工机械和施工材料缺乏设置和堆放的场地,给施工组织造成一定困难。因而亟需在建筑施工的工艺方法、机械装备等方面有所创新和突破。 二、研究的目的及意义 本项目提出的超高层建筑施工整体自升钢平台模架体系,该体系具有安全可靠度高、载重量大、适应性高、环保节能等特点,可较为便利地进行模架整体顶升,可随结构逐层顶升,同时在平台上可堆放施工材料和设置施工机具,既能减少施工过程中的间歇时间又能满足其他施工技术要求,可操作性和经济性优良,可有效地解决超高层核心筒施工的技术难题,缩短模板和架体的支设工期,提高超高层建筑混凝土工程施工效率,降低施工成本。 本项目的顺利实施将会促进我省建筑业发展,提升建筑装备与技术水平,填补省内超高层施工中模架技术方面的空白,对省内其他建筑施工具有引领示范作用。 三、技术原理 超高层建筑施工整体自升钢平台模架体系采用大行程,高能力液压油缸和支撑立柱、箱梁作为模架的顶升与支撑系统,通过在核心筒预留的洞口处低位顶升其上部的钢桁架平台带动模板和挂件上升,完成竖向混凝土结构施工。 超高层建筑施工整体自升钢平台模架体系包括钢平台系统、模板系统、支撑系统、挂架及安全围护系统、顶升系统、控制系统、监控系统七大部分。 四、主要研究内容 1、确定合理的超高层建筑施工智能化液压整体自升钢平台模架体系结构形式,完成整体顶升钢平台模架结构形式的设计。2、对整体自升钢平台模架体系所受荷载及荷载组合进行分析,完成标准构配件和非标准构配件的设计。3、对构件的连接节点进行设计,完成连接节点的节点设计和受力分析计算。4、对整体自升钢平台模架体系的液压顶升油缸的规格及型号进行确定,完成顶升系统的设计。5、利用BIM技术及计算机仿真模拟分析软件,对钢平台模架体系的结构进行受力分析。优化顶升系统和控制系统的设备选型。 6、开发整体自升钢平台模架体系的动态监测及控制系统。 五、经济效益与社会效益分析 超高层建筑施工整体自升钢平台模架体系解决了超高层建筑混凝土核心筒结构施工应对结构频繁变化措施复杂,工期时间长,高空改装作业量大、操作风险高的问题,代表了今后同类工程施工技术发展的方向,推动建筑业的生产力迅速发展。 目前,国家大力倡导绿色施工,超高层建筑施工整体自升钢平台模架体系可形成一个封闭、安全的作业空间。可以有效降低噪音的污染范围,有效地防范光污染,预防火灾事故的发生,为施工周边居民及企业提供良好的生活、工作环境。社会效益较为显著。 五、存在的问题 1、由于时间、资金等条件限制,项目还需进行更加深层次的研究,积累更多经验,以应对建筑业自升钢平台模架行业的迅猛发展。 2、控制系统界面尚需要进一步优化,目前控制界面为树形控制界面,操作较为复杂。下一步将会进一步研究优化操作系统,形成操作简单、信息明确的操作界面。