1  引言
國(guó)內(nèi)超高層從建筑結(jié)構(gòu)體系來(lái)講，是按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則，來(lái)選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系。超高層建筑的結(jié)構(gòu)類型主要有：框架--剪力墻、框支剪力墻、框架--筒體和筒中筒等結(jié)構(gòu)?？蚣?-剪力墻結(jié)構(gòu)一般用于高度在 100m 以下的高層建筑。100m 以上的超高層建筑一般均采用筒體結(jié)構(gòu)(包括框架--筒體)。這是由于筒體結(jié)構(gòu)具有承受水平荷載的良好剛度，并能形成大空間。最近幾年，隨著經(jīng)濟(jì)條件的進(jìn)一步發(fā)展，巨型框架--筒體結(jié)構(gòu)在高度特別大的超高層建筑中得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，也可說(shuō)代表了超高層建筑的一種新的發(fā)展方向。如武漢綠地中心、上海環(huán)球金融中心和金茂大廈、深圳地王大廈等都屬于此類結(jié)構(gòu)型式。超高層建筑現(xiàn)澆混凝土工程施工中主要有三個(gè)分項(xiàng)工程：鋼筋工程，混凝土工程和模板工程。模板工程是澆筑混凝土?xí)r滿足混凝土成型要求的模板及其支撐體系的總稱，它是鋼筋混凝土工程的重要組成部分。現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用模板的造價(jià)約占鋼筋混凝土工程總造價(jià)的 30％，占總用工量的 50％。因此，采用先進(jìn)的模板技術(shù)，可提高工程質(zhì)量，加快施工進(jìn)度和降低工程成本。隨著專業(yè)化施工技術(shù)的發(fā)展，高層建筑模板工程的總體發(fā)展趨向于整體化，即指具有成套裝置和自身工藝體系，適應(yīng)各種工程條件和施工要求的模板工程。
整體自升鋼平臺(tái)模板體系（以下簡(jiǎn)稱鋼平臺(tái)體系）是升板機(jī)整體提升鋼平臺(tái)模板體系的延續(xù)和發(fā)展，其研究是整個(gè)超高結(jié)構(gòu)異型核心筒施工技術(shù)的核心部分，其施工質(zhì)量直接影響著核心筒的成敗。該體系在原有基礎(chǔ)上對(duì)支撐系統(tǒng)、腳手系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、施工工藝進(jìn)行了重新研究和設(shè)計(jì)。支撐系統(tǒng)由原有單一的內(nèi)筒外架支撐體系、格構(gòu)柱支撐體系發(fā)展為利用結(jié)構(gòu)勁性鋼柱作為支撐體系；腳手系統(tǒng)由最初的鋼管腳手架發(fā)展為可以重復(fù)利用的工具式懸掛腳手架；控制系統(tǒng)由單一的電氣控制發(fā)展為由計(jì)算機(jī)控制提升的數(shù)字化控制；施工工藝由豎向結(jié)構(gòu)單獨(dú)施工，水平結(jié)構(gòu)滯后施工，發(fā)展為根據(jù)結(jié)構(gòu)要求有選擇性地進(jìn)行豎向和水平結(jié)構(gòu)的搭接施工；同時(shí)成功地解決了模板與腳手體系空中分體組合、空中轉(zhuǎn)換、腳手架內(nèi)移等施工難題，為混凝土核心筒施工創(chuàng)造了安全的施工環(huán)境和工作平臺(tái)。它隨結(jié)構(gòu)施工逐層自升，具有提升快捷，作業(yè)環(huán)境安全可靠，施工方便，混凝土工程質(zhì)量有保證，經(jīng)濟(jì)性顯著等一系列優(yōu)點(diǎn)，是值得推廣的超高層施工模板體系。

