超高层建筑施工的几项新技术

超高层建筑施工的几项新技术
张琨
2017年11月 成都
中建三局近年承建的主要超高层建筑：
上海环球北京中国尊武汉绿地中心天津117广州西塔香港环球
成都绿地
广州东塔
武汉中心
深圳华润
沈阳宝能苏州国金
近年来，中建三局围绕制约超高层建筑施工的关键技术问题，开展了
系列技术研究与应用。

混凝土泵送
塔机
模架
施工电梯安全逃生
一、超高层建筑智能化施工装备集成平台
三、单塔多笼循环运行施工电梯二、廻转式多吊机集成运行平台
四、混凝土超高泵送创新技术
五、磁力缓降安全逃生装置
目
录CONTENTS
七、大型可周转结构预埋件六、跃层电梯应用
u研究背景
u超高层建筑施工，结构是主线，模架是关键
u随着建筑高度的增加，施工难度大，安全风险高，常规滑模、爬模、提模等模架体系都存在一定的不足
滑模爬模提模
u第一代低位顶升模架
u支撑点位置低，受混凝土强度影响小
u采用大吨位千斤顶，支点少
u采用长行程千斤顶，顶升一次完成
广州西塔（2007年）
u 通过模块化设计，使低位顶模80%构件可周
转使用
u 进一步提升了模架的适应性、安全性
u 第二代低位顶升模架（模块化）
u 集成了包括电梯、布料机、材料堆场、工具房、临水临电、办公生活设施
等各类设备设施,施工电梯可直达平台顶部作业层。

u 第二代低位顶升模架（模块化）
福州世茂（2010年）宇洋金座（2012年）周转使用
u 第二代低位顶升模架（模块化）
重庆国金（2013年）周转
使用
成都绿地中心（2016年）
u第二代低位顶升模架（模块化）
u 模架抗侧刚度差u 支点占用核心筒空间大u
承载力受限
u
第三代低位顶升模架（微凸支点）
u 钢“罩”形式刚度大u 支点布置灵活外挂支点
模板挂架系统
钢框架系统
u
第三代低位顶升模架（微凸支点）
u发明了一种利用2-3cm的约束素混凝土凸起抵抗上百吨竖向剪力新型承力构造，通过在承力件上引入对拉螺杆，形成微凸支点，单支点可承受400吨荷载。

承力件
支撑架
素混凝土微凸u承载力高
u承载力高
u发明了一种巨型空间框架平台结构，采用空间框架结构作为平台受力骨架，配合微凸支点，使平台可承受上千吨荷载、抵抗14级大风。

小型塔机
集成平台
武汉绿地中心ZSL380塔机与平台集成（小型塔机直接安装在平台上）
u 创造性的提出并实现了塔机与平台集成。

u 集成度高
大型塔机集成平台
H1
H2
V
塔身
塔机支撑梁塔机支撑梁
共用支承系统北京中国尊M900D 塔机与平台集成（大型塔机与平台同步爬升）
u 集成度高
u 创造性的提出并实现了塔机与平台集成。

u集成度高
u创造性的提出并实现了塔机与平台集成。

沈阳宝能项目集成
ZSL2700
M1280D
ZSL1150
三台大型塔机
u适应性强
平台角部开合
平台整体内缩伸缩前
伸缩后
u发明了开合机构、伸缩机构、斜爬机构、滑移机构等可变机构，可以应对墙体内收、外扩、倾斜等结构变化及复杂工况施工要求。

u 适应性强
支承系统斜爬机构
支承系统滑移机构
墙体内
收
墙体倾斜
u 发明了开合机构、伸缩机构、斜爬机构、滑移机构等可变机构，可以应对墙体内
收、外扩、倾斜等结构变化及复杂工况施工要求。

