一种超高层结构外框钢管柱施工方法
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，尤其涉及一种超高结构外框钢结构混凝土爬升布料机施工方法。
背景技术
超高层建筑中，一种结构形式为钢筋混凝土核心筒和钢管混凝土外框柱的组合结构，其钢管混凝土内浇筑混凝土形成钢管与混凝土的混合结构，钢管混凝土柱与混凝土核心筒之间通过钢梁连接，钢梁上施工压型钢板复核楼板。
施工中，最先施工的是钢筋混凝土核心筒，其后是钢管混凝土柱，然后钢梁将混凝土柱和钢筋混凝土核心筒连接起来，最后是钢梁上铺设压型钢板并浇筑楼板混凝土。钢管柱的施工分为两个步骤，第一步是进行钢管柱的安装，第二部是在其中浇筑混凝土，从而形成混合结构。钢管混凝土柱在安装后要尽快在内部灌注混凝土以达到设计强度，而在浇筑钢管混凝土柱混凝土时，周围楼板尚未形成，钢管柱处于周围无楼板的悬空状态，钢管柱的连接作业需要操作平台，混凝土输送及混凝土浇捣是一个难题。
目前可用的方法包括：
（1）直接从核心筒内布管到钢管柱，但这种方法需要搭设临时钢梁，搭设难度大，耗材消耗严重，且搭设及使用过程中存在诸多安全隐患。
（2）借用塔吊吊运混凝土，而在超高层施工过程中，塔吊本身工作就非常繁忙，采用塔吊吊运混凝土势必造成其他吊装项目拖延工期。
因此有必要设计一种施工方法，能够高效、安全的进行超高层结构外框钢管柱施工。
发明内容
本发明旨在发明一种超高层结构外框钢管柱施工方法，能够高效、安全的进行超高层结构外框钢管柱施工。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种超高层结构外框钢管柱施工方法，包括如下步骤：
步骤1，在核心筒上或者核心筒施工模架组装平台系统或者核心筒外侧的外框横梁上设置布料机，所述布料机与位于核心筒内的混凝土泵管连接；
步骤2，在各已安装的钢管柱节段上安装液压自爬式附钢管柱施工平台，使液压自爬式附钢管柱施工平台位于已安装的钢管柱节段顶口位置，所述已安装的钢管柱节段间隔绕设于核心筒的外侧；
步骤3，操作布料机，浇筑其中一个已安装的钢管柱节段的混凝土；
步骤4，旋转布料机的大臂浇筑相邻的已安装的钢管柱节段的混凝土，直至所有已安装的钢管柱节段浇筑完毕；
步骤5，吊装各后一钢管柱节段，施工人员位于对应的液压自爬式附钢管柱施工平台上，将后一钢管柱节段焊接固定于对应已安装的钢管柱节段的上方；
步骤6，布料机与混凝土泵管脱开，爬升至下一个施工段，并与混凝土泵管重新连接；
步骤7，附液压自爬式附钢管柱施工平台自行爬升一个钢管柱节段，使液压自爬式附钢管柱施工平台位于后一钢管柱节段顶口位置；
步骤8，重复进行步骤3至步骤7，直至完成钢管柱中所有钢管柱节段的施工。
优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，在所述布料机为爬升式布料机，爬升式布料机能够附着于核心筒的外墙并能够沿着核心筒自行爬升。
优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述布料机与核心筒施工模架组装平台系统集成一体化，布料机随着核心筒施工模架组装平台系统一体爬升，无需独立设置动力系统。
优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述钢管柱节段上靠近顶部处设置两个附墙牛腿，所述两个附墙牛腿相对设置。
优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述液压自爬式附钢管柱施工平台包括上平台、下平台以及两爬升系统，所述下平台固定连接于所述上平台的下方，所述上平台包括两横向钢梁以及第一环形平台，所述第一环形平台上开设供所有钢管柱节段穿越的通孔，所述两横向钢梁相对设置第一环形平台的下方，所述下平台包括第二环形平台，所述第二环形平台的中部开设供钢管柱节段穿越的通孔，所述第二环形平台的外圈通过连杆与上平台连接，所述两爬升系统能够带动所述上平台沿着钢管柱爬升。
