超高层建筑施工技术创新实践.pdf
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1、超高层建筑施工技术创新实践张琨中建三局近年承建的主要超高层建筑:上海环球北京中国尊武汉绿地中心天津117广州西塔香港环球成都绿地广州东塔武汉中心深圳华润南京青奥重庆国金苏州国金近年来,中建三局围绕制约超高层建筑施工的关键技术问题,开展了系列技术研究与应用。塔机高效运行塔机高效运行集成平台集成平台施工电梯施工电梯高效运行高效运行其他技术其他技术目 录1.超高层建筑施工装备集成平台2.廻转式多吊机集成运行平台3.单塔多笼循环运行施工电梯4.其他技术创新施工模架与塔机冲突装备立面冲突传统的模架系统施工技术暴露出诸多问题:传统模架承载力小钢筋绑扎层混凝土浇筑层混凝土养护层支承顶升层支点周转层u 研究背
2、景研究背景超高层建筑施工装备集成平台1施工模架高空拆改风险高投入大海洋平台工厂流水线u 研究目标研究目标超高层建筑施工装备集成平台1u 研究难点及思路研究难点及思路超高层建筑施工装备集成平台1p 第一步:2007年,广州西塔工程中,首次提出了“低位顶升钢平台模架体系”(简称“低位顶模”)。广州西塔低位顶模集成平台立面图钢筋绑扎层模板支设层混凝土浇筑层混凝土养护层支承层平台层第一代集成平台u 研究过程研究过程超高层建筑施工装备集成平台1p 第二步:在继承第一代集成平台“低位支承”理念的基础上,重点实现了模块化。周转前福州世茂模架周转后福州宇洋模架标准组件十字节点可周转安全性适用性u 研究过程研究
3、过程第二代集成平台超高层建筑施工装备集成平台1标准组件单片桁架p 第三步:在第二代集成平台的基础上,研发高承载力微凸支点和装备集成技术,开发第三代集成平台。u 研究过程研究过程第三代集成平台超高层建筑施工装备集成平台1第三代集成平台与前两代集成平台最大的区别就是微凸支点,它承载力高,布置灵活,不破坏原结构。u 研究过程研究过程支承箱梁微凸支点第三代集成平台超高层建筑施工装备集成平台1 超高层建筑施工装备集成平台,具有承载力高、装备集成、适应性强、安全性好等诸多优点。u 研究过程研究过程关键技术 4关键技术 3关键技术 2关键技术 1支承技术装备集成安全系统可变体系粗放式建造集约化建造第三代集成
4、平台超高层建筑施工装备集成平台1 基于莫尔强度理论,得到微凸支点承载力计算方法及其构造参数。u 关键技术关键技术微凸支点支承技术微凸支点支承技术理论模型受力模型示意13ttc计算方法第三代集成平台超高层建筑施工装备集成平台1 通过有限元软件进行模拟分析,得到不同构造参数下的理论承载力。u 关键技术关键技术微凸支点支承技术微凸支点支承技术第三代集成平台微凸厚度微凸倒角约束拉杆数开裂角极限荷载40 mm343根61.672474 KN30 mm343根60.321482 KN约束拉杆微凸厚度微凸倒角构造参数有限元分析理论计算结果超高层建筑施工装备集成平台1 根据不同的构造参数,设置了5组试件,分别
5、进行了加载试验。u 关键技术关键技术微凸支点支承技术微凸支点支承技术微凸支点承载力试验第三代集成平台混凝土微凸破坏方式试件号微凸厚度微凸倒角约束拉杆数开裂荷载极限荷载140 mm343根1000 KN2300 KN230 mm343根650 KN1650 KN330 mm344根600 KN1730 KN440 mm103根620 KN1350 KN530 mm103根575 KN1980 KN超高层建筑施工装备集成平台1 在单个混凝土微凸承载力得到验证的基础上,进一步做了支承系统承载力试验(加载400t)。u 关键技术关键技术微凸支点支承技术微凸支点支承技术支承系统承载力试验第三代集成平台部
6、件名称最大应力最大位移钢筋混凝土墙体158MPa(钢筋)1mm支承架270MPa5mm对拉杆340MPa/承力件爪靴194MPa3mm超高层建筑施工装备集成平台1 微凸支点组件兼做墙体模板,周转使用。浇筑墙体时即形成微凸支点。装配式支点工艺简单,不破坏原结构,无预留预埋,无污染,每百米高度可节约200吨钢材。u 关键技术关键技术微凸支点支承技术微凸支点支承技术微凸支点组件现场安装微凸支点成型混凝土微凸实景第三代集成平台超高层建筑施工装备集成平台1 研发与微凸支点自咬合的爬升装置,实现平台“无障碍”快捷爬升并自动落位。支点连续布置,形成竖向等间距支承构造,平台爬升遇极端天气,可快速落位,自动锁定
7、。u 关键技术关键技术微凸支点支承技术微凸支点支承技术支承架自咬合快捷爬升支承架提升实景超高层建筑施工装备集成平台1第三代集成平台 研发与微凸支点自咬合的爬升装置,实现平台“无障碍”快捷爬升并自动落位。支点连续布置,形成竖向等间距支承构造,平台爬升遇极端天气,可快速落位,自动锁定。u 关键技术关键技术微凸支点支承技术微凸支点支承技术微凸支点现场实景连续布置超高层建筑施工装备集成平台1第三代集成平台 将设备、设施集成在平台上,为模板工程、钢筋工程、钢结构安装、施工测量、消防、照明等提供全方位服务,实现超高层建筑“工厂化”建造。u 关键技术关键技术装备集成装备集成布料机布料机工具房工具房控制室控制
