整体电动提升爬架、爬升大模板技术在高层建筑中的应用

【摘要】随着现代化超高层智能化建筑物的掘起，使我们的都市充满了现代化的气息，建筑业为人类进入21世纪做出了巨大的贡献；但同时随之而来的是在这些超高层现代化建筑的施工过程中，对施工技术提出了一个又一个新的要求，即必须采用先进的新技术、新工艺优质快速地完成每一项工程。

提升爬架、爬升大模板即是一种新型技术。它最先在外国使用，并经引进、几经改良至今，已经发展成为的高层建筑结构施工的必不可少的一项重要辅助设施。

【关键词】高层；施工技术；提升爬架

一、提升爬架、爬升大模板产生的历史原因、技术特点。

高层建筑主体结构施工，外脚手架既与脚手装备及摊销费有关，又直接影响主体结构和装饰工程施工。习惯作法为落地搭设扣件式钢管脚手架，脚手架随结构施工进度超前一层搭设。受脚手架立柱钢管承载能力的限制，到了约40m高度时，设一道三角形型钢挑梁，将上部脚手架荷载通过钢挑梁传递给主体结构。也有的采用逐层或间隔层拉撑结合的方法，逐渐将脚手架荷载分卸给主体结构。但落地式脚手架钢管和扣件的用量大，占用时间长，对于20层左右的高层，耗用100t左右的钢管及20t左右的扣件去搭设外脚手架不足为奇。

提升爬架是一种新型脚手架，脚手架的爬升从两片爬架为一爬升单元发展到多片爬架组成爬升单元，直至整体爬升。提升爬架技术在工程中得到创新应用，并逐步完善。

爬升大模板机械化程度高，结构整体性好，砼分层连续浇筑，竖向结构施工速度快，各层之间可不形成施工缝，整个施工过程只需要进行1次模板组装，利用机械提升， 从而减轻了劳动强度，实现了机械化操作。

如果合理选择横向结构的施工工艺与其相应配套进行交叉作业，可以缩短施工周期。

二、提升爬架、爬升大模板的应用实例。

某市商务大楼超高层工程框剪结构，总建筑面积33400 m2，地下二层，地上十八层，在采用新型脚手架整体电动提升爬架（爬模）施工技术方面有所突破，工程质量获省优，“导轨式电动整体外爬架（爬模） 施工技术”被省建设厅评为省级工法，并被批准为全国建筑业新技术推广应用示范工程。

该工程主体为全现浇框架剪力墙结构，层高4.5m，总高84m.因工程质量及施工安全要求高，对施工模板及脚手架体系提出了更高的要求，经分析论证决定核芯筒采用外爬架及筒模，外爬架采用碗扣式脚手架作为架体，用导轨作为竖向爬升的轨道，提升动力为7.5t电动葫芦，电动控制系统设置在外架总控制室内。由一个20门（其中4门备用）电动控制柜控制；电动葫芦挂在提升横梁上，核芯筒外墙共有16个提升点整体提升，一次提升一个楼层，模板采用镜面模板厚度20mm，墙体模板加固为D=20mm"H"型穿墙杆，爬升及脱模相当方便；电梯井采用筒模，利用自爬升原理一次爬升一个楼层，提升动力也是7.5t电动葫芦，角部采用活动铰链，模板可以伸缩自如，脱模相当方便，此项技术进步共取得显著经济效益。

（一）、超高层框剪结构导轨式电动整体爬架、爬模

1）方案特点：

超高层框剪结构如按常规采用搭设双排脚手架或三角架支撑系统作为工作面支设大模板，这些方法效率低，安全性差，劳动强度高，为了解决这一问题我们采用了导轨式电动整体提升爬模工艺，以附墙导轨为依托，架体上悬挂可调大模板，电动同步升降。此技术整体性好，安全可靠，劳动强度低，工效高，

