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技術革新獎獲獎成果展示
【革新獎2019】一等獎:超高層泵送+自密實鋼筒混凝土+內支外爬全鋁模系統(tǒng)=超高層經濟型建造關鍵技術
時間:2020-06-10    來源:CCPA    分享:
2019年度“北京凱盛優(yōu)科房屋杯”混凝土與水泥制品行業(yè)技術革新獎項目展示 一等獎項目(技藝工法類):超高層經濟型建造關鍵技術研究與應用


主要完成單位:中建西部建設湖南有限公司、中建五局第三建設有限公司


主要完成人:李曦、冷政、何昌杰、向佳瑜、吳掌平、曾維、田青、何彥琪、鄧怡帆

項目概況:

近年來,隨著超高層建筑高度的攀升,導致超高層布置泵管長,連接彎頭多,泵送壓力大,混凝土流變性能難以控制。因而混凝土在長距離的高壓泵送過程中容易離析、堵管,用于超高層建筑的鋼管混凝土在澆筑完成后鋼管封閉難以養(yǎng)護使其內部膨脹劑難以生效。同時超高層施工過程中仍存在開發(fā)周期長、人力物力投入大、垂直運輸量大、安全防護措施費用高等一系列問題,這些因素將導致超高層建造成本的上升。本項目完成單位依托長沙世茂廣場超高層工程,針對上述問題,展開了系統(tǒng)研究,創(chuàng)新性地研發(fā)出了一系列降本增效新技術。

主要創(chuàng)新點:

一、針對超高層混凝土工作性難以控制的問題,課題組創(chuàng)新性的開發(fā)了混凝土流變性能評價及控制技術,實現(xiàn)混凝土在泵送過程中能保持高勻質性、穩(wěn)定性,使普通混凝土通過電泵也能順利泵送至超高層。

超高層泵送混凝土拌合物流變性能控制研究試驗

二、針對超高層外框架自密實高標號鋼管混凝土在澆筑完成后因被鋼管封閉,影響?zhàn)B護效果,造成其內部普通膨脹劑不能有效發(fā)生作用這一問題,課題組首創(chuàng)性地提出了自養(yǎng)護型自密實鋼管混凝土配制技術,通過研發(fā)混凝土自養(yǎng)護型微膨脹劑,實現(xiàn)了自密實混凝土在沒有外界水分補充的養(yǎng)護環(huán)境下能充分微膨脹的目的。  

混凝土自養(yǎng)護型微膨脹劑配制試驗

三、提出了超高層核心筒內支外爬全鋁模系統(tǒng)經濟建造技術,實現(xiàn)了超高層核心筒內豎向與水平結構同步施工,可避免通過植筋后再施工水平結構,較采用內外全爬模和頂模系統(tǒng)施工更經濟。

內支外爬技術現(xiàn)場實施圖

四、創(chuàng)新性地提出了一系列關于超高層外鋼框架型鋼梁柱的經濟高效安裝方法,形成了超高層外框型鋼梁柱經濟施工關鍵技術。

應用效果:

一、混凝土流變性能評價及控制技術

長沙世貿廣場工程結構總高度達348.20m,混凝土總方量達21萬m3,其中200m以上屬于超高層部位,混凝土方量有6萬m3。課題組展開大量實驗研究,開發(fā)出混凝土流變性能評價及控制技術,可確保混凝土在泵送過程中能保持高勻質性、穩(wěn)定性。降低了堵管風險,使未加硅灰的普通混凝土也能順利泵送至超高層。極大了提高了施工效率,并減少了混凝土結構的質量隱患。該技術在湘江冰雪世界項目和長沙國際金融中心項目得到推廣,克服了新拌混凝土在長距離輸送中易離析、泌水導致堵管、堵泵等難題。

二、自養(yǎng)護型自密實鋼管混凝土配制技術

長沙世茂廣場工程位于長沙市建湘路與五一大道交匯處,為一棟由74層超高層寫字樓和商業(yè)裙樓組成的城市綜合體,項目外框鋼管柱采用自密實混凝土。課題組展開了大量的試驗研究,成功研制出了一種混凝土自養(yǎng)護型微膨脹劑,在項目的實際使用中可確?;炷猎诘貌坏匠渥沭B(yǎng)護的情況下(但澆筑后14天內不宜處于太陽直射,或長時間暴露于高溫下)其膨脹效果得到充分發(fā)揮,并在湘江冰雪世界項目進行推廣。