8、室模板工程模板工程钢筋工程钢筋工程钢结构安装钢结构安装施工测量施工测量消防消防照明照明集成装备超高层建筑施工装备集成平台1第三代集成平台 研发成套智能化附着装置实现系列塔机与平台集成。该技术化解了塔机自爬升的复杂工序及安全风险,提升塔机垂直运力20%以上。u 关键技术关键技术装备集成装备集成施工状态传力原理H1H2VVH1H2顶升状态传力原理超高层建筑施工装备集成平台1第三代集成平台 研发成套智能化附着装置实现系列塔机与平台集成。该技术化解了塔机自爬升的复杂工序及安全风险,提升塔机垂直运力20%以上。u 关键技术关键技术装备集成装备集成系列塔机与平台集成集成塔机集成塔机集成塔机超高层建筑施工装
9、备集成平台1第三代集成平台 发明滑移机构、斜爬机构等,实现支承架遇墙体内收、外扩、倾斜时自动、连续爬升。u 关键技术关键技术可变体系可变体系超高层建筑施工装备集成平台1第三代集成平台 发明滑移机构、斜爬机构、开合机构等,实现集成平台遇墙体内收、外扩、倾斜时自动、连续爬升。u 关键技术关键技术可变体系可变体系平台角部开合平台整体内缩伸缩前伸缩后超高层建筑施工装备集成平台1第三代集成平台 利用微凸支点灵活性,将少支点、大悬挑的传统平台结构转变为多支点、小悬挑的巨型“钢罩”,承载力达1500吨,能抵御14级大风作用,较传统平台承载力及刚度提高3倍以上。u 关键技术关键技术安全系统安全系统钢框架系统实
10、景钢框架系统有限元分析超高层建筑施工装备集成平台1第三代集成平台 监控系统对平台进行全方位在线监测,通过运行状态分析、超限安全预警确保平台健康运行、安全可控。u 关键技术关键技术安全系统安全系统表观监控点水平度监控点应变监控点垂直度监控点风速监控点风压监控点温度监控点超高层建筑施工装备集成平台1第三代集成平台 监控系统对平台进行全方位在线监测,通过运行状态分析、超限安全预警确保平台健康运行、安全可控。u 关键技术关键技术安全系统安全系统监控系统主界面监控室运行状态分析超限安全预警超高层建筑施工装备集成平台1第三代集成平台u 工程应用工程应用第二代集成平台第二代集成平台天津117 高597米无锡
11、国金 高339米福州世茂 高273米福州宇洋 高258米天津现代城 高339米重庆国金 高319米镇江苏宁 高341米保利琶洲 高318米南宁龙光 高400米苏州国金 高450米超高层建筑施工装备集成平台1第三代集成平台u 工程应用工程应用第三代集成平台第三代集成平台北京“中国尊”高528m武汉绿地高475m武汉中心高438米深圳华润高392米超高层建筑施工装备集成平台1第三代集成平台超高层建筑施工装备集成平台12018年3月登上央视“大国重器”栏目,2018年7月12日亮相中国外交部湖北全球推介会。大国重器外交部湖北全球推介会目 录1.超高层建筑施工装备集成平台2.廻转式多吊机集成运行平台3
12、.单塔多笼循环运行施工电梯4.其他技术创新u 研究背景研究背景外挂塔吊爬升内爬塔吊爬升模架影响塔吊爬升塔吊配置不经济廻转式多吊机集成平台2旋转餐桌廻转塔吊平台优化塔吊配置 扩大吊装范围 节省爬升工期 塔吊互为备用 借鉴旋转餐桌思路,提出廻转式多吊机集成运行平台,将多台吊机集成在一个可整体廻转的平台上,平台下部的巨型柱支承并沿中心筒体爬升。u 研究背景研究背景廻转式多吊机集成平台2u 研究难点及思路研究难点及思路廻转式多吊机集成平台2吊机基座平台系统廻转驱动系统支承顶升系统由支承顶升系统、廻转驱动系统、吊机基座平台等组成u 解决方案解决方案廻转式多吊机集成平台2微凸支点抗侧装置L型支撑架顶升油缸
13、u 关键技术关键技术微凸支承及爬升系统微凸支承及爬升系统支承及爬升系统组成廻转式多吊机集成平台2u 关键技术关键技术微凸支承及爬升系统微凸支承及爬升系统传统支撑架由单列微凸支点传力单支点承载400吨首创高承载力L型支撑架全新L型支撑架采用双列微凸支点传力单支点承载750吨核芯筒成对布置四组传统支撑架时总承载力不满足平台顶部荷载要求;布置八组支撑架时,角部支撑架相互干渉廻转式多吊机集成平台2u 关键技术关键技术低速大扭矩平台廻转驱动低速大扭矩平台廻转驱动采用回转支承传动技术及液压驱动技术,实现整个廻转平台任意角度廻转。回转支承回转支承上节点回转支承下节点液压动力系统廻转式多吊机集成平台2u 关键
14、技术关键技术低速大扭矩平台廻转驱动低速大扭矩平台廻转驱动两组马达同步驱动X型平台360旋转末级输出扭矩5621kNm竖向承载2000吨 倾覆力矩9000吨米电控系统廻转式多吊机集成平台2X型平台布置u 关键技术关键技术自平衡自平衡X X型平台设计技术型平台设计技术 自平衡 X型塔吊最小间距吊装范围扩大,堆场布置灵活廻转式多吊机集成平台2u 关键技术关键技术自平衡自平衡X X型平台设计技术型平台设计技术由中心桁架及片状桁架组成,平面呈x型,对吊装空间占用小。廻转式多吊机集成平台2u 关键技术关键技术自平衡自平衡X X型平台设计技术型平台设计技术吊机基座设置于平台角部,保证吊安全距离。塔吊转换节,
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