2  超高層建筑鋼平臺(tái)整體提升模板體系施工技術(shù)的必要性
目前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，施工成本壓力持續(xù)增長(zhǎng)，如何做到模板與腳手架體系用鋼量省，施工過(guò)程環(huán)保節(jié)能，創(chuàng)建出一個(gè)安全、高效的施工平臺(tái)是個(gè)難題。此外，超高結(jié)構(gòu)高度不斷刷新，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，不規(guī)則的平面不斷涌現(xiàn)，要求模板系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需滿足不規(guī)則平面的需求，具有良好的結(jié)構(gòu)體系適應(yīng)性，可以滿足超高施工的耐久施工，提高利用率，減少模板的浪費(fèi)。在模板與腳手架施工技術(shù)研究中，目前常用的有電動(dòng)整體提升腳手體系、升板機(jī)整體提升鋼平臺(tái)模板體系和液壓爬升模板體系中，升板機(jī)整體提升鋼平臺(tái)模板體系因擁有安全可靠度高、載重量大和適應(yīng)性高等優(yōu)點(diǎn)，成為市場(chǎng)的主流。鑒于目前超高結(jié)構(gòu)發(fā)展的形勢(shì)，要求升板機(jī)整體提升鋼平臺(tái)模板體系具有更優(yōu)良的結(jié)構(gòu)體系適應(yīng)性、可操作性和經(jīng)濟(jì)性。為解決這些難題，本文結(jié)合廣州新電視塔工程，根據(jù)實(shí)際工程問(wèn)題，開(kāi)展整體自升鋼平臺(tái)模板體系研究，目的在于設(shè)計(jì)出一種最安全可靠、構(gòu)造合理、經(jīng)濟(jì)高效的施工平臺(tái)。

3.超高層建筑鋼平臺(tái)整體提升模板體系施工技術(shù)。

3.1背景
超高層建筑施工應(yīng)選擇適合本工程條件的模板體系，應(yīng)能全面確保工程質(zhì)量、安全、進(jìn)度、成本和創(chuàng)新(技術(shù)發(fā)展)要求，具有現(xiàn)實(shí)可行性和施工把握性。整體鋼平臺(tái)模板體系是一種具有推廣使用價(jià)值的新型模板體系，根據(jù)鋼平臺(tái)下受力構(gòu)件及受力特點(diǎn)的不同，可分為內(nèi)筒外架式和勁性構(gòu)架式；根據(jù)鋼平臺(tái)提升設(shè)備的不同又可分為：液壓千斤頂式、電動(dòng)升板機(jī)式和電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)式或爬繩索式。內(nèi)筒外架式鋼平臺(tái)模板體系主要包括內(nèi)筒、外構(gòu)架、鋼平臺(tái)、內(nèi)外吊腳手和鋼大模板幾部分。筒內(nèi)鋼平臺(tái)設(shè)置承力支柱，它起著提升鋼平臺(tái)的作用，承力支柱上部端頭安裝電動(dòng)升板機(jī)，通過(guò)絲桿吊桿將上部外構(gòu)架、鋼平臺(tái)自重及部分堆載傳至支柱底座的大梁，承力支柱下部是承重底座及承重銷。與承力支柱相對(duì)應(yīng)的是筒體外的構(gòu)架，它是承受垂直荷載和水平荷載的重要受力構(gòu)件。鋼平臺(tái)提升到位后，即轉(zhuǎn)換成外構(gòu)架受力。整個(gè)施工工藝就是通過(guò)外構(gòu)架(托住鋼平臺(tái))和內(nèi)筒的交替承力與相互提升最終達(dá)到提升整個(gè)鋼平臺(tái)完成澆搗混凝土的施工工藝。采用勁性構(gòu)架的整體鋼平臺(tái)模板體系主要包括鋼平臺(tái)、內(nèi)外吊腳手、勁性構(gòu)架、動(dòng)力部分和升板機(jī)。勁性構(gòu)架是擱置鋼平臺(tái)的承重構(gòu)件，澆筑在核心簡(jiǎn)墻體內(nèi)，配置升板機(jī)沿勁性構(gòu)架自升，然后用升板機(jī)整體提升鋼平臺(tái)。這種模板體系在遇有巨型外伸鋼桁架時(shí)可以在高空完成解體與重組，因而較內(nèi)筒外架式應(yīng)用更廣。
對(duì)于鋼平臺(tái)的幾種動(dòng)力設(shè)備，液壓千斤頂體積小、重量輕、操作穩(wěn)妥、施工較文明，但單個(gè)穿芯千斤頂提升能力小，且只能荷載上升，不能荷載下降，對(duì)施工就位校正帶來(lái)不便。電動(dòng)升板機(jī)絲桿少、體積不大、提升能力大、提升緩慢而平穩(wěn)，且能荷載上升與下降，對(duì)承重銷進(jìn)入洞口就位十分方便，是國(guó)內(nèi)較成熟的建筑用大噸位提升設(shè)備。電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的體積和自重都比較大，且鋼絲繩走向較為復(fù)雜，安全操作也較困難。因而，在實(shí)際超高層建筑施工中，電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)應(yīng)用較少，而液壓千斤頂和電動(dòng)升板機(jī)應(yīng)用較多。整體鋼平臺(tái)體系作為我國(guó)自主研發(fā)的超高層施工技術(shù)，在技術(shù)上有著很強(qiáng)的適用性，在設(shè)計(jì)與施工中，首要考慮超高層建筑施工中立體作業(yè)的安全性，鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)一般采用全封閉設(shè)計(jì)。根據(jù)整體鋼平臺(tái)體系的大堆載，采用大操作面設(shè)計(jì)，可滿足大量施工材料，設(shè)備堆放的需求，解決了垂直運(yùn)輸對(duì)施工進(jìn)度的影響。采用自動(dòng)調(diào)平技術(shù)來(lái)控制鋼平臺(tái)的整體提升，為施工質(zhì)量的控制提供了有利的保證。整體鋼平臺(tái)體系創(chuàng)造了一種新穎的超高層核心筒施工技術(shù)。