优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述爬升系统包括导轨、承重挂钩、竖向支撑杆、斜向伸缩杆、液压油缸、上爬升靴以及下爬升靴，所述承重挂钩能够通过自身的挂钩挂靠于附墙牛腿，所述导轨能够固定于所述附墙牛腿上，所述横向钢梁的内侧部与承重挂钩铰接，横向钢梁的外侧部与斜向伸缩杆的上端铰接，所述液压油缸的上下两端分别与上爬升靴以及下爬升靴连接，所述上爬升靴与承重挂钩连接，所述竖向支撑杆的上端与承重挂钩连接，所述斜向伸缩杆的下端与竖向支撑杆的下部铰接，所述上平台与导轨在液压油缸作用下通过上爬升靴以及下爬升靴交互提升，实现液压自爬式附钢管柱施工平台在钢管柱上的爬升。
优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述步骤7包括：
步骤71，分别调节上爬升靴与下爬升靴上的换向开关，使得所述上爬升靴和所述下爬升靴只能沿着导轨向下爬，此时，承重挂钩固定于附墙牛腿上；
步骤72，液压油缸反复伸缩，直至导轨到达后一钢管柱节段的附墙牛腿处；液压油缸伸缸时，液压油缸给上爬升靴一个向上的力，给下爬升靴一个向下的力，上爬升靴与导轨卡住，固定于附墙牛腿上的承重挂钩阻止上爬升靴向上运动，下爬升靴相对导轨向下移动；液压油缸缩缸时，液压油缸给上爬升靴一个向下的力，给下爬升靴一个向上的力，固定于附墙牛腿上的承重挂钩阻止上爬升靴向下运动，下爬升靴向上运动时，与导轨卡在一起带动导轨向上；
步骤73，将导轨的顶部安装于后一钢管柱节段的附墙牛腿上；
步骤74，将承重挂钩与附墙牛腿上脱离；
步骤75，分别调节上爬升靴与下爬升靴上的换向开关，使得上爬升靴和下爬升靴只能沿着导轨向上爬；
步骤76，液压油缸反复伸缩，直至承重挂钩到达后一钢管柱节段的附墙牛腿处，液压油缸缩缸时，液压油缸给上爬升靴一个向上的力，给下爬升靴一个向下的力，下爬升靴与导轨卡住，上爬升靴能够沿着导轨爬升；液压油缸缩缸时，上爬升靴能够与导轨卡住，下爬升靴能够沿着导轨爬升；
步骤77，将承重挂钩能够通过自身的挂钩挂靠于后一钢管柱节段的附墙牛腿，使液压自爬式附钢管柱施工平台位于后一钢管柱节段顶口位置。
优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述竖向支撑杆的下端通过支撑腿支撑于所述钢管柱节段外壁上。
优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述附墙牛腿在钢管柱节段加工时一体加工完成。
优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述布料机包括竖向架体、设置于竖向架体的悬臂以及设置于悬臂上的泵送管路，所述竖向架体通过三道支撑框支撑于核心筒外侧的三道外框横梁上，所述支撑框上设有供竖向架体穿越的竖向通孔以及供外框横梁通过的横向通孔，通过锁定机构能够将所述支撑框固定于竖向架体与外框横梁的交叉处，所述支撑框包括两个半框结构，两个半框结构通过螺栓连接，当布料机需要爬升时，然后松开最下方的支撑框上的锁定机构，然后，将最下方的支撑框架分解并移转至上方作为最上方的支撑框，接着，松开其余两个支撑框上的锁定机构，提升竖向架体至指定位置，最后，通过锁定机构将各支撑框分别锁定于竖向架体与对应的外框横梁的交叉处。