三、超高層核心筒內支外爬同步施工技術

世貿廣場的結構型式為“鋼管混凝土框架+鋼筋混凝土核心筒+伸臂桁架”組成的混合雙重抗側力體系,結構總高度達348.20m。課題組通過研究超高層核心筒外爬架、內支模架、動臂塔吊和塔式布料機的工作原理,創(chuàng)新性地研發(fā)出“超高層核心筒內支外爬同步施工技術”,實現(xiàn)了核心筒內豎向與水平結構的同步攀升,并設計開發(fā)出“超高層桁架樓層板鋼筋預留預埋結構”,省去了外框架樓承板的植筋工作,避免了質量隱患,提高了施工效率。

四、超高層外框型鋼梁柱經濟施工關鍵技術

(1)長沙世茂廣場項目

世茂廣場項目外部結構為鋼結構伸臂桁架結構,課題組運用“型鋼梁轉動輔助安裝施工技術”,避免了二次起吊及搬運連接板,減少了吊裝設備使用次數(shù),提高了安裝效率;同時應用“大長細比箱型截面鋼梁對接施工技術”避免了傳統(tǒng)焊接工藝中下翼緣板需仰焊和臨時連接板受剪易變形等問題,降低了箱型截面鋼梁現(xiàn)場對接焊的施工難度,提高了焊接質量;形成了“巨型超重伸臂桁架節(jié)點拆分與安裝技術”,成功降低了塔式起重機配置,取得了顯著的經濟效益。

(2)礦坑生態(tài)修復利用工程——五星級酒店工程

礦坑生態(tài)修復利用工程——五星級酒店工程位于長沙市岳麓區(qū)平塘大道與清風南路交匯處的東南角,地上二十三層,地下二層,總建筑面積63000m2,總高度98m,屋面絕對標高+150.000m。五星級酒店主要功能包括客房以及宴會廳、會議、餐飲娛樂等功能設施。鋼結構構件類型有十字型鋼柱、箱型鋼柱、圓管柱、箱型鋼梁、H型鋼梁等。本工程采用的大長細比箱型截面鋼梁對接施工技術,安裝簡便,無需再側面增加開孔螺栓連接板,獲得良好的經濟和工期效益。


項目現(xiàn)場照片
企業(yè)介紹:

中建西部建設湖南有限公司成立于2009年,系中國建筑集團打造的首家上市的專業(yè)化公司——中建西部建設股份有限公司的全資子公司,是湖南省第一家通過ISO9001質量、環(huán)境、職業(yè)健康安全管理體系國際貫標認證的商品混凝土企業(yè)。2013年至2016年間連續(xù)三屆獲評“中國混凝土行業(yè)優(yōu)秀企業(yè)”,2017年被評為“中國混凝土行業(yè)綠色示范企業(yè)”,同時獲得“全國工人先鋒號”和“全國三星級綠色建材評價標識”。2018年獲“中施企協(xié)科技進步二等獎”,2019年獲評湖南省“五一勞動獎狀”和“湖南省直單位工會先進單位”。

公司注冊資金4.0億元,年生產運輸泵送能力可達1000萬立方以上,現(xiàn)有攪拌站10余座,專業(yè)自動化混凝土生產線30余條。承接了湖南省內90%的高大精尖項目,包括湖南第一高樓—長沙國際金融中心、長沙世茂廣場、湘江歡樂城冰雪世界、長沙地鐵3、4、5、6號線等重點工程項目。目前,公司主營業(yè)務已覆蓋湖南和海南等主要區(qū)域,是湖南商品混凝土行業(yè)的強勢品牌。

公司現(xiàn)有正式員工300人以上,其中擁有碩士研究生學歷20余名,大學以上學歷300余人,專業(yè)技術人才近300人,擁有中高級職稱100多人。公司創(chuàng)新能力突出,與同濟大學、湖南大學、武漢理工大學、長沙理工大學在科技研發(fā)、技術攻關、人才培養(yǎng)等方面建立長期合作關系。在湖南區(qū)域混凝土行業(yè)最早成立企業(yè)技術中心,實驗設備齊全,設有專職研發(fā)人員開展混凝土產品及混凝土生產方式綠色升級的課題研究,先后獲省部級科技獎6項,省部級課題立項1項,市局級課題立項11項;國家授權專利19項;在國際國內SCI、EI、中文核心及行業(yè)重點期刊發(fā)表學術論文70余篇;出版專著1部,參與專著編寫2部,參編6項標準,率先獲得湖南區(qū)域混凝土行業(yè)高新技術企業(yè);公司積極組織員工參與行業(yè)技能競賽,蟬聯(lián)2016與2017年度全國混凝土技能比武大賽一等獎,獲2018與2019年度全國混凝土設計大賽三等獎,是混凝土專業(yè)技術人才培養(yǎng)的搖籃。

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