浅析超高层建筑核心筒整体顶升平台设计与应用
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摘 要：本文结合南宁华润中心东写字楼工程项目自身的结构特点和施工难度，介绍了超高层建筑核心筒整体顶升平台的设计与应用。在超高层建筑中，核心筒整体顶升平台施工技术运用的越来越广泛，该技术平台爬升速度快，提高了施工速度和施工质量，并且对现场施工人员的安全提供了保障。核心筒整体顶升平台技术在超高层核心筒模架施工技术中属于一种机械化程度比较高的，相对于普通的模架施工，顶升平台技术不限制模架步距，整体性好，在超高层施工中可以缩短建设工期，提高经济性。
关键词：超高层;核心筒;顶升平台;设计与应用
1 引言
随着城市化的不断发展，近些年来，我国涌现了一批超高层建筑，如深圳平安金融中心、上海中心大厦等。这些超高层建筑的建成表明我国超高层建筑施工技术越来越成熟。超高层建筑施工中主要采用的是核心筒结构。曾凡奎[1]等人认为超高层核心筒施工的核心技术之一是顶升模架技术。孙加齐[2]等人通过对天津周大福金融中心工程核心筒施工发现顶升平台技术有利于筒体内外流水施工。穆召龙[3]通过对比分析发现顶升平台的自动爬升，可以减少起吊模板运输量，有利于加快浇筑速度，减少人工量并对工作效率有极大的提高。金振[5]等人在实际工程施工中发现顶升平台整体刚度好，比普通爬架的定向性系统要好。本文在设计核心筒整体顶升平台，对施工中顶升平台部分难处理部位，给出处理措施。
2 工程概况
本项目位于广西省南宁市民族大道与中新路交汇处西南角，占地面积为5830.54m2，首层建筑面积：5669.11m2，总建筑面积287252m2。地下3层，地上90层，总高度445m。地基埋深：24.4m，桩基类型：人工挖孔灌注桩、端承摩擦桩，外墙为钢结构，结构形式：框架核心筒结构。
3 项目顶模简述及施工流程
本塔楼核心筒平面形状呈矩形，首层外墙内边线距离为29.7m×26.85m（首层核心筒建筑面积约797.445m2，内墙面积为=94.045m2，钢平台核心筒内面积为705.4 m2，外墙厚1.5m（局部0.5m、0.8m），内墙厚0.6m（局部1.5m），随着层高增加，墙体厚度逐渐收薄;内墙把核心筒分割成9个小筒，塔楼核心筒地下3层，地上90层，核心筒墙体顶标高为413.0m，楼层标准层高4.2m/3.6m，非标层高有4.6m、4.7m、4.8m、5.0m、5.5m、6.5m、8m、8.8m、9.6m等，穿插在标准楼层之间。
根据工程特点、难点将采用核心筒内为液压顶模+核心筒外为爬模的组合模架体系，共分为支撑与顶升系统、内挂架及外爬架系统、钢平台系统、模板系统等四个系统。
施工流程：核心筒施工时，先绑扎上层核心筒钢筋，此时整个平台荷载通过顶升钢架和支撑钢架，将荷载传递到达核心筒墙体上。待钢筋绑扎完成及下层混凝土达到强度后，拆开铝合金模板，外爬架开始爬至上层，就位后顶模开始顶升，顶升时，仅顶升钢架支撑在核心筒墙体上，支撑钢架随模架整体一起顶升，顶升到位后支撑钢架支撑至上层核心筒墙体，模板随顶模模架一起顶升一个结构层，就位后通过油缸提升顶升钢架，支撑固定至上层墙体，完成顶升过程。调整模板，合模固定后，浇筑混凝土。
顶模模架核心筒施工区域包括2.5个层高，由上至下钢筋绑扎及钢筋预留占据1.5层，墙、楼板混凝土浇筑及养护1层;爬模系统包括4个层高，由上至下钢筋绑扎及钢筋预留1.5层，墙砼浇筑及养护1层，墙砼修补清理1层，架体爬升前松开固定件平台0.5层。
4 顶模设计
4.1 钢平台设计
平台满足以下使用功能要求：材料堆放，工具与机械设备堆放，人员交通，人员生活需求，人员操作空间等。除图中标注的功能分区外，其他部位均可作为材料堆放场地，均匀堆放材料。平台设计允许堆放荷载为10kN/m2。