由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明提供的超高层结构外框钢管柱施工方法，通过在核心筒上或者核心筒施工模架组装平台系统或者核心筒外侧的外框横梁上设置布料机，所述布料机与位于核心筒内的混凝土泵管连接；在各已安装的钢管柱节段上安装液压自爬式附钢管柱施工平台，使液压自爬式附钢管柱施工平台位于已安装的钢管柱节段顶口位置，所述已安装的钢管柱节段间隔绕设于核心筒的外侧；操作布料机，浇筑其中一个已安装的钢管柱节段的混凝土；旋转布料机的大臂浇筑相邻的已安装的钢管柱节段的混凝土，直至所有已安装的钢管柱节段浇筑完毕；吊装各后一钢管柱节段，施工人员位于对应的液压自爬式附钢管柱施工平台上，将后一钢管柱节段焊接固定于对应已安装的钢管柱节段的上方；布料机与混凝土泵管脱开，爬升至下一个施工段，并与混凝土泵管重新连接；附液压自爬式附钢管柱施工平台自行爬升一个钢管柱节段，使液压自爬式附钢管柱施工平台位于后一钢管柱节段顶口位置；重复上述步骤，直至完成钢管柱中所有钢管柱节段的施工。本发明经济性好，材料消耗少，不需要辅助支撑等材料，人工消耗少，采用液压自爬式附钢管柱施工平台可以避免钢管柱施工平台的反复拆搭作业；采用液压自爬式附钢管柱施工平台爬升安全性高且省时省力；布料机浇筑一个钢管柱节段后，直接旋转大臂浇筑下一个钢管柱节段，无需装拆泵管，效率高。
附图说明
图1 为本发明一种超高层结构外框钢管柱施工方法步骤1时的结构示意图。
图2 为钢管柱的平面布置图。
图3 为本发明一种超高层结构外框钢管柱施工方法步骤3时的结构示意图。
图4 为液压自爬式附钢管柱施工平台的结构示意图。
图中：1-核心筒，2-外框横梁、3-布料机、31-竖向架体、32-悬臂、33-支撑框、4-钢管柱、41-钢管柱节段、411-附墙牛腿、5-液压自爬式附钢管柱施工平台、51-上平台、511-横向钢梁、52-下平台、53-爬升系统、531-导轨、532-承重挂钩、533-竖向支撑杆、534-斜向伸缩杆、535-液压油缸、536-上爬升靴、537-下爬升靴、54-连杆、55-支撑腿。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
请参阅图1至图4，本实施例公开了一种超高层结构外框钢管柱施工方法，包括如下步骤：
步骤1，请参阅图1，在核心筒1上或者核心筒施工模架组装平台系统或者核心筒1外侧的外框横梁2上设置布料机3，所述布料机3与位于核心筒1内的混凝土泵管（未图示）连接。
步骤2，请参阅图1和图2，在各已安装的钢管柱节段411上安装液压自爬式附钢管柱施工平台5，使液压自爬式附钢管柱施工平台5位于已安装的钢管柱节段411顶口位置，所述已安装的钢管柱节段411间隔绕设于核心筒1的外侧。
步骤3，操作布料机3，浇筑其中一个已安装的钢管柱节段411的混凝土。
步骤4，旋转布料机3的大臂浇筑相邻的已安装的钢管柱节段411的混凝土，直至所有已安装的钢管柱节段411浇筑完毕。
步骤5，请重点参阅图3，吊装各后一钢管柱节段411，施工人员位于对应的液压自爬式附钢管柱施工平台5上，将后一钢管柱节段411焊接固定于对应已安装的钢管柱节段411的上方。
步骤6，布料机3与混凝土泵管脱开，爬升至下一个施工段，并与混凝土泵管重新连接。步骤6中，布料机3自行沿着核心筒1外壁爬升或者利用横向钢梁511向上爬升至下一个施工段，或者布料机3随着核心筒施工模架组装平台系统一体爬升至下一个施工段。
步骤7，附液压自爬式附钢管柱施工平台5自行爬升一个钢管柱节段411，使液压自爬式附钢管柱施工平台5位于后一钢管柱节段411顶口位置；
步骤8，重复进行步骤3至步骤7，直至完成钢管柱4中所有钢管柱节段411的施工。
