简单实用的集成式核心筒内模架体系

江 晖,龙绍章

(中国华西企业有限公司，四川成都610041)

1 工程简介

花样年·美年广场二期位于成都市高新区天府大道中段，由综合用地和教育用地组成，总用地面积约86 372m2，总建筑面积574 343m2，地上建筑面积约395 080m2，地下建筑面积约179 262m2。综合用地占地3hm2，分A、B、C、D4栋，建筑功能为酒店、公寓、写字楼、商业裙楼，建筑层数地下室3层，局部2层，地上35～44层，建筑总高163～204.4m。教育用地占地5.7hm2，地下室2层，局部3层，地上为1～5 层多层小型建筑，建筑功能为商业、培训会议中心、招标方使用企业总部大楼、水疗馆、艺术馆等。

其中，A、B栋建筑面积分别为83 845.59m2、75 873.90m2，地下3层，地上35层，建筑防火高度148.4m，屋架结构标高162.90m。框架-核心筒结构，核心筒区域基础采用筏板基础，其余区域采用独立柱基加抗水板，地下室外墙下设条形基础。电梯井道较多，各13个电梯井道。C、D栋建筑面积分别为11 000m2、97 989.29m2，地下3层，地上35层，建筑防火高度195.4m，屋架结构标高204.4m。框架-核心筒结构，核心筒区域基础采用筏板基础，其余区域采用独立柱基加抗水板，地下室外墙下设条形基础。电梯井道较多，共17个电梯井道。为保证其施工进度、质量及安全，在井道墙体内侧采用支撑架+大模板施工工艺，并研发简单实用的集成式核心筒内模架体系。

2 特点

集成式核心筒内模架体系具有如下特点：

(1)制作简单，操作方便，提升速度快，可大幅缩短施工工期；

(2)采用机械化吊装作业，节约人工成本效果显著；

(3)周转使用率高，可重复回收多个工程利用，节约材料成本；

(4)减小高层核心筒墙体施工的安全隐患，保证安全生产；

(5)工具式、装配式平台，利于现场文明施工；

(6)核心筒采用大模板施工，提高墙体混凝土浇筑成型质量，减少模板材料的损耗。

3 内模架体系工艺原理和支撑平台力学计算

3.1 工艺原理

集成式核心筒内模架体系包括核心筒内模架支撑平台、垂直提升系统、模板施工操作平台、安全防护、防坠装置。支撑平台作为集成式核心筒内模架系统的核心部分，其结构设计直接影响着整个系统的使用和安全。在平台设计时，利用三角形稳定性原理，将支撑平台设计成“三角形”结构。三角支撑架的底部做成倒“L”形支座的形式，支撑在电梯井混凝土连梁上。顶端通过支架的端部顶在电梯井剪力墙的墙面上，这样就巧妙的将整个平台的竖向荷载传递到三角支撑架底部的混凝土连梁上，因改变支撑位置而产生的水平荷载也通过钢筋混凝土剪力墙承担，不再需要另外的支撑点，减少了在混凝土结构中预埋支撑部件的工作，如图1所示。

图1 核心筒内模架体系示意

3.2 支撑平台的力学计算

利用型钢焊接成的支架具有稳定性好、结构简单、方便制作等优点。由于整个支撑平台是有多个杆件组合而成的整体，形成共同受力体系，但在计算单根杆件受力时，不能简化成简支梁或者悬臂梁进行，所以在进行支撑平台应力及变形计算时，使用MSC.Patran/Nastran有限元计算软件，对整个平台进行支撑作业和提升吊运时的两种工况进行了模拟计算。

