超高层泵送施工技术

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关键词商品混凝土超高层泵送
万方数据
圈1远处高楼为北京国贸三期,是京城最高建筑。主塔楼高度达330米
C潍2009.5 35
Technology
前言 中国国际贸易中心三期工程座落于 北京东三环与建国f-J#l-大街交汇处西北 角,工程总体分为A、B两个阶段。目前 的A阶段工程是一座集超五星级酒店、 高档写字楼、国际精品商场、电影院、宴 会厅、地下停车场为—体的多功能现代化 智能建筑,总建筑面积约30万rn2,其主 塔楼高度330m,建成后将成为北京市最 高的建筑。工程建设单位为中国国际贸易 中心股份有限公司,总承包单位为中建一 局集团建设发展有限公司。 国贸三期工程地处北京八度地震 带,主塔楼的抗侧力体系为筒中筒结构, 内筒B3一L16层设置钢板剪力墙,周边 框筒平面为削角的正方形,外轮廓尺寸 在地面层约为55.3m,至74层减少到约 44m。为了使周边框筒能更有效地承担 底部剪力,减轻核心筒底部的负担,同 时满足塔楼地面入口处大开间的需要, 在1~5层设置巨型支撑外筒。此支撑 外筒之上为6~7层的腰桁架与上部框 筒连接,在地面层亦设置深lm的型钢 混凝土梁以提供联系和约束。 考虑到建筑的曲线外形导致框架 数目随高度增加而减少,在6~7层、
表1主楼地上结构构件的混凝土强度等级
楼层及部位
混凝土强度等级
方量
组合楼板
Ll-L73层 74层和停机坪
C30 C30(抗渗等级S6)
2.3万m3
LI-L74层组合柱 LI-L74层组合剪力墙 楼梯间钢筋混凝土墙
主楼楼梯
C60 C60 C30 C30
4.5万m3 0.3万m3
浇筑方式 泵送 泵送 泵送 泵送 泵送 泵送
0.3:
%——混凝土拌合物在输送管内 的平均流速(m/s),当排量为36m3/h, 取O.82m/s, 即36/(3.14XO.1252/4)
13600;
m——径向压力与轴向压力之比, 对普通混凝土取0.90。
则:
妒一=杀hKz(-+鲁)仉1口: =志【loo+200×(1+o.3)×0.s2]×0.9
m):
对普通混凝土取o.90。
△PH一混凝土在水平输送管内流 则:
动每米产生的压力损失(Pa/m); yo——混凝土输送管半径(m); K1——黏着系数,取K1=(3.oo—
编=蠹k+凰(-+£)叫m
=志floo+200x(1+o.3)×0.91]x0.9
O.1×S1)x 102=100Pa,Sl为坍落度,
28~29层及54~55层的机电层处设 置3个两层高的腰桁架,以满足不同柱 网布置。同时腰桁架也增强了框简的整 体抗弯和抗剪刚度,提高了框筒的抗侧 性能。在28~29层顶及55~56层顶 之间均设有8支伸臂桁架,同时在腰桁 架层之顶面与底面(即6、7、28、29、 54、55层)在周边框筒与核心筒之间设 有平面桁架。此伸臂桁架和平面桁架可 以更好地发挥周边框筒抵抗侧向力的作 用,减少核心筒整体受力,加强这些楼 层的剪力传递。
本工程混凝土泵的最大水平输送
距离按150m,最大垂直输送距离按 330×4m,弯管水平换算长度按72m, 软管水平换算长度按20m,共计1 562m。
因L一=PmdAPH, 则LⅡ一=Pmax/ A PH=35000000/9694=3610.5m>整体水 平换算长度1562m,故满足要求。
(2)发动机功率验算 A.主系统油压为P=20Mpa B.柴油机额定转速为2000rpm C.主油泵2台,排量为380ml/转 D.恒油泵2台,排量为28ml/r,最 高工作压力16Mpa E.齿轮泵2台,排量为22ml/r,最 高工作压力lI Mpa 主油泵功率Wl=P×Q/60= 20×760/60×2=506.7KW 恒油泵功率W2=P×Q/60= 16×56/60×2=29.9KW
内容
理论(压降)数据(MPa)
实际用量
水平输送距离,每20m
O.10
150m
垂直输送距离,每5m
O.10
每个90。弯管
0.10
330m 8个
每1个管卡 每根5m橡皮软管
0.10 O.20
110个 1个
计算结果 0.75 6.60 O.80 11.oo O.20
图1混凝土超高压特制泵
式计算:
与活塞推压混凝土时间之比。一般取
料斗容积(m3)
1450
外形尺寸(mm)
6530
动力形式
16 1500 Y315M一4 0.8 5900×2040×2280 柴油动力
=9020Palm
混凝土泵送的配管换算的总压力损
HBT90CH2 l 22D型混凝土超高压特
本工程混凝土泵的换算水平管长度 为323m。
因Lm“=Pmd A PH, 则Lmlx=Pma√ A PH=16000000/9020=1773.8m>整体水 平换算长度353m,故满足要求。
7347×28ll X2750
整机重量(kg) 动力形式
12000
柴油动力
上料高度(mm)
1420
料斗容积(m3)
O.7
最大输送距离(垂直/水平)m
480/1500
鲳 建筑装饰材料世界·中冈混凝上专刊2009.5
万方数据
科技目疆 Technology
序号 1 2 3
4 5
表6换算水平管长度和压力损失的计算表(34层以上)
失为 AP=9.45Mpa<混凝土泵正常工
作的最大出口压力16Mpa,满足要求。 2.2.2 HBT90CH2122D型混凝土超
高压特制泵关键参数的论证
制泵性能(见表5、图1)。 (1)泵送混凝土至330m高度所需
压力验算 根据混凝土泵的最大出口压力、配
管情况、混凝土性能指标和输出量按下
表5 HBT90CH21 22D型混凝土超高压特制泵性能
序号 1 2 3
4 5
表3换算水平管长度和压力损失的计算(34层以下)
管件名称 R=lm90。弯管
数量 6
换算水平管长度(m) 9×6=54m
3m垂直管
50
3X50=150m
3m水平管
43
管卡
50
3×43=129m
5m软管

