高凱飛

(中鐵十八局集團(tuán)有限公司國(guó)際公司，天津 300350)

在現(xiàn)代化背景下，很多高層建筑工程、超高層建筑、大規(guī)模構(gòu)筑物在我們生活、工作及出行中起到了至關(guān)重要的作用。全球建筑市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，如何將更加科學(xué)、更加合理、更加安全高效的施工技術(shù)應(yīng)用到工程施工中，是各大施工企業(yè)急需解決的問(wèn)題[1]。目前模板施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用在高層建筑及超高層建筑施工中，但傳統(tǒng)模板施工技術(shù)存在很多缺點(diǎn)，比如：搭設(shè)難度大、施工工序繁瑣、安全性差、成本高等。而多形式液壓爬模施工技術(shù)的出現(xiàn)，有效解決了傳統(tǒng)模板施工技術(shù)的弊端，具有操作更改簡(jiǎn)便、安全性更高、更加節(jié)省材料、施工工期短等優(yōu)勢(shì)，得到了廣泛推廣和應(yīng)用。多形式液壓爬模施工技術(shù)主要通過(guò)液壓油缸頂升裝置來(lái)促使模板在墻體上自行爬升，因此，在保證施工安全、提升施工效率、縮短施工工期等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，也是住建部門(mén)頒發(fā)的十項(xiàng)新技術(shù)之一[2]?；诖耍_(kāi)展多形式液壓爬模在企業(yè)大廈中組合應(yīng)用的研究就顯得尤為必要。

1 工程概述

卡普特項(xiàng)目位于迪拜Jumeirah Lakes Towers 地區(qū)，占地面積5 265 m2，總建筑面積85 809 m2，建筑檐高188.21m。項(xiàng)目主體為4B+G+M+2P+45+ROOF公寓主樓和4B+G+M+2P+14酒店附樓，其中4層為地下停車，每層建筑面積5 043 m2，地面以上G層、M層到2層停車樓、第三層為改建的公寓樓，每層建筑面積4 690 m2；5～18層，每層建筑面積2 138 m2，其中附樓為酒店，主樓為公寓；19層以-50層為公寓，每層建筑面積1 128 m2，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.4 m，是一座包含酒店和公寓的混用型高層建筑。

2 多形式液壓爬模的結(jié)構(gòu)和工作原理

2.1 多形式液壓爬模結(jié)構(gòu)

多形式液壓爬模是一種全新模板施工技術(shù)，相比于傳統(tǒng)模板施工技術(shù)，具有施工效果更好、更加安全、施工質(zhì)量更高等優(yōu)勢(shì)，具有非常廣泛的應(yīng)用前景，主要由爬升裝置、外組合模板、移動(dòng)模板支架等部分共同組成，具體結(jié)構(gòu)示意圖(見(jiàn)圖1)。

圖1 多形式液壓爬模結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 多形式液壓爬模工作原理

多形式液壓爬模施工中，主要?jiǎng)恿τ梢簤合到y(tǒng)提供，爬架在指定軌道上運(yùn)行，完成模板提升工作。在具體爬升過(guò)程中，導(dǎo)軌和爬架主要起支撐作用，都安裝預(yù)埋錨板之上。因此，二者之間并無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。退模之后，預(yù)埋錨錐的主要作用是連接螺桿、錨板等構(gòu)件，通過(guò)調(diào)整步進(jìn)裝置完成導(dǎo)軌的頂升作業(yè)，在具體施工過(guò)程中，附墻是固定不動(dòng)的，但導(dǎo)軌頂升到指定位置后，鎖定在錨板之上[3]。解除爬架上裝置手柄方向頂升的爬模，導(dǎo)軌保持不動(dòng)，準(zhǔn)備下一個(gè)行程爬升，直到完成整個(gè)爬升過(guò)程，具體的工作原理示意圖(見(jiàn)圖2)。