3.2整體鋼平臺(tái)體系構(gòu)造  整體鋼平臺(tái)體系利用設(shè)置在混凝土筒體內(nèi)的勁性格構(gòu)柱承重，電動(dòng)升板機(jī)提升，核心筒墻體內(nèi)外整體模板都設(shè)置在鋼平臺(tái)上。整體鋼平臺(tái)體系主要由鋼平臺(tái)、懸掛腳手架、勁性格構(gòu)柱、電動(dòng)升板機(jī)及大模板組成。

3.2.1鋼平臺(tái)  鋼平臺(tái)在正常施工時(shí)處于混凝土結(jié)構(gòu)面的頂部，作為施工人員提供了操作平臺(tái)與施工空間，以及提供了鋼筋材料臨時(shí)設(shè)備的周轉(zhuǎn)堆場(chǎng)。鋼平臺(tái)主要作為堆載區(qū)域，上設(shè)操作機(jī)房、混凝土布料機(jī)、材料堆場(chǎng)、施工機(jī)具堆場(chǎng)等，同時(shí)設(shè)置供核心筒施工人員作業(yè)、休息控制頂升模架運(yùn)行的設(shè)施及場(chǎng)地。鋼平臺(tái)由沿核心筒墻體兩側(cè)布置的聯(lián)系兩側(cè)鋼平臺(tái)的連系鋼梁作為骨架、由墻體兩側(cè)布置于骨架上面的鋼平臺(tái)走道板、沿鋼平臺(tái)外緣布置的側(cè)向圍欄構(gòu)成。組成鋼平臺(tái)的鋼梁均采用工字鋼制作。鋼梁與兩側(cè)鋼平臺(tái)采用螺栓連接，以滿足拆裝需要。在鋼平臺(tái)鋼梁上安裝走道板，作為操作平臺(tái)。3.2.2懸掛腳手架  懸掛腳手架由吊架、上部走道板、底部走道板、底部防墜閘板、側(cè)向圍欄五部分組成。為了同時(shí)滿足模板施工和清理整修功能需要，將吊架分為上下兩部分。上吊架共分兩步，為鋼筋、模板施工區(qū)。下吊架共分三步，為拆模整修及墻面清理區(qū)。懸掛腳下架吊架立桿采用螺栓固定于鋼平臺(tái)的鋼梁底部，隨鋼平臺(tái)同步提升。吊架前立桿采用材料一般為鋼管，以便于施工過(guò)程中采用標(biāo)準(zhǔn)扣件與其它部位進(jìn)行臨時(shí)連接。扁立桿多用熱軋槽鋼，與側(cè)向圍欄相連。上部走道板為角鋼框架加鋼板網(wǎng)組成，底層的走道板為角鋼框架加花紋鋼板組成。懸掛腳手架的外側(cè)用角鋼加鍍鋅鋼絲網(wǎng)組成的側(cè)擋板封閉。