通过计算，掌握平台各部件的受力情况，为选定平台构件的规格提供依据，也为平台的安全使用提供保障。

4 工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程

支撑平台设计与制作—吊装—操作架搭设—核心筒大模板安装—模板拆除—整体提升—下一楼层施工。

4.2 操作要点

4.2.1 支撑平台制作

首先根据工程核心筒井道的实际尺寸，对支撑平台大小进行深化设计，经计算现场以10#、14#a等为制作材料，在现场将型钢支撑平台焊接成型，如图2所示。

图2 型钢支撑平台侧立面示意

(1)采用14#a槽钢焊接成“三角形”型钢支撑平台。

(2)用16#a槽钢焊接“三角形”支撑平台底部倒“L”形的型钢支撑点。

(3)焊接吊环。

(4)“三角形”支撑平台上部型钢柱梁端部焊接5mm厚端部封头钢板。

(5)根据井道宽度、电梯门洞宽度尺寸及设计计算，采用10#槽钢系杆连接两品主“三角形”型钢支撑平台，如图3所示。

图3 型钢支撑平台平面示意

(6)在电梯门洞位置焊接安全防护栏杆，采用φ6.5钢筋焊接而成。

4.2.2 支撑平台吊装

型钢支撑平台现场加工完成后，进行防锈漆涂刷，然后采用塔吊整体吊装至核心筒内，支撑平台底部倒“L”形支座支撑在已施工楼层电梯门洞位置的混凝土连梁上，顶部通过支撑平台的端部顶在电梯井剪力墙的墙面上，使整个支撑平台得以固定。

4.2.3 操作架搭设

(1)在三角支撑平台上部横梁上焊接φ25钢筋头，高度200mm，用于固定操作架立杆。立杆搭设后，焊接固定于三角支撑平台上，使操作架与型钢支撑平台连接成一个整体，并保证操作架安全稳定如图4所示。

(2)采用φ48.3×3.6钢管搭设操作架。搭设参数：底部0.2m范围设置纵横扫地杆，操作架横距=两品支撑平台的距离，纵距≤2.0m，步距≤1.8m，搭设高度=层高+1.0m(高出待施工楼层约0.5m)，横向构件长度以每边距离结构墙面0.35m为宜。

(3)在支撑平台上部的10#槽钢系杆上铺设50mm×90mm木方，间距250mm，再在木方上铺设层板进行封闭，封闭范围为:除电梯门洞一侧外，每边距离电梯井剪力墙50mm，电梯门洞一侧距离建立墙面100mm。

4.2.4 大模板制作

根据电梯井道尺寸，采用普通层板拼装成核心筒内侧的大模板体系，大模板主次龙骨均采用φ48.3×3.6钢管架制作，固模丝杆与对拉螺栓采用φ14钢筋，间距450mm×450mm。大模板形状做成“L”形(保证大模板之间接缝不在阴角部位)，方便其拆除后可固定于操作架上。

4.2.5 核心筒模板安装

内筒大模板制作完成后，用塔吊吊运就位，采用φ14对拉丝杆与外筒散拼模板连接牢固。

4.2.6 模板拆除

筒体混凝土浇筑作业完成后，拆除墙体大模板，并用铅丝固定于操作平台周围，每块大模板固定点不少于4处(上下各2处)。

4.2.7 塔吊整体提升

用塔吊将支撑架及大模板整体提升至待施工楼层面。提升时，塔吊钢丝绳与预留支撑架的吊绳应捆紧，同时捆绑4个吊点(便于平台的灵活调整)，上下楼层各安排1人配合，吊装至待施工楼层面后再进行模板安装作业。如为多电梯井道时，应在电梯门边搭设栏杆，做好安全防护措施。

5 安全措施

(1)型钢支撑平台焊接制作完成后，须专项检查，看焊接质量是否合格，经各方检查合格后方可使用。

(2)防锈漆喷涂人员应戴上防护罩，涂刷作业环境应通风良好。涂刷时，在其下垫塑料布,以免滴下的油漆渗入地下。

(3)提升时，严禁在平台上堆放杂物，严格控制平台及大模板总重量不超过1.5t，严禁人员停留在平台上。

(4)起吊时应统一指挥、规范指令，如有异常情况，立即下达停止指令。

(5)遇6级以上大风或大雨、雪、浓雾和雷电等恶劣天气时，禁止进行提升作业。

(6)操作架上不准堆放成批材料，施工荷载不得超过2.0kN/m2。

(7)应经常巡视、检查型钢支撑平台的各个连接部位，尤其是主要受力点位置。

(8)支撑平台提升后，应做好电梯井道的水平硬防护工作。

6 结束语

美年广场二期A栋于2012年6月15日开工，B、C、D栋于2013年5月1日开工，施工工期紧张，合同节点工期分别为A栋2013年9月30日主体封顶，B栋2014年8月30日主体结构封顶，C、D栋2014年12月30日主体结构封顶，计划于2015年12月31日竣工验收。核心筒施工中矛盾突出、各工种间协调任务重，总是核心筒的施工进度制约着主体施工。采用集成式核心筒内模架体系后，本工程标准层投入劳动力平均人数为木工25人，钢筋工20人，满足5d施工一个结构层，劳动力投入相应较少，且能较好完成合同约定。