圖2 多形式液壓爬模工作原理示意圖

3 支架結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算分析

ZPM—80外部托架包括錨，壁掛式支撐，鋼軌，攀爬支架，模板和液壓裝置。風(fēng)荷載作用下的外支架是最不利的，因此選擇外支架進(jìn)行計(jì)算。平臺(tái)最大寬度為9.1 m(帶有2個(gè)支架)，最大高度為13.85 m，具體自動(dòng)攀登支架結(jié)構(gòu)圖(見(jiàn)圖3)。

計(jì)算條件包括施工階段和爬升階段。在計(jì)算風(fēng)荷載的情況下，僅考慮施工階段平臺(tái)1和2的活載，及僅考慮爬升階段平臺(tái)3和4的活載。

3.1 負(fù)荷計(jì)算

加固綁扎和鋪設(shè)的上部平臺(tái)，工作負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)為4.0 kN/m2；主平臺(tái)，工作負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)1.0 kN/m2；液壓操作平臺(tái)，工作負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)1.0 kN/m2；懸掛平臺(tái)工作載荷標(biāo)準(zhǔn)1.0 kN/m2；工作負(fù)荷計(jì)算表(見(jiàn)表1)。

圖3 自動(dòng)攀登支架結(jié)構(gòu)圖

部位施工荷載/(kN/m2)平臺(tái)長(zhǎng)度/m平臺(tái)寬度/m局部負(fù)荷系數(shù)設(shè)計(jì)荷載數(shù)據(jù)F/kN總荷載/kN平臺(tái)14.005.12.85平臺(tái)21.005.12.85平臺(tái)31.005.12.85平臺(tái)41.005.11.91.481.420.3520.3513.57135.66

負(fù)荷計(jì)算中的相關(guān)參數(shù)，工作活荷載-各平臺(tái)的工作荷載力；平臺(tái)長(zhǎng)度-平臺(tái)長(zhǎng)度分配給每個(gè)液壓?jiǎn)卧瑢挾茸畲?.85 m；平臺(tái)寬度-平臺(tái)木板寬度；局部負(fù)荷系數(shù)有效選擇1.4；加載設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)-出于強(qiáng)度考慮，等于加載標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)×部分加載系數(shù)[4]。

3.2 一個(gè)支架的靜載

模板靜載它是65 kg/m2，每個(gè)液壓?jiǎn)卧畲?.3×4.536/2 =14.288 m2,部分負(fù)載系數(shù)：1.5，因此模板靜載：14.288×65×10/1 000×1.5=13.71 kN[5]。

上支架自重為：3.6 kN×2/2=3.6 kN,2.4 kN×2=4.8 kN；下支架自重為：9.5 kN;偏載系數(shù)：1.2

總重量：(3.6+4.8+9.5)×1.2=21.48 kN

單缸提升力為3.14×50×50×25/2=98 125 N=98.125 kN，20.35+13.57+14+19.19+14.25=81.36 kN<98.125 kN，因此其結(jié)果符合要求。

4 多形式液壓爬模在企業(yè)大廈中的組合應(yīng)用

4.1 液壓爬模安裝

多形式液壓爬模在具體應(yīng)用中，支架通常情況下主要安裝步驟包括四個(gè)環(huán)節(jié)：

(1)先按照工程要求，澆筑混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求之后，再安裝移動(dòng)支架及其他承重架。

(2)進(jìn)行混凝土第二階段澆筑，安裝軌道、步進(jìn)裝置等部件。

(3)進(jìn)行第一次爬升操作，模板安裝完成之后，進(jìn)行吊架平臺(tái)安裝，并合理修飾爬架。

(4)完成第二次爬升之后，再進(jìn)行電梯入口平臺(tái)安裝。

4.2 錨錐預(yù)埋

為保證多形式液壓爬模能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用和價(jià)值，在具體施工中，要先將錨錐安裝在附墻之上，通過(guò)精軋鋼筋及高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行固定，避免發(fā)生移動(dòng)[6]。在具體爬升過(guò)程中，錨錐主要起著承載力的作用，利用高強(qiáng)度螺栓固定在外模板上，錨錐具體埋設(shè)情況(見(jiàn)圖4)。

