《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》是陝西建工集團總公司完成的建築類施工工法；作者分別是薛永武、李忠坤、王雙林、王錦華；適用範圍是型鋼混凝土結構傾斜狀態建築的結構施工。
《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》主要的工法特點是：將已經形成結構體系的型鋼作為大模板的支撐體系；工具式挑梁便於拆卸和安裝，可周轉使用自主設計約束總成；安全防墜裝置和架體的封閉設計保證了施工安全。
2009年10月19日，《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2007-2008年度國家一級工法。
基本介紹
- 中文名：型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法
- 工法編號：GJYJGF021-2008
- 完成單位：陝西建工集團總公司
- 主要完成人：薛永武、李忠坤、王雙林、王錦華
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家一級工法（2007-2008年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》的形成原因是：
中國國內在垂直或接近垂直的鋼筋混凝土建築結構施工中，套用大模板技術已經成熟，在傾斜建築結構上套用的範例還不多見。
法門寺合十舍利塔工程傾斜角度為36°，148米高，往復折線傾斜的型鋼混凝土結構，結構複雜，體量大，經論證，使用鋼大模板有優越性。
但在高聳、往復、大角度傾斜結構中使用大模板有許多技術難題需要解決，如結構支撐、模板提升、角度轉換、安全等。從而提出了大型高聳傾斜結構大模板施工技術課題。
陝西建工集團總公司通過技術攻關，利用型鋼骨架為依託，解決模板支撐問題，利用模板自身邊肋為軌道解決模板提升問題，創造約束總成綜合解決角度轉換和水平微調和安全防墜等問題。
工法特點
《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》的工法特點是：
一、利用型鋼混凝土結構特點，將已經形成結構體系的型鋼作為大模板的支撐體系，無需搭設龐大的腳手架施工系統。
二、工具式挑梁便於拆卸和安裝，可周轉使用。螺栓連線方式能可靠的和結構主體連線，並防止了對混凝土表面的損傷，從而滿足了對結構耐久性的要求。
三、自主設計的約束總成，將模板升降、角度調整、水平移動和防墜結合在一起，具有較高的技術含量。
四、巧妙的安全防墜裝置和架體的封閉設計保證了施工安全。
操作原理
適用範圍
《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》適用於型鋼混凝土結構傾斜狀態建築的結構施工。
工藝原理
《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》的工藝原理敘述如下：
一、工藝原理圖（圖1）
圖1 傾斜結構大模板
二、工藝原理說明
該工法模板由支撐系統、模板系統、約束總成（水平和角度調整）、提升系統、安全防護系統組成。見圖1。
1.支撐系統工作原理
利用同層先行吊裝完畢的型鋼骨架為依附，按照一定間距架設H形鋼懸挑梁（不得損傷型鋼結構和混凝土結構，專門設計錨板和連線構造）。
2.模板系統工作原理
按照一定的模數設計製作模板。
將模板吊裝到位，水平移動模板到安裝位，角度調整到模板精確位置。安裝模板緊固螺栓和限位套筒，安裝模板並緊固，混凝土澆築。見圖2、圖3、圖4。
拆除緊固螺栓，通過約束總成裝置，水平移動模板脫模，並移動到提升位。見圖5。
圖5 大模板脫模和移動到提升位置
利用模板邊肋為軌道，通過約束總成裝置，傾斜提升模板，達到下一工位。見圖6、圖7。
如此往復循環。
施工工藝
- 工藝流程
《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》的工藝流程見圖8。