合计
4×5=20m 353m
换算压力损失{MPa) O.6 3.O
O.645 5 O.2
辅助泵功率W3=P×Q/60= ll×44/60×2=16.1KW
发动机功率:w=(Wl+w2+w3)/II= (506.7+29.9+16.1)/0.88=628KW
式中rt——机械效率,取O.88 (3)最大混凝土出口压力的确定 在一般的泵送施工经验中,混凝土 泵的最大出口压力应比实际所需压力高 lO%~20%,多出的压力储备用来应付 混凝土变化引起的异常现象,避免堵管。 而对于本工程这样的超高层建筑的混凝
扣——混凝土输送管半径(m); K-——黏着系数,取嚣-=(3.00一 O.1xSl)×102=lOOPa,S1为坍落度, 约20cm: 耳:——速度系数,取彪=(4.00— 0.1XSI)x102=200Pa/m/s,s1为坍落度, 约20cm;
s广一混凝土坍落度;
如/tl——混凝土泵分配阀切换时 间与活塞推压混凝土时间之比。一般取

泵管布置形式
择半径较大的弯管。

泵送速率
采用输送泵,减少阻力。

混凝十特性
选择合理的混凝士配合比。
两台HBT80C型混凝土普通泵,34层 以上采用两台三一HBT90CH2122D型 混凝土超高压特制泵(分别带两台发动 机),其中特制泵的设计最大泵送压力为 22MPa。
2.2.1 HBT80C型混凝土普通泵关键 参数的论证
地下室钢结构柱设置为一柱三层, 构件重量超60t,减少了现场厚板焊接 量,腰桁架全部在工厂预拼装,提高构 件到现场的拼接速度,含地下室共77层 钢结构施工工期仅15个月,创造了国内 钢结构工程施工新的传奇。
1混凝土泵送技术概况 商品混凝土采用泵送施工已广泛用 于建筑工程中,但对于高度大于300m 的超高层泵送,因泵送压力过高,所用 混凝土强度高、黏度大,泵送尤其困难, 给泵送施工带来一系列有待探讨的技术 难题。随着泵送混凝土技术的普及推广 和迅猛发展,不断研究高强度混凝土的
(1)换算水平管长度和压力损失的 计算(34层以下)(见表3)
换算水平管长度总计:353m (2)混凝土泵能力验算 HBT80C混凝土输送泵性能(见表4)
APH=杀卜K:0+洲az
式中Lm腿一混凝土泵的最大水
平输送距离(m);
卜-混凝土泵的最低出口压力(Pa/
m):
AP一——混凝土在水平输送管内流 动每米产生的压力损失(Pa/m);
9.45MPa
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cc陛2009.5 37
Technology
最大理论输送■(m3/h) 最大理论垂直输送距(m) 混凝土缸径X行Immxmm)
发动机功率(kw) 上料高度lmm)
重量I kg)
表4 HBT80C混凝土输送泵性能
80
最大泵送混凝土压(MPa)
350 200×1600
132
最大理论水平输送距(m) 电动机型号
本工程混凝土工程总方量为18 万m3,其中主楼地上混凝土方量约为7.1 万m3,最大泵送高度达330m。本工程 竖向结构全部为C60混凝土,给一次性 泵送施工增加了难度,主楼地上结构构 件的混凝土强度等级见表l:
2混凝土泵的选择及布置 2.1混凝土泵送关键因素 混凝土泵送距离因素分析(见表2)。 2.2泵的选择 根据工程实际情况,34层以下采用
36 建筑装饰材料世界·中同混凝I:专刊2009.5
万方数据
Technology
表2混凝土泵送距离因素分析
序号
考虑因素
保证泵送距离措施