3.2.3格構(gòu)柱
格構(gòu)柱既是施工時(shí)整體鋼平臺(tái)系統(tǒng)的承重構(gòu)件，又是提升時(shí)整體鋼平臺(tái)系統(tǒng)提升的導(dǎo)軌。其采用格構(gòu)式鋼拄形式逐層向上對(duì)接，逐漸埋于核心筒混凝土墻體內(nèi)。鋼平臺(tái)通過(guò)承重銷擱置于鋼格構(gòu)柱上，升板機(jī)也置于鋼格構(gòu)柱上。鋼格構(gòu)柱根據(jù)墻體的厚度，選擇格構(gòu)柱的截面大小，并且按照其承受荷載及施工要求布置格構(gòu)柱的間距。鋼格構(gòu)柱一般由等邊角鋼及綴板組成。鋼平臺(tái)在使用過(guò)程中，通過(guò)承重銷將整體鋼平臺(tái)系統(tǒng)的荷載傳遞至鋼格構(gòu)柱。升板機(jī)在提升整體鋼平臺(tái)腳手模板系統(tǒng)時(shí)，安裝在格構(gòu)柱頂部，通過(guò)承重銷將荷載傳遞至格構(gòu)柱。

3.2.4升板機(jī)
升板機(jī)是提升鋼平臺(tái)的動(dòng)力設(shè)備，施工時(shí)固定于勁性格構(gòu)柱頂部。每根勁性格構(gòu)柱上放置兩臺(tái)電動(dòng)升板機(jī)，絲桿穿過(guò)升扳機(jī)并通過(guò)接套和絲桿提升座與鋼平臺(tái)連接。在鋼平臺(tái)提升狀態(tài)時(shí)，升板機(jī)保持不動(dòng)，通過(guò)絲桿的正向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)整個(gè)鋼平臺(tái)提升，在鋼平臺(tái)提升到位后，鋼平臺(tái)擱置于承重銷上，升板機(jī)通過(guò)絲桿反響旋轉(zhuǎn)頂升升板機(jī)，將升板機(jī)頂升至合適位置，準(zhǔn)備下一次提升鋼平臺(tái)。

3.2.5大模板
大模扳主要由鋼面板、豎肋、主肋三部分組成，豎肋采用單根槽鋼制作，主肋采用雙拼槽鋼制作。每塊大模板頂部設(shè)有吊耳，在提升大模板時(shí)用倒鏈連接吊耳提升。

3.3整體鋼平臺(tái)體系標(biāo)準(zhǔn)層施工流程
核心筒標(biāo)準(zhǔn)段施工時(shí)，每澆搗一次混凝土，整體鋼平臺(tái)系統(tǒng)提升兩次。整體鋼平臺(tái)系統(tǒng)在使用階段，鋼平臺(tái)上部作為核心筒鋼筋臨時(shí)堆場(chǎng)，并在腳手架上完成鋼筋綁扎、模板提升工作。在鋼筋工程和模板工程結(jié)束后，在鋼平臺(tái)上進(jìn)行混凝土澆搗施工。整體鋼平臺(tái)系統(tǒng)安裝完畢，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)段施工。在格構(gòu)柱頂部安裝標(biāo)準(zhǔn)段格構(gòu)柱，完成格構(gòu)柱對(duì)接和焊接工作。利用支撐在格構(gòu)柱的整體鋼平臺(tái)為支點(diǎn)，升板機(jī)螺桿不動(dòng)，反向旋轉(zhuǎn)螺帽的方式帶動(dòng)升板機(jī)上升。升板機(jī)沿格構(gòu)柱自升到預(yù)定高度后，通過(guò)承重銷擱置在格構(gòu)柱上，完成升板機(jī)的第一次頂升。
升板機(jī)擱置在格構(gòu)柱上后，升板機(jī)螺桿下部與整體鋼平臺(tái)鋼梁頂部連接，通過(guò)正向旋轉(zhuǎn)螺帽的方式，提升螺桿，帶動(dòng)整體鋼平臺(tái)腳手系統(tǒng)上升到預(yù)定位置，通過(guò)承重銷將整體鋼平臺(tái)腳手系統(tǒng)擱置在格構(gòu)柱上，完成整體鋼平臺(tái)腳手系統(tǒng)第一次提升。采用同樣方法完成升板機(jī)的第二次頂升，然后完成整體鋼平臺(tái)腳手系統(tǒng)第二次提升。用塔吊將作業(yè)層使用的核心筒鋼筋吊至鋼平臺(tái)頂部，在懸掛腳手架上進(jìn)行鋼筋綁扎等工作。利用鋼平臺(tái)上的鋼梁作為吊點(diǎn)，采用倒鏈將下層大模板吊住，進(jìn)行大模板拆除工作。利用下層腳手架對(duì)模板表面進(jìn)行清理及整修，然后用倒鏈提升大模板到預(yù)定位置，進(jìn)行模板工程施工。
本層模板施工完畢后，在整體鋼平臺(tái)頂部完成核心筒混凝土澆搗工作。在大模板提升完畢后，鋼平臺(tái)提升之前，完成下層混凝土墻面的修補(bǔ)、清理工作。再一次在格構(gòu)柱頂部安裝標(biāo)準(zhǔn)段格構(gòu)柱，進(jìn)行整體鋼平臺(tái)提升的下一個(gè)流程。