圖8 施工工藝流程圖
- 操作要點
《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》的操作要點如下：
一、模板設計和施工準備
1.模板設計
該工法大模板設於型鋼挑梁之間，不連續設定。其間的空隙採用膠合板模板填補。
大模板的模數應根據工程特點設計，該典型工程採用的模數為1500×5000。設計原理與普通模板相同，但構造有所不同，構造如圖9所示。
圖9 傾斜大模板組成示意圖
緊固螺栓採用3號圓鋼，套筒採用鋼筋直螺紋連線套筒。
約束總成有防墜板、角度調節器、軸承、轉換螺栓、鎖定螺栓、微提升器、棘爪總成、約束軸、約束輪組成。約束總成示意見圖10。其作用為防墜、角度轉換、水平移動和提升狀態設定。
提升動力採用2噸電動葫蘆。
圖10 模板的約束總成示意圖
2.施工準備
根據大模板施工方案，進行大模板及附屬檔案加工、運輸。放線定位，標註懸挑架挑梁安裝位置。
二、懸挑架挑梁的安裝
1.挑梁連線件是一組4個帶有螺栓的鋼套筒。根據挑梁的安裝位置，先將螺栓的一端垂直焊在型鋼結構鋼骨柱上，然後套上鋼套筒，套筒旋入螺栓的長度不得小於25毫米，調整套筒使其外端凹入預澆混凝土表面10毫米。
2.挑梁與連線件連線
挑梁為H形鋼、挑梁的一端設有連線耳板，耳板厚度為10毫米，按照建築物傾斜角度將耳板與挑梁的一端焊牢。將挑梁吊到安裝位置，用根大螺釘穿過連線耳板的螺栓孔，與預先設定的鋼套筒外端擰緊，保證螺栓旋人套筒內的長度不小於25毫米。
3.架體搭設
懸挑梁外端焊接一個Φ30毫米的鋼套筒，作為立桿生根之用，將普通架管用扣件與挑梁進行連線形成整體懸挑腳手架構架，在腳手架外側綁紮安全防護裝置，挑梁、架管之間鋪設腳手板。
三、焊接大模板限位塊
1.大模板限位塊為左右兩排帶有螺栓的鋼套筒，螺桿的一端必須垂直（與模板相垂直）焊在型鋼結構鋼柱或鋼樑上。限位塊的豎向距離根據型鋼結構鋼樑的間距確定，要求每道鋼樑上均要安裝限位塊，如圖11、12所示。
2.螺栓焊好後，將鋼套筒擰到螺栓上，並將各鋼套筒的外端調到混凝土表面控制線上。
四、大模板安裝就位
1.作業段內的懸挑腳手架搭設好以後，根據傾斜角度搭設用於大模板穩定的靠架，用塔吊依次將大模板吊到靠架上，並順靠架下落到指定位置，用棘爪將大模板鉤住，防止摘鉤後大模板下滑墜落，大模板下落時，施工人員要用麻繩拽住大模板兩側，以保持其下落穩定。
2.在每塊大模板兩側背楞上各設有3個約束總成，約束總成上分別裝有水平移動和傾斜提升的兩種滾輪。首先調整移動滾輪並使其與挑梁頂面接觸，此時大模板完全依靠約束總成穩定在挑樑上，輕輕推動大模板使其以挑梁為軌道水平移動到安裝位置，調整大模板角度，並使大模板內側斜靠在事先焊好的限拉塊上，大模板水平移動時要平穩，左右兩側速度相同。混凝土澆築時約束總成要用塑膠布包裹遮蓋，防止混凝土漿污染而損壞。
3.傾斜大模板首次作業時，應先澆出100毫米高的導牆，便於傾斜大模板的首次安裝和脫模。
五、內外模板連線固定
1.內、外模板安裝就位後，用對拉螺桿將內、外模板連線為整體，並通過設定在鋼骨柱上的限位塊將模板緊緊固定到型鋼鋼骨上。對拉螺桿在混凝土中部分要設定套筒，內外對拉孔位置要求準確，並要避開型鋼鋼骨柱。
2.內、外模板固定後，將拼縫模板填充到大模板之間的空隙當中，用連線板將大模板背楞與拼縫模板背楞固定到一起，同時調整大模板水平滾輪使其高於挑梁頂面約10毫米，混凝土澆築時其荷載全部傳遞到型鋼鋼骨上。
六、大模板拆模
1.混凝土澆築完成，達到拆模強度後，將水平滾輪調整到與挑梁頂面接觸，然後拆除對拉螺桿，並將拼縫模板與大模板脫開，再用撬槓將大模板撬離混凝土面。
2.將大模板沿挑梁向外推動到提升位置，對大模板表面進行清理和塗刷隔離劑。提升位置與混凝土面的間距要大於600毫米，便於操作。
七、大模板提升
1.模板清理完畢後，用提升裝置上的鋼絲繩將大模板懸掛起來，要求鋼絲繩繃緊，水平滾輪沒有離開水平滑道即可，然後將各約束總成由固定在大模板兩側背楞轉換到固定在挑樑上，此時大模板受約束總成限制已不能進行水平移動，同時約束總成上的槽型裝置起到了大模板按照規定角度傾斜提升的作用。