本发明提供的超高层结构外框钢管柱施工方法，通过在核心筒1上或者核心筒施工模架组装平台系统或者核心筒1外侧的外框横梁2上设置布料机3，所述布料机3与位于核心筒1内的混凝土泵管连接；在各已安装的钢管柱节段411上安装液压自爬式附钢管柱施工平台5，使液压自爬式附钢管柱施工平台5位于已安装的钢管柱节段411顶口位置，所述已安装的钢管柱节段411间隔绕设于核心筒1的外侧；操作布料机3，浇筑其中一个已安装的钢管柱节段411的混凝土；旋转布料机3的大臂浇筑相邻的已安装的钢管柱节段411的混凝土，直至所有已安装的钢管柱节段411浇筑完毕；吊装各后一钢管柱节段411，施工人员位于对应的液压自爬式附钢管柱施工平台5上，将后一钢管柱节段411焊接固定于对应已安装的钢管柱节段411的上方；布料机3与混凝土泵管脱开，爬升至下一个施工段，并与混凝土泵管重新连接；附液压自爬式附钢管柱施工平台5自行爬升一个钢管柱节段411，使液压自爬式附钢管柱施工平台5位于后一钢管柱节段411顶口位置；重复进行上述步骤，直至完成钢管柱中所有钢管柱节段的施工。本发明经济性好，材料消耗少，不需要辅助支撑等材料，人工消耗少，采用液压自爬式附钢管柱施工平台5可以避免用于钢管柱连接施工的施工平台的反复拆搭作业；采用液压自爬式附钢管柱施工平台5爬升安全性高且省时省力；布料机3浇筑一个钢管柱节段411后，直接旋转大臂浇筑下一个钢管柱节段411，无需装拆泵管，效率高。
优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，在所述布料机3为爬升式布料机3，爬升式布料机3能够附着于核心筒1的外墙并能够沿着核心筒1自行爬升。当然，所述布料机3也可以与核心筒施工模架组装平台系统集成一体化设置，布料机3随着核心筒施工模架组装平台系统一体爬升，无需独立设置动力系统。此外，布料机3还可以设置于核心筒1外侧的外框横梁2，沿着外框横梁2爬升。
本实施例中，请重点参阅图4，布料机3设置于核心筒1外侧的外框横梁2，沿着外框横梁2爬升。所述布料机3包括竖向架体31、设置于竖向架体31的悬臂32以及设置于悬臂32上的泵送管路，所述竖向架体31通过三道支撑框33支撑于核心筒1外侧的三道外框横梁上，所述支撑框33上设有供竖向架体31穿越的竖向通孔以及供外框横梁2通过的横向通孔，通过锁定机构（未图示）能够将所述支撑框33固定于竖向架体31与外框横梁的交叉处，所述支撑框33包括两个半框结构，所述锁定机构未螺栓组件，两个半框结构通过螺栓连接，当布料机3需要爬升时，然后松开最下方的支撑框33上的锁定机构，然后，将最下方的支撑框33架分解并移转至上方作为最上方的支撑框33，接着，松开其余两个支撑框33上的锁定机构，提升竖向架体31至指定位置，最后，通过锁定机构将各支撑框33分别锁定于竖向架体31与对应的外框横梁2的交叉处。
优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述钢管柱节段411上靠近顶部处设置两个附墙牛腿411，所述两个附墙牛腿411相对设置。为了提高施工效率以及确保附墙牛腿411与钢管柱节段411的整体质量，从而确保整个液压自爬式附钢管柱施工平台5的安全性，优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述附墙牛腿411在钢管柱节段411加工时一体加工完成。
优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述液压自爬式附钢管柱施工平台5包括上平台51、下平台52以及两爬升系统53，所述下平台52固定连接于所述上平台51的下方，所述上平台51包括两横向钢梁511以及第一环形平台，所述第一环形平台上开设供所有钢管柱节段411穿越的通孔，所述两横向钢梁511相对设置第一环形平台的下方，所述下平台52包括第二环形平台，所述第二环形平台的中部开设供钢管柱节段411穿越的通孔，所述第二环形平台的外圈通过连杆54与上平台51连接，所述两爬升系统53能够带动所述上平台51沿着钢管柱爬升。所述上平台51主要用于钢管柱节段411的连接及布料作业，所述下平台52用于整个液压自爬式附钢管柱施工平台5的爬升作业。采用液压自爬式附钢管柱施工平台5，相比人工在钢管柱上逐层加装用于钢管柱接长的施工平台，不但可以节约大量的人力工时，省时省力，而且减少了施工人员大量的高工作业量，提高了施工的安全性。