①同一附着点多层多点附墙，保证整体牢靠稳定。

②具备防外倾及导向功能，整体受环境因素影响小。

③爬架一次安装，多次进行循环升降，操作简单，工效高，速度快，成本低。

④按施工流水段进行分段分单元升降，以便于流水交叉作业。

⑤爬模架体能够悬吊大模板同步爬升，（无须用塔吊吊装大模板），利用手动葫芦悬挂大模板便于大模板合模及拆模；利用大模板水平旋转支撑，便于临时找正加固。

2）工艺原理

在建筑结构四周分布爬升机构，附着装置安装于建筑结构上，架体利用导轮组攀附安装于附着装置的导轨外侧，电动葫芦通过提升挂座固定安装在导轨上，提升钢丝绳悬吊住提升滑轮组件，实现架体依靠导轮组沿导轨上下相对运动，架体上部设悬挑支架及升降手动设备悬挂大模板，调整大模板左右、上下空间位置，用于支模、拆模。

3）爬架组装工艺设计要点：

①平面设计：考虑爬架（模）整体平面，主框架水平分段、分块的布局，预埋点及导轨的平面位置，爬架内排立杆离墙距离，立杆距离。

②立面设计：主要考虑立面整体高度，主框架及架体的竖向尺寸及分层步数，卸荷点及绳索连接点构造及尺寸，导轨的加强支撑构造，导轨附墙与架体的连结构造，架体悬挂大模板在施工中的安拆空间尺度要求。

③安全防护设计：每层脚手板铺设，平网、立网的整体全封闭围护，靠墙翻板构造节点，与墙体间隙的防护及防火防触电。

④预留预埋设计：主要考虑预留孔预埋件的平面位置及立面标高的确定和控制方法。

⑤电气设计：主要考虑架体整体同步和分段、分块单体调节升降控制线路，总控制台及分控点传感及通讯，以及防雷安全接地等。

4）工艺流程分（1）爬架初爬升流程，（2）大模板施工工艺流程

5）施工速度：

爬架可分段升（降）其高差不得超过一层。升降速度90mm/min，一般整个楼层每升（降）一层用时2.5h左右。

应用效果：

本工程18层，高84m，南北34.6m，东西73m。除一、二层为非标准层外，3～17层为标准层，层高4.5m。从标准层开始外墙采用40套导轨式电动爬架（模）3200m2，分四段施工爬升。 此技术把外墙模板和脚手架结合为一整体，兼做安全防护架，同步爬升，升降方便，组合大模板结构刚度大，自身带有支撑加固系统，组装加固简捷快速，省时省力，而且克服了小钢模阴阳角接缝粗糙的缺点，不易发生胀模现象，墙体表面观感好。混凝土施工质量达到了清水混凝土的效果。实物工程质量剪力墙平整度2mm，单层垂直度3mm，总高垂直偏差11mm（

6）技术经济分析：

①技术分析

电动整体提升式爬架生产效率高，劳动强度低。和扣件式钢管脚手架相比，生产效率提高200%以上（提升速度90mm/min），劳动强度降低2/3以上；比悬挑脚手架和附着式三角架施工生产效率提高50%以上，劳动强度降低了1/2以上。经过五个月的施工，顺利结顶，缩短工期2个月，无任何安全事故.

②经济分析

整体电动爬升脚手架比扣件式脚手架直接经济效益（直接投资）节约13%。间接经济效益62.4%。

（二）、钢制大模板和竹胶合板的应用

为了提高生产效率，降低劳动强度，提高工程质量，本工程柱、梁、板在施工中广泛采用了竹胶合板作柱、梁、板模板。内外剪力墙采用钢制大模板，内大模板采用塔吊吊装，外大模板采用电动爬架吊挂模板技术与架体同步上升。

竹胶合板规格2440*1220*15～10mm.