泵的功率
选择功率较大的泵,并进行泵压验算。

泵管尺寸
选择稍大尺寸、壁厚较厚的泵管(工程选用的泵管壁厚为8l姗),减少泵管阻力、增加耐磨度。
1.设置一定量的弯管及缓冲弯,防止混凝土倒流;2.加强泵管固定,尤其是弯管处的固定;3.选
万方数据
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■圈导航 Technology
土泵送,其他意外因素很多,要求的可 靠性更高,显然应有更多的压力储备。 因此,根据计算及工程经验,我们确定 泵的最大出口压力为22MPa,一方面有 一定的压力储备,另一方面,在正常工
作状况下,液压系统工作压力不超过25 MPa,工作可靠性更高。
Technology
超高层泵送施工技术
李博1翟海涛1鹿刚1花卉2 (1中建一局集团建设发展有限公司北京100102,2中国国际贸易中心股份有限公司北京100004)
摘要高度大于300m的超高层泵送商品混凝土,因泵送压力过高,所用混凝土强 度高、黏度大,泵送尤其困难,给泵送施工带来一系列有待探讨的技术难题。随着泵 送混凝土技术的普及推广和迅猛发展,不断研究高强度混凝土的超高层泵送技术,对 于提高超高层建筑施工质量及施工效率具有相当的实用价值和经济意义。
Lnm=Pm√A PH
0.3;
编=杀I置t+晟(1+鲁)“lm
Vz——混凝土拌合物在输送管内的
式中I。,r一混凝土泵的最大水平 平均流速(m/s),当排量为40m3/h,取
a广径向压力与轴向压力之比, 输送距离(m);0.91m/s,即40/(3.14X0.1252/4)/3600:
P一混凝土泵的最低出口压力(Pa/
超高层泵送技术,对于提高超高层建筑 施工质量及施工效率具有相当的实用价 值和经济意义。
超高层建筑的混凝土施工,随着泵 送高度的增加,输送压力也不断提高。对 于垂直高度大于300m的超高建筑,一般 采用高强度混凝土,黏度大,其混凝土泵 的出口压力需要在20MPA以上。这种高 强度混凝土的超高压泵送,容易产生泄漏 导致混凝土离析、堵管等诸多问题,一直 是混凝土施工的一大难题。为此,必须使 设备具备高可靠性和超强的泵送能力,解 决超高压混凝土的密封、超高压管道、超 高压混凝土泵送施工工艺及管道内剩余混 凝土的水洗等技术问题。
=9694Palm
约20cm;
换算水平管长度和压力损失的计算
K2——速度系数,取K2=(4.00一 如下(34层以上)(见表6):
O.1XSl)×102=200Pa/m/s,Sl为坍落度,
混凝土泵送的换算总压力损失P=
约20cm: s1——混凝土坍落度;
班-——混凝土泵分配阀切换时间
19.35Mpa<混凝土泵正常工作的最大出 12压力22Mpa,满足要求。
各项性能
三一重工(HBTgOCH-21 35D)
最大理论混凝土输送量(低压/高压)
90/60m3
最大泵送压力(低压/高压) 主油缸直径X行程mm
14/22MPa 由160×2100
输送缸直径×行程alto
巾200×2loo
主油泵排量(cm3/r)
190X2
柴油机功率(KW)
18l×2
ห้องสมุดไป่ตู้
外形尺寸(mm)
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