4.結(jié)語(yǔ)
本文主要介紹了整體鋼平臺(tái)模板體系的有關(guān)概況，根據(jù)其受力構(gòu)件及受力特點(diǎn)的不同的分類，對(duì)整體鋼平臺(tái)的體系構(gòu)造及施工流程描述。特別是核心筒標(biāo)準(zhǔn)段施工時(shí)，每澆搗一次混凝土，整體鋼平臺(tái)系統(tǒng)提升兩次。整體鋼平臺(tái)系統(tǒng)在使用階段，鋼平臺(tái)上部作為核心筒鋼筋臨時(shí)堆場(chǎng)，并在腳手架上完成鋼筋綁扎、模板提升工作。在鋼筋工程和模板工程結(jié)束后，在鋼平臺(tái)上進(jìn)行混凝土澆搗施工，整個(gè)過(guò)程大大加快了施工進(jìn)度。通過(guò)對(duì)鋼平臺(tái)體系施工技術(shù)的研究，取得了以下幾個(gè)方面的結(jié)論：

（1）異型核心筒模板采用異型模和角模的組合設(shè)計(jì)，采用曲線形替代曲線進(jìn)行模板設(shè)計(jì)，符合結(jié)構(gòu)截面以及適應(yīng)截面變化需要，較好地提高模板設(shè)計(jì)精度，減少施工誤差，同時(shí)兼顧模板的運(yùn)輸和吊裝，施工操作方便，設(shè)計(jì)概念上是一種突破。

（2）通過(guò)對(duì)鋼平臺(tái)三種支撐立柱形式的研究，重點(diǎn)提出在結(jié)構(gòu)墻體內(nèi)插入型鋼的結(jié)構(gòu)勁性柱支撐形式。結(jié)構(gòu)勁性柱的支撐形式可減少鋼平臺(tái)支撐立柱一次投放的用鋼量，節(jié)約材料，降低成本；且勁性柱預(yù)埋在外墻結(jié)構(gòu)混凝土內(nèi)，不影響水平鋼筋的穿插和綁扎，是鋼平臺(tái)式模板與腳手架體系的發(fā)展方向。

（3）鋼平臺(tái)體系施工中采用了超升工藝同時(shí)施工豎向、水平結(jié)構(gòu)，可減少混凝土的用量、澆筑和泵送次數(shù)，降低輸送管道堵泵的機(jī)率，大大提高施工工效，節(jié)約施工工期。另外豎向、水平結(jié)構(gòu)同步施工的工藝可以提高結(jié)構(gòu)整體性，增強(qiáng)整體剛度來(lái)抵抗外部荷載尤其是風(fēng)荷載的影響，起到降低超高結(jié)構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)的作用。

（4）考慮到超高結(jié)構(gòu)的多樣性和空間變化情況，鋼平臺(tái)體系在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮了高空適應(yīng)性。超高結(jié)構(gòu)在空間一定的高度發(fā)生變化時(shí)，該體系可通過(guò)高空拆分，分離自升的方法進(jìn)行施工。這也表明在超高結(jié)構(gòu)施工中，科學(xué)的模板和腳手架體系可以有效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)變化帶來(lái)的施工難度和安全問(wèn)題。

（5）目前發(fā)展超高層建筑的條件較以往更加充分，人類追求高大雄偉的超高層建筑的愿望依然強(qiáng)烈，社會(huì)需求更加迫切，經(jīng)濟(jì)技術(shù)與工程技術(shù)基礎(chǔ)日益牢固。因此，世界上尤其是亞洲的高層建筑的發(fā)展勢(shì)頭還將持續(xù)下去，成為高層建筑的新櫥窗。而超高層建筑鋼平臺(tái)模板體系整體提升施工技術(shù)必將在發(fā)展中不斷創(chuàng)新，適應(yīng)新的需求。