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“空中造樓機”拔高城市天際線

——探秘中建三局超高層建造神器頂升平臺系統

發布日期：2018-09-25來源：中建三局編輯：張世輝

[摘要]從第一代低位頂模到第二代模塊化低位頂模、第三代微凸支點頂模，再到升級版的“空中造樓機”，超高層建造神器成為中建三局在激烈市場競爭中致勝的“殺手锏”。截至目前，中建三局承建參建全國20個省區市第一高樓、500米以上摩天大樓8座、300米以上高樓50余座。一座座拔地而起的摩天大樓，仿若天地畫卷中顆顆璀璨的明珠，交織成一曲曲扣人心弦的華彩樂章，匯成“拔高”中國城市天際線的雄渾交響。

　　 7月12日，外交部湖北全球推介會在外交部藍廳舉行，中建三局研發的全球首款“空中造樓機”——自帶塔機微凸支點智能頂升模架系統驚艷亮相。湖北省委副書記、省長王曉東在推介中說，中建三局研發的“空中造樓機”以高效節能的絕對優勢領跑全球。中建三局董事長、黨委書記陳華元接受了多家媒體采訪，詳細介紹“空中造樓機”。

　　今年以來，中建三局“空中造樓機”先后登上央視《大國重器》《深度財經》和新華社《長江之夢》，突顯工程中建三局在超高層建造技術領域的絕對領先優勢。

　　 第一代頂模：低位頂模

　　從上世紀80年代起，我國超高層建筑施工技術經歷了多次升級，從傳統的搭設腳手架到滑模，再到爬模、提模，施工機械化、標準化、高效化程度不斷提高。進入新世紀，超高層建筑越來越高、結構越來越復雜，不僅要承受較大的垂直荷載，還要承受較大的水平荷載，傳統模架難以滿足要求。如何在保證質量與安全的情況下提高施工速度，成為業界亟待破解的難題。

　　 2005年，中建三局參與高432米的廣州西塔總承包施工。該工程平面呈類三角形，外周邊由6段曲率不同的圓弧構成，總工期僅1007天。若采用傳統施工技術，要如期完成施工任務，談何容易！

　　面對嚴峻挑戰，項目研發團隊提出一個大膽設想：將施工豎向結構的模板和掛架懸掛在鋼平臺以下，采用大行程、高能力、支承在剪力墻預留洞處的液壓千斤頂頂升鋼平臺，帶動模板與掛架整體同步上升一個高度，完成上一樓層的混凝土結構施工，最終第一代頂模——低位頂升鋼平臺模架體系應運而生，與傳統施工技術相比，顯著提高超高層施工工效。施工中，廣州西塔核心筒施工速度最快達到兩天一個結構層，總工期縮短280天，創造令人矚目的“世界速度”。

　　 第二代頂模：模塊化低位頂模

　　盡管第一代頂模具有諸多優點，但標準化程度低、難周轉、成本高，同時具有一定安全風險。

　　困難擋不住前行者的腳步。2009年，中建三局成立攻關小組，依托福州世茂國際中心項目，重點在周轉性、適應性、安全性三個方面開展攻關，將整個模架“拆分”為由多個標準組件組成的裝配式結構，從而實現模架在不同項目間的周轉使用，大幅降低成本；針對不同工程，研究基于頂模施工環境下塔吊、電梯、混凝土泵送等垂直運輸設備與模架銜接、協調與配合的最優方案；為頂模應對核心筒結構變化提供良好的解決方案，提高其對核心筒變化的適應性；提高頂模設計的安全性，為施工中的“誤操作”提供安全保險；同時創新標準化組件，為頂模的不斷改進奠定基礎，促進頂模由創新設備向定型成熟的產品邁進。最終，中建三局成功研發第二代頂模——模塊化低位頂升鋼平臺模架體系，并在福州世茂國際中心、福州宇洋中央金座、無錫國金中心、蘇州國金中心、鎮江蘇寧廣場、重慶國金中心、天津現代城、天津117大廈等工程建設中大顯身手，施工總建筑面積超350萬平方米。

　　 第三代頂模：微凸支點頂模

　　伴隨建筑高度與建造難度的不斷提升，模塊化低位頂升鋼平臺模架體系的不足日漸顯現：整體抗側剛度不足，承載力有限，置于核心筒內的支撐立柱、箱梁與塔吊、電梯的站位協調復雜。

　　為彌補不足，中建三局一舉打破傳統設計思路，利用核心筒外側墻體表面2-3厘米素混凝土微凸構造承力，單個支點承載力達400噸，除使承載力、整體性、抗側剛度、內部垂直運輸設備安裝空間得到顯著提升外，更重要的是在高效性、適應性、安全性和智能化上實現飛躍。

　　 2012年，在時為華中第一高樓、高438米的武漢中心項目，第三代頂模——微凸支點智能控制頂升模架首次應用，最大高度27.8米，豎向橫跨3個半結構層，實現鋼筋綁扎層、混凝土澆筑層、混凝土養護層分層流水施工；長35米、寬35米的頂部平臺提供充足的施工空間和材料、機械設備堆場；并專門研發智能綜合監控系統，頂模體系的運行安全得到有效保障。頂升液壓系統的推力也大幅提升至2400噸，可以將3萬名成年人同時頂起。第三代頂模先后運用于武漢中心、深圳華潤總部大廈。

　　 集成平臺：“空中造樓機”

　　創新無止境。在第三代頂模的基礎上，經過近兩年的研究試驗，中建三局研制出升級版“自帶塔機微凸支點智能頂升模架系統”——超高層建筑智能化施工裝備集成平臺，在全球首次將超高層建筑施工的大型塔機直接集成于平臺上，實現塔機、模架一體化安裝與爬升，并將核心筒立體施工同步作業面從3層半增至4層半。

　　通過塔機與模架一體化安裝與爬升，突出解決了塔吊爬升與模架頂升相互影響、爬升占用時間長、爬升措施投入大等制約超高層建筑施工的難題。以北京第一高樓“中國尊”項目的“空中造樓機”為例，自帶的2臺M900D塔吊相比常規塔吊安裝方式，可減少塔吊自爬升28次，節省塔吊爬升影響的工期約56天，減少塔吊預埋件400噸。“中國尊”集成平臺采用封閉式全鋼結構，平臺面積1600平方米，施工荷載2300噸，工人置身其中，如履平地，可同時進行4層樓、多個工種流水作業，可抵御10級大風，完全不用擔心高空墜落的危險。目前，該平臺已應用于北京“中國尊”、武漢綠地中心、沈陽寶能環球金融中心項目。

　　從第一代低位頂模到第二代模塊化低位頂模、第三代微凸支點頂模，再到升級版的“空中造樓機”，超高層建造神器成為中建三局在激烈市場競爭中致勝的“殺手锏”。截至目前，中建三局承建參建全國20個省區市第一高樓、500米以上摩天大樓8座、300米以上高樓50余座。一座座拔地而起的摩天大樓，仿若天地畫卷中顆顆璀璨的明珠，交織成一曲曲扣人心弦的華彩樂章，匯成“拔高”中國城市天際線的雄渾交響。（朱軍偉程超）