钢平台为由单层H型钢梁+槽钢组成。纵横钢梁连接节点，采用栓焊连接。对于需要提前拆除的那部分钢梁，预先做好分段设计，分段部位用锚栓连接。
整体平台采用30根立柱支撑。支撑立柱采用“□”字型钢，支撑立柱平面中心距剪力墙边1200mm×1200mm，高度8.1m。
4.2 支撑与顶升系统设计
结合工程墙体不断变化的特点，本頂模系统采用26个油缸顶升系统，动力系统由9台液压泵站，30套液压顶升油缸和1套集中控制系统组成。其中每台液压泵站带动2套或4套液压顶升油缸，油缸顶升离400kN，最大行程4500mm，内径150mm，活塞杆直径100mm，顶升速度为30mm/min～60mm/min。
顶模的稳定是依靠承重挂钩的导轮和三角撑调节支座的导轮，作用在导轨上的产生力偶来平衡。每个油缸配置一套上下顶升钢梁，共30套。
4.3 挂架与爬架系统设计
爬架设计为4层，共16.8m，由受力部分和支撑操作部分组成。爬升时千斤顶作用在附着导轨上由齿轮转动上升，附着导轨每隔5m设置一道，共30道。
4.4 模板系统设计
竖向采用定型钢模板，核心筒层高变化较大，从3.6m到9.6m不等。其中有51个楼层层高4.2m，此层高重复次数最多，因此模板按照4.2m层高设计，上下端各超出50mm，模板总高度按4.3m考虑。对于低于4.2m的楼层，模板不做改动;对于超过4.2m、低于5.5m层高的楼层，采用模板接高的方式解决;对于超过5.5m层高的楼层，采取两次顶升、两次浇筑的方式解决。模板面板采用5mm厚的钢板，钢模板模数为300mm;模板骨架为钢框，且骨架边框为特殊型钢，肋骨为方钢管，相互间焊接为整体。
核心筒楼板模板支撑选用先进的标准化装配式铝模板+立杆支撑体系。立杆支撑体系中楼板采用间距为1200×1200mm 的钢管单杆支撑。单杆支撑外管采用Ф60×2.5m，内管采用Ф48×3.0mm，材质均为Q235。在立柱距地面200mm 处沿纵横水平方向按纵下横上的程序设扫地杆，中间部位处沿纵横水平方向设置水平拉杆，顶部距板底200mm 处设纵横水平方向拉杆。
5 顶模施工方案
5.1 顶模施工流程
5.2 顶模特殊部位处理措施
伸臂桁架凸出外墙面处理：施工至伸臂桁架层时，局部有钢结构凸出外爬模现象，在施工时拟采取：当牛腿凸出墙面小于1.0m时，在爬模平台上开设孔洞，当施工到桁架层时将洞口打开，方便牛腿通过，在普通施工层时将洞口封闭，以防止落物下坠。当牛腿凸出墙面大于1.0m时，将牛腿设置在两个平台之间，当施工到桁架层时将平台之间的翻盖板打开，普通施工层时将翻盖板盖住，便于人员通行。
6 结语
南宁华润中心东写字楼在核心筒型钢柱上方预留洞口，对于结构碰撞的区域，通过采用开孔、局部结构补强工艺，保证了顶模支撑埋件的贯通。对于部分受顶模影响的构件，通过编制合理的吊装、分段方案，保证了顶模的顺利顶升以及钢构件的安装。工程通过核心筒钢结构与顶模的协同施工技术，保证了施工质量，缩短了施工工期，降低了施工成本，对同类超高层顶模施工项目有借鉴和参考意义。
参考文献：
[1] 曾凡奎，穆召龙，张建华.某超高层建筑核心筒大行程顶升模架施工技术[J].钢结构，2017（32）：11
[2] 孙加齐，袁广鑫，李晋柳，左宣，阿茹罕.基于整体顶升平台施工条件下超高层核心筒钢筋施工技术[J].施工技术.，2017（23）：61
[3] 穆召龙.某超高层建筑核心筒模架施工关键技术研究[D].西安：西安工业大学，2017（3）.
[4] 金振，朱云良，周剑刚.超高层建筑模架选型与应用技术[J].施工技术，2017（14）：61.
[5] 钟学宏.超高层核心筒顶升模架的模块化设计及应用研究[D].江苏：江苏大学，2016（7）.
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