爬模架体系的研究与应用

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1、国家大剧院结构工程复杂曲线测量技术研究鉴定材料之五⑵国家大剧院结构工程爬模架体系的研究与应用北京城建集团有限责任公司1国家大剧院结构工程爬模架体系的研究与应用目录1概况12工程特点与施工难点33爬模架方案设计33.1方案设计思路33.2爬架构造与设计要求43.3爬模架方案53.4爬模架混凝土墙面强度验算114爬模架施工124.1施工阶段安排124.2爬模架爬升工艺144.3爬模架安全措施145爬模架实施效果155.1工程应用效果155.2工程质量效果156爬模架的技术经济与社会效益分析166.1技术经济效益分析166.2社会效益分析1617国家大剧院结构工程爬模架体系的研究与应

2、用爬模架体系的研究与应用1概况国家大剧院工程结构形式复杂，其主体建筑为椭圆穹形结构，由歌剧院、戏剧院、音乐厅三大剧院组成，总建筑面积155000m2。三大剧院的核心均设计有大型的自动升降式舞台，舞台通道为超高大筒体结构，尤其以歌剧院的舞台通道最为典型,其平面轴线尺寸为33.1m×26.3m，见图1.1。图1.1歌剧院舞台通道平面图17国家大剧院结构工程爬模架体系的研究与应用筒体墙底标高-27.50m，顶标高+32.00m，总高59.50m；墙体厚度均为500mm，25.92～32.00m墙体内埋24根截面为350×500mm的H型钢柱。筒体墙在-6.00m以上均设计有高大的主、

3、侧舞台台口，其中主舞台洞口尺寸（宽×高）为18.60m×14.00(14.15)m；侧舞台洞口尺寸21.30m×13.00m（见图1.2）。筒体墙外侧楼层标高分别为14.75m、18.15m、22.00m、26.00m、32.00m。17国家大剧院结构工程爬模架体系的研究与应用2工程特点与施工难点1、国家大剧院工程施工工期紧，舞台通道从最低的-27.50m至最高的34.00m，贯穿大剧院结构施工的全过程，是一条施工主线，一道关键工序，它的施工进度直接影响到整个结构工程的进度。2、舞台通道筒体墙总高近60m，内侧临空，类似高层建筑外墙，施工脚手架搭设难度大，施工安全必须充分考虑。

4、3、矩形筒体内墙面的4个阴角模板配置与使用是一个难点。4、屋盖型钢梁与墙体内埋的型钢柱用高强螺栓连接，对墙体轴线位置的相对距离精度要求非常高，允许偏差为2mm，实际控制的难度极大。5、质量指标：舞台通道为关键部位，舞台的自如升降对筒体墙的垂直度有很高的精度要求，允许偏差：5mm/2m，10mm/全高；同时，超高大墙面要取得良好的视觉效果，墙面平整度允许偏差：3mm/2m。3爬模架方案设计3.1方案设计思路1、筒体墙超高且内侧临空，安全施工要求高，若采用落地式脚手架，材料、人工耗量太大，且安全性差，宜采用附着式施工架体。2、结构施工工期非常紧张，如采用“外挂架+大模板”施工方案，

5、外挂架的提升、大模板吊装等问题将影响工程进度。3、歌剧院舞台通道四周侧墙内壁自-6.00m向上无凸出构件，具备使用爬模架条件。4、舞台通道筒体墙内侧爬升大模板采用木模以减轻自重，舞台通道外侧各楼层高度不等，墙体外侧模板也使用木模，以便与外侧大模连接固定。综合以上分析，爬模工艺具备了大模板和滑模共同的优点，在结构施工阶段随墙体施工进度逐层上升，施工速度快；高空作业安全，不用搭设外脚手架；可避免因气候或机械等原因导致停机、停电所产生的不利影响。17国家大剧院结构工程爬模架体系的研究与应用3.2爬架构造与设计要求3.2.1爬架主要构造爬模架主要由附墙装置、导轨、主承力架及架体系统、爬

6、升系统、防倾、防坠装置以及安全防护系统等部分组成。爬升机构是有导向、爬升、复位的锁定机构。3.2.2爬架的功能设计要求1、附墙装置直接与工程结构连接，要求具有以下几个功能：⑴承受传递全套设备及施工荷载和风荷载；⑵它是导轨及架体爬升时的导向装置和防倾装置；⑶它的构造还能适应墙面施工及预留孔位时引起的偏差。2、大模板与爬升脚手架要一体化爬模系统中设置模板水平移动台车，它通过座落在主承力架面上的齿轮齿条机构实现其水平移动，当支模到位在锁紧模板穿墙螺栓的过程中，使用齿轮齿条的楔形板将其锁紧。3、爬升系统要平稳爬升系统能够平稳爬升单片、多片和整体架体。4、爬升机构和安全装置要可靠，必须设

7、置防坠装置。5、具备架体与导轨的互爬功能爬升系统和爬升机构，通过系统的操作，导轨沿着附墙装置爬升，架体沿着导轨爬升。3.2.3爬架的节点设计要求与一般工程爬模用于外墙不同，本工程爬模使用在内筒部位，四个阴角部位的爬架设计是一个难点，因为阴角部位的附墙装置及导轨会影响与其垂直方向的模板向后退出。经反复研究在阴角的处理上采用设浮点机位的方法，在四个阴角的东西向墙面共设了6个浮点机位，该部位主承力架处不设附墙装置，直接靠在墙面，靠邻近的附墙装置支承，17国家大剧院结构工程爬模架体系的研究与应用在每