2.啟動電動葫蘆，大模板的背楞始終在約束總成上的槽型裝置內向上斜向提升，直到下一個作業段。
3.在提升過程中由於約束總成被固定在挑樑上，隨著大模板的不斷提升，要漸次拆除下部挑梁的約束總成並安裝到上部挑樑上，以保證提升的連續性。
八、大模板再次安裝就位
大模板提升到指定位置後，約束總成全部再由固定在挑梁轉換為固定在大模板兩邊的背楞上，並調整水平滾輪使其與挑梁頂面接觸，大模板便從懸掛狀態轉換為上下挑梁支撐的狀態。提升裝置與大模板脫開，推動大模板向內水平移動到新的工作面進行安裝就位。
九、大模板俯、仰狀態轉換
1.如果建築物外立面由俯狀傾斜變為仰狀傾斜時，大模板則是由仰狀傾斜變為俯狀傾斜。將大模板向外水平移動到提升位置進行傾斜提升，當提升到中間約束總成處於轉折點處的挑樑上，將約束總成與大模板、挑梁全部固定。在上部架體靠近型鋼結構處增加一個提升裝置，使其居於原先提升裝置的內側，將其鋼絲繩與大模板吊環拴住並拉緊。拆除大模板上下約束總成，只保留中間約束總成，然後用新增加的提升裝置將大模板向內拉動，使大模板以中間約束總成為軸進行逆時針方向轉動，轉到預定位置時，將事先拆除的上下約束總成重新安裝到大模板上，並調整水平滾輪使之分別接觸到挑梁頂面上。如果建築物是左側外立面，則轉動方向相反。在轉換的同時，原先進行傾斜提升的提升裝置，根據大模板轉動情況，不斷採取相反動作，並始終保持鋼絲繩處於拉緊狀態，這樣大模板能在其約束下逆時針平穩轉動不至於傾覆。
2.如果建築外立面由仰狀傾斜變為俯狀傾斜時，大模板則是由俯狀傾斜變為仰狀傾斜。將大模板向外水平移動到提升位置，然後在原先提升裝置的外側增加一個提升裝置，將其鋼絲繩與大模板吊環拴住並拉緊。將大模板上部、中部約束總成拆除，只保留下部約束總成，並使該約束總成與大模板和挑梁全部固定，然後用新增加的提升裝置將大模板向外拉動，使大模板以下部約束總成為軸進行順時針方向轉動，轉到預定位置時，將事先拆除的上、中約束總成重新安裝到大模板上，並調整水平滾輪使之分別接觸到挑梁頂面上。
十、模架體系拆除
全部施工完後，大模板可通過塔吊吊運方式從架體上撤除，也可以通過懸挑架體上的大模板升降裝置將大模板放到地面。採用後一種方式時，其操作方法與大模板提升相同。大模板拆除之後，拆除懸挑腳手架。
- 勞動力組織
《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》的勞動力組織見表1。
序號 | 單項工程 | 人數 | 職責 |
|---|---|---|---|
1 | 管理人員 | 2 | 綜合生產 |
2 | 技術質量人員 | 3 | 質量、技術 |
3 | 安全員 | 2 | 安全、文明 |
4 | 架子工（含雜工） | 20 | 懸挑架及防護安裝 |
5 | 模板工（含雜工） | 30 | 模板製作、安裝及使用 |
6 | 合計 | 57 | ╱ |
材料設備
一、主要材料
《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》所用的主要材料明細如下：
1.外模板應採用全鋼大模板或鋼框高強覆膜竹膠板模板，內模均採用高強覆膜竹膠板模板。
2.鋼套筒採用鋼筋直螺紋機械連線專用套筒，對拉螺桿與其他螺栓要求經過調質處理Rc25~30，並經探傷，確定無熱處理裂紋和其他原始裂紋方可使用。
3.懸挑架挑梁採用H形鋼製作，其他架體採用扣件式腳手架，腳手板採用竹架板或木板。外圍護採用鋼絲網及密目安全網。
二、主要設備
《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》所用的主要設備明細如下：
起重量2噸的電動葫蘆或手拉葫蘆、交流電焊機等。
質量控制
《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》的質量控制要求如下：