胶合板规格2440*1220*10配置两层，共计13000m2

大钢模板采用厚度6mm的钢板，主肋采用8号槽钢，次肋采用-6*80钢板组合加工而成，规格一般为一个开间或一面剪力墙。

最大尺寸6800*4200mm，共计1200m2，约160t，配置一层。

1）模板安装技术质量控制：

①支模时模板与肋要钉牢，使其平整。相邻板接缝处用塑料胶带粘贴，边角用木肋压缝处理，避免跑浆。梁板拼模采用压缝。

②模板采用密肋支撑

③模板拆除后及时清理维护，刷隔离剂。

④钢制大模板接缝采用压海绵条。

2）现浇板模板

①现浇板模板均采用16mm厚酚醛树脂光面竹模板。模板下加木楞做为龙骨，大龙骨用100mm×100mm木方，间距900mm；小龙骨用50mm×100mm木方，间距300mm。

顶板模板备三层料约7000m2，木方120m3。

②楼梯标准层模板采用定型竹胶板模板。立柱间距为900mm，50×100mm龙骨，间距为200mm，调平后铺设模板。在模板铺设完且标高校正后，立柱之间应加设水平拉杆。

3）柱模板

柱模板采用成片吊装就位竹胶合板，木方背楞，槽钢柱箍。柱箍采用10号双槽钢加固，柱箍间距不大于600mm，底部适当加密。800×800mm以上柱子槽钢中间附加一道Φ18对拉螺栓加固。柱子找正采用钢管斜撑及花篮螺丝加以控制。柱模板与楼板不平处垫橡胶条或泡沫塑料条，模板后面再压25mm板条，用木楔楔紧。所有模板间的缝隙均加海绵条封堵，防止漏浆。梁柱接头采用异形整体模板。

保证措施：

明确职责分工，各司其职；模板编号，按号安拆，先安后拆、后安先拆；模板分类堆放，清理刷油彻底；支模时认真仔细，缝隙下海棉条封严，保证严密；拆模时注意慢拆轻撬，不损坏模板；避免胶合板雨水浸泡，破口处刷油漆封闭；楼板模板固定用钻打孔钉钉，板缝用胶带封严。

效果评价：

在以往的混凝土施工中由于采用小钢模板和木模板存在许多缺陷，如模板块小，缝多，施工效率低；小模板钢度差，需要背楞、螺杆多；平整度差；木模板易粘灰；边角及梁柱接头不易严密，易跑浆；支撑安拆量大，工作繁重；拆解组装慢，效率低；安全隐患多；模板堆放，清理不方便，散件易丢失等。

使用了钢制大模板和竹胶合板，有效的避免了这些问题：

①竹胶模板具有块面尺寸大（122Omm×2440mm）、表面光滑、单块重量经（30～35kg/块）等优点。楼板采用竹胶合板减轻了施工重量，提高了平整度及表面光滑度，且竹胶合板块大接缝少，易于安拆。

②柱模采用成片吊装就位竹胶合板，木方背楞，槽钢柱箍；剪力墙采用钢制大模板。所以整体性好，刚度满足要求，提高了平整度及表面光滑度。且缝少散件少，工序简化，安拆简单，用塔吊配合，工效高。

③梁柱接头采用异形整体模板，改单块拼缝为整体安装，提高了工效。

④胶合板接槎采用贴胶带、压海棉条等方法，缝隙严密不跑浆。

⑤梁板支撑采用快支早拆体系，通用性强，支撑布局合理，便于安拆，工效高。

三、结束语

1、推广应用建筑新技术加快了施工速度，缩短了施工工期。采用电动整体升降式爬架爬模施工技术在这方面具有许多明显的优点。

2、推广应用建筑新技术增进经济效益。企业经济效益的增长体现在利用建筑新技术提高工程质量、缩短施工工期、降低工程成本上。使用电动爬升架是一次投资，多次受益，避免了双排架的不足之处。

3、通过新技术的应用， 总结出了先进的施工工法，并取得应用新技术经验， 锻炼了一批技术人才，提高了职工队伍素质，提高了项目管理水平和企业总体技术能力。在施工中由于技术先进，管理措施得力，质量优异得到了建设、监理单位和质量监督部门的好评，为企业赢得了良好的社会信誉。