为了确保液压自爬式附钢管柱施工平台5的爬升安全性高和稳定性，优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述爬升系统53包括导轨531、承重挂钩532、竖向支撑杆533、斜向伸缩杆534、液压油缸535、上爬升靴536以及下爬升靴537，所述承重挂钩532能够通过自身的挂钩挂靠于附墙牛腿411，所述导轨531能够固定于所述附墙牛腿411上，所述横向钢梁511的内侧部与承重挂钩532铰接，横向钢梁511的外侧部与斜向伸缩杆534的上端铰接，所述液压油缸535的上下两端分别与上爬升靴536以及下爬升靴537连接，所述上爬升靴536与承重挂钩532连接，所述竖向支撑杆533的上端与承重挂钩532连接，所述斜向伸缩杆534的下端与竖向支撑杆533的下部铰接，所述上平台51与导轨531在液压油缸535作用下通过上爬升靴536以及下爬升靴537交互提升，实现液压自爬式附钢管柱施工平台5在钢管柱上的爬升。
为了实现液压自爬式附钢管柱施工平台5的爬升安全性高和稳定性以及高效性，优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述步骤7包括：
步骤71，分别调节上爬升靴536与下爬升靴537上的换向开关，使得所述上爬升靴536和所述下爬升靴537只能沿着导轨531向下爬，此时，承重挂钩532固定于附墙牛腿411上；
步骤72，液压油缸535反复伸缩，直至导轨531到达后一钢管柱节段411的附墙牛腿411处；液压油缸535伸缸时，液压油缸535给上爬升靴536一个向上的力，给下爬升靴一个向下的力，上爬升靴536与导轨531卡住，固定于附墙牛腿411上的承重挂钩532阻止上爬升靴536向上运动，下爬升靴537相对导轨531向下移动；液压油缸535缩缸时，液压油缸535给上爬升靴536一个向下的力，给下爬升靴537一个向上的力，固定于附墙牛腿411上的承重挂钩532阻止上爬升靴536向下运动，下爬升靴537向上运动时，与导轨531卡在一起带动导轨531向上；
步骤73，将导轨531的顶部安装于后一钢管柱节段411的附墙牛腿411上；
步骤74，将承重挂钩532与附墙牛腿411上脱离；
步骤75，分别调节上爬升靴536与下爬升靴537上的换向开关，使得上爬升靴536和下爬升靴537只能沿着导轨531向上爬；
步骤76，液压油缸535反复伸缩，直至承重挂钩532到达后一钢管柱节段411的附墙牛腿处，液压油缸535缩缸时，液压油缸535给上爬升靴536一个向上的力，给下爬升靴537一个向下的力，下爬升靴537与导轨531卡住，上爬升靴536能够沿着导轨531爬升；液压油缸535缩缸时，上爬升靴536能够与导轨531卡住，下爬升靴537能够沿着导轨531爬升；
步骤77，将承重挂钩532能够通过自身的挂钩挂靠于后一钢管柱节段411的附墙牛腿411，使液压自爬式附钢管柱施工平台5位于后一钢管柱节段411顶口位置。
优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述竖向支撑杆533的下端通过支撑腿55支撑于所述钢管柱节段411外壁上。
优选的，在上述的超高层结构外框钢管柱施工方法中，所述附墙牛腿411在钢管柱节段411加工时一体加工完成。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