圖4 錨錐預(yù)埋示意圖

4.3 液壓爬模系統(tǒng)壓載試驗(yàn)

當(dāng)多形式液壓爬模安裝完成之后，需要進(jìn)行全面系統(tǒng)的壓載試驗(yàn)，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。就案例工程而言，施工設(shè)計(jì)的最大荷載為60 t，為保證施工對(duì)承載力的要求，單面爬架承受的荷載不能低于10 t，因此，需要按照最大荷載的1.3倍進(jìn)行壓載試驗(yàn)，最大試驗(yàn)荷載為13 t，具體壓載試驗(yàn)過(guò)程為：選擇13 t沙袋，爬模完成之后，分層進(jìn)行堆載試驗(yàn)。在具體堆載過(guò)程中，為保證壓載試驗(yàn)的效果，要密切關(guān)注爬架各受力結(jié)構(gòu)的受力變形情況，13 t沙袋全部堆載完成之后，穩(wěn)載10～15 min再卸載，進(jìn)行下一面爬架壓載試驗(yàn)，并對(duì)各項(xiàng)壓載數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄[7]。確認(rèn)多形式液壓爬模系統(tǒng)滿足施工要求之后再開(kāi)始正常節(jié)段施工。

4.4 爬架第一次爬升安裝

當(dāng)爬架爬升到指定位置，進(jìn)行修飾吊架平臺(tái)安裝，其主要作用是為錨錐拆除和混凝土表面修補(bǔ)工作提供操作平臺(tái)。下吊架結(jié)構(gòu)通過(guò)拼裝完成，由螺栓和銷軸連接，在搭設(shè)好的支架上完成拼裝操作[8]。各構(gòu)件預(yù)拼裝精度要滿足表2中的要求。

表2 各構(gòu)件預(yù)拼裝精度要求表

4.5 軌道爬升

當(dāng)混凝土澆筑后強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，才能進(jìn)行軌道爬升操作，本工程軌道爬升操作過(guò)程為包括以下幾個(gè)步驟：

(1)將錨板安裝在預(yù)定位置，并用高強(qiáng)度限位梢進(jìn)行固定，擺正步進(jìn)裝置，保證擺桿向上，再進(jìn)行彈簧復(fù)位器安裝。

(2)步進(jìn)裝置上的爬箱擺桿打向下方，進(jìn)行伸出液壓缸和縮回液壓缸操作，把軌道撐腳撐在混凝土面上；

(3)重復(fù)上述步驟，促使軌道良好地掛在爬靴上并撐在混凝土面上[9]。

4.6 爬架爬升

當(dāng)軌道固定在設(shè)計(jì)位置之后，就可以進(jìn)行爬架爬升，具體方法為：先放下支撐，距離混凝土面1.2～1.5 cm左右；其次檢測(cè)步進(jìn)裝置擺桿，保證其處于朝下放置；然后開(kāi)啟所有液壓缸雙向球閥，并抽出安全銷軸；最后完成爬架爬升操作。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文分析了多形式液壓爬模在企業(yè)大廈中的組合應(yīng)用，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：首先，應(yīng)用多形式液壓爬模滿足了企業(yè)大廈施工的各項(xiàng)要求，對(duì)多形式液壓爬模進(jìn)行了負(fù)荷及一個(gè)支架的靜載的有限元

計(jì)算分析，承受能力滿足承載力的要求，安全系數(shù)比較大。其次，在多形式液壓爬模系統(tǒng)工作中，外架和內(nèi)平臺(tái)相互獨(dú)立，局部位置僅通過(guò)翻板通道相互連接，缺乏硬性連接，所以，在施工中對(duì)墻體內(nèi)勁鋼及剪力墻施工的影響比較小。最后，為充分發(fā)揮出多形式液壓爬模施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和作用，必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的工序，合理安裝，并保證各道工序的質(zhì)量，才能保證后續(xù)工作安全、高效的開(kāi)展。