u 开发了智能监控系统，对平台进行全方位
在线监测，确保平台健康运行、安全可控。

u 智能监控
表观监控点水平度监控点应变监控点垂直度监控点风速监控点风压监控点温度监控点
u智能监控
监控系统主界面监控室
运行状态分析超限安全预警
u智能监控
u系统实现了网页登录、远程监控
u
工程应用
武汉绿地中心
（2015年）北京中国尊
（2015年）
深圳华润（2014年）武汉中心
（2012年）
一、超高层建筑智能化施工装备集成平台
三、单塔多笼循环运行施工电梯二、廻转式多吊机集成运行平台
四、混凝土超高泵送创新技术
五、磁力缓降安全逃生装置
目
录CONTENTS
七、大型可周转结构预埋件六、跃层电梯应用
仅占总吊次约5%的外框重型构件：外框构件重：需要布置大型塔机外框构件远
：需要布置多台塔机
布置多台大型塔机
117：两台ZSL2700、两台ZSL1250塔机功效利用不充分
u 研究背景与思路
外挂塔机爬升
内爬塔机爬升
模架影响塔机爬升
u 塔机布置占用位置（外挂、内爬）u 塔机爬升占用工期（每层1.5天）u 研究背景与思路
u研究背景与思路
u借鉴旋转餐桌思路，通过餐桌旋转，实现“龙虾”“小菜”人人吃
u提出廻转式塔机平台，通过廻转实现塔机配置优化及工效提升
借鉴
提出
旋转餐桌整体顶升廻转式多吊机集成
运行平台（动画）
u 廻转平台组成
u 廻转平台由立柱、支撑顶升系统、廻转驱动系统、吊机基座平台
等部分组成
支撑顶升系统（具体另见）
吊机基座平台系统
廻转驱
动系统（具体
另见）
立柱
u 吊机廻转，合理配置，大小搭配，可节省30%~35%的费用支出u 简化爬升等施工工艺，每层节省约20%的工期
廻转平台塔机布置
u
特点与功效
u 支撑顶升系统
微凸支点
抗侧装置
支撑架顶升油缸
u支撑顶升系统
u支撑顶升系统
顶升
油缸
抗侧
油缸
u研究背景与思路
微凸支点
u 廻转支承驱动系统
液压泵站控制系统
廻转支承液压马达
u
廻转支承驱动系统
下节点（不动）上节点
（液压马达驱动）
廻转支承
u廻转平台应用
u平台搭载ZSL1250、M600D、ZSL380三台塔机应用于成都绿地中心（468m）项目
u应用效益
u减少塔机配置
u简化爬升操作
u节省措施投入（结构加
固、预埋件等）
一、超高层建筑智能化施工装备集成平台
三、单塔多笼循环运行施工电梯二、廻转式多吊机集成运行平台
四、混凝土超高泵送创新技术
五、磁力缓降安全逃生装置
目
录CONTENTS
七、大型可周转结构预埋件六、跃层电梯应用
梯笼
导轨架
传统施工升
降机在导轨
架两侧布置2个梯笼，
进行单侧上
下运行u 技术背景与思路
三 单塔多笼循环运行施工电梯
设置通道塔：u 措施费用高
电梯外附或内设：u 空间占用大u 工期影响大u 随着建筑高度的增加，施工电梯垂直运输量大，需要投入多部施工电梯
u 技术背景与思路
u 导轨架利用率低
旋转换轨机构
旋转180°
下行轨道
上行轨道
借鉴城市轨道交通运行思路
单塔多笼循环运行施工电梯
u技术背景与思路
u 包括机械结构、驱动装置以及电控系统三大部分。

驱动
装置旋转电控
系统
机械结构u旋转换轨机构
u 承受各向荷载的同时进行连
续旋转180°
u 不承受上部传递的竖向力u 具备多道防线的冗余度设计
旋转架体
中间固定
轴
旋转换轨机构过渡盘
旋转换轨机构中心轴
+=
u 旋转换轨机构
u
用滑触线分段供电替代电缆进行供电，解决电缆折断及电压降的问题。

u 滑触线分段供电
u 整体布置与分段卸载
正常运行区间
旋转节
旋转节
旋转节
旋转节
旋转节
弹性竖向附着（间隔70～80米设置一道）把竖向
力直接传递给建筑物
根据需要设置旋转节，梯笼可实现高低区分段运行。

地下室设置旋转节并作为检修存储库，存储和检修不占用正常运行空间。

上行轨道
下行轨道
u群控调度系统
u开发了安全运行智能群控调度系统，实现了多部梯笼群体控制及高效调度。

u群控调度系统
中央控制室
地面主站
位置速度
位置速度
距离
主控系统自动判断各梯笼之间的距离，当距离小于限定值时，系统将自动减速或停车。

另外，出现通讯中断等特殊情况，梯笼也会自动减速停车。

当主动控制失效时，独立于主控系统之外的激光测距仪、超声波测距仪（在不同的天气和工作条件下，互为补充）进行测距，当距离达到限值后自动报警，且切断电源，自动紧急制动。

主动判定
强制判定
u 安全控制系统
三 单塔多笼循环运行施工电梯。