一、傾斜大模板設計與質量驗收應符合《建築工程大模板技術規程》JGJ 74。
大模板的安裝角度必須符合設計要求；傾斜牆體厚度和大模板平整度符合設計與規範要求。
並應滿足表2傾斜大模板安裝質量檢查標準的規定。
項次 | 檢查項目 | 允許偏差 | 檢查方法 |
|---|---|---|---|
1 | 限位裝置坐標 | 2毫米 | 檢查限位裝置外端坐標值 |
2 | 安裝位置 | 2毫米 | 米尺 |
3 | 上口寬度 | 不大於-3毫米 | 米尺 |
4 | 標高 | ±10毫米 | 米尺 |
5 | 挑梁內外端頂面標高相差 | 不大於3毫米 | 水平儀及米尺 |
二、挑梁連線件焊接質量、挑梁連線質量、按照隱蔽工程驗收程式進行驗收，驗收標準執行《鋼結構工程施工質量驗收規範》GB 50205，架體搭設質量，按照腳手架施工技術方案進行檢查驗收；大模板提升和水平移動前，必須檢查大模板懸掛提升裝置、大模板防墜裝置是否符合要求。
安全措施
採用《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
一、主要危險源
貫徹該工法有以下主要危險源：模板傾倒、模板墜落、物體打擊、觸電。
二、危險源防治措施
1.模板安裝和拆除時要配備專職安全員，對全過程進行安全監控。作業人員必須進行安全技術教育，每天作業人員進場前必須對安全作業場所進行安全評估，符合要求方能作業。
2.大模板在地面臨時堆放時，如果疊層平放地面必須平整和具有相應的承載能力，不能超過三層；如果立放，應斜靠到堆放架上，傾斜角度不能大於75°。
3.嚴格執行大模板升降程式，防止模板墜落。五級以上大風時，要暫停室外的高處作業，有雨、雪、霜時要先清掃施工現場，不滑時再進行作業。
4.小型配件和工具要裝於專用工具袋，扳手等工具必須用繩鏈或卡環系掛在身上以免掉落傷人。
5.使用電器裝置，採取觸電保護措施，電工隨時做好檢查，謹防漏電。對所有參加施工人員進行觸電急救培訓，及時啟動應急預案。
環保措施
《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》的環保措施如下：
一、環境因素
貫徹該工法有以下環境的因素：噪聲和煙塵。
二、環境因素控制措施
1.該工法可參照普通鋼模板噪聲控制辦法實施，儘量避免撞擊。該工法由於採取了機械爬升的辦法，噪聲較鋼模板要小。
2.電焊可產生有害煙塵，焊工應採取保護措施，防止煙塵侵害。
效益分析
《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》的效益分析如下：
採用該工法施工，取消了搭設大型支撐架的費用和時間。
採用該工法進度快，縮短結構工程整體施工工期。
由於設計了水平和傾斜移動裝置，降低了勞動強度。
以法門寺合十舍利塔施工為例，與普通爬升大模板（工藝難以實現）施工相比，每層工期提前12~15天，費用節約80萬元。與專家建議的中國國內的重型液壓爬模相比費用節約238.8萬元。
註：施工費用以2007-2008年施工材料價格計算
套用實例
《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》的套用實例如下：
法門寺合十舍利塔工程位於陝西省寶雞市扶風縣法門鎮，是陝西重點佛教旅遊工程，總建築面積10.63萬平方米，設計使用年限大於100年。陝西建工集團總公司施工總承包。法門寺合十舍利塔為型鋼混凝土結構，雙手合十造型，高度達148米，54米以上東西兩隻手完全分開，往復傾斜36°，118米標高處合攏。
左右兩支結構均採用該工法施工。施工全過程處於安全、穩定、快速、優質的可控狀態，降低了傾斜施工中存在的各類安全隱患。
榮譽表彰
2009年10月19日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2009]162號”檔案發布《關於公布2007-2008年度國家級工法的通知》，《型鋼混凝土結構傾斜提升大模板施工工法》被評定為2007-2008年度國家一級工法。
