鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法

《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》是上海市第一建築有限公司完成的建築類施工工法，完成人是龔劍、朱毅敏、湯洪家、杜臻、周虹，適用於超高層鋼筋混凝土核心簡筒體結構施工，也適用於平面形狀複雜、結構形式多變的超高層鋼筋混凝土構築物施工。

《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》主要的工法特點是工程施工適應性強；施工安全可靠；結構施工質量易於控制。

2008年01月31日，《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家一級工法。

基本介紹

• 中文名：鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法
• 工法編號： YJGF028-2006
• 完成單位：上海市第一建築有限公司
• 主要完成人：龔劍、朱毅敏、湯洪家、杜臻、周虹
• 套用實例：上海金茂大廈
• 主要榮譽：國家一級工法（2005-2006年度）

形成原因

鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統是對一般的施工操作平台進行了拓展，提出了超高層鋼筋混凝土核心筒筒體施工操作平台新技術。鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統其後又分別在1995年上海金茂大廈項目、2002年上海世茂國際廣場項目鋼筋混凝土核心筒筒體施工中得到了套用，並在2004年上海環球金融中心項目鋼筋混凝土核心筒筒體施工中得到了進一步擴展套用。經多年的工程實踐證明了該施工鋼平台系統的適用性、可靠性、安全性和經濟性，並已取得了良好的經濟效益和社會效益。為了使鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工技術適應超高層建築發展的需要，使其發揮作用，轉化成生產力，特編制《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》。

工法特點

《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》的工法特點是：

1.工程施工適應性強。該系統為多層多功能施工操作平台架體，承載能力大，受自然環境影響小，能有效滿足超高層建築施工的要求，並可根據實施對象的結構外形形狀的不同可以局部地變動和組合。

2.該系統施工安全可靠。鋼平台、鋼平台上部防護鋼絲網擋板、下掛腳手組成整體，形成全封閉的安全工作狀態，解決了超高層高空墜落的施工隱患。同時在提升過程中，運用數控系統，通過人機互動方式控制，對鋼平台各個提升點進行受力匯總和控制，及時發現異常，提高了該系統的安全性、穩定性。

3.結構施工質量易於控制。該系統提供全體交叉施工作業面，使得各工序施工安排緊湊順暢，施工勞動力組織合理化和規範化，結構施質量易於得到有效控制。

4.該系統能滿足超高層施工全過程各工序施工需要。

操作原理

適用範圍

《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》適用於超高層鋼筋混凝土核心筒筒體結構施工，也適用於平面形狀複雜、結構形式多變的超高層鋼筋混凝土構築物施工。

工藝原理

《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》的工藝原理敘述如下：

鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統是由鋼平台、內外下掛腳手、勁性格構鋼柱、提升機及電氣控制系統及模板共五部分組成。鋼平台、懸掛腳手組，形成全封閉的操作環境，通過預埋在核心簡體剪力牆內的勁性格構鋼柱承重，電動提升機提升整體自升鋼平台，而鋼平台下部下掛腳手則作為堆放、綁紮鋼筋及固定模板的操作平台，並帶動鋼大模提升，以達到逐段（層）澆築結構混凝土的目的，來完成核心筒結構的施工，見圖1。

圖1 工藝原理圖

施工工藝

工藝流程

《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》的施工工藝流程：方案編制和設計→安裝格構鋼柱→測量校正定位→安裝提升機絲桿並與鋼平台連線牢牌→鋼平台均勻提升就位→拆除提升機絲桿→綁紮鋼筋→模板提開就位→測量校正、監理驗收→澆築混凝土→拼接格構鋼柱。

操作要點

《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》的操作要點如下：

一、鋼平台架體、腳手安裝操作要點

1.安裝架體臨時支撐鋼架，並對完成後的支撐鋼架的頂面標高、焊縫質量進行控制和檢查。

2.按鋼平台設計圖紙，依次分塊吊裝架體至臨時支撐鋼架就位拼裝，使架體組成一個整體，同時安裝混凝土牆內架體支撐勁性格構鋼柱和鋼平台平台面鋼板。

3.待鋼平台架體安裝完畢後，應對架體的焊接質量、螺栓連線質量、勁性格構柱的焊接質量進行檢查驗收，並對勁性格構鋼柱垂直度進行複測。

4.在勁性格構鋼柱上按照設計位置，依次安裝提升機、提升絲桿及鋼平台承重銷，同時鋪設電氣控制系統的線路和安裝電氣設備，並進行調試。

二、模板組裝操作要點

1.在模板吊裝前，先在混凝土牆體上安裝模板臨時型鋼托架，並確保托架水平標高一致。

2.驗收合格的模板按設計圖紙依次吊運至托架上就位拼裝，使模板緊貼牆面，安裝固定對拉螺桿。

3.模板拼裝完畢後，對模板組合拼裝後的累計偏差進行檢驗。

三、鋼平台架體爬升操作要點

1.安裝提升機承重銷，提升機各絲桿轉動預緊，各責任區域人員到位。

2.提升機提升到位後，在鋼平台承載鋼樑下部立即插入承重銷，並對承重銷插入位置進行檢查，確保承重銷與鋼樑之間承載位置設定正確。

3.底部鋼平台全部承重銷安裝完成後，提升機反轉使整體鋼平台下降至底部承重銷位置，由鋼平台底部承重銷承載鋼平台。

四、模板提升操作要點

1.提升倒鏈與模板吊點連線牢固後，方可拆除模板與牆體連線的固定螺栓，使鋼大模與混凝土牆體分離。

2.拉動手動葫蘆倒鏈鏈條時，應均勻緩和，不得猛拉。不得在與鏈輪不同平面內進行曳動，以免造成跳鏈、卡環現象。

3.倒鏈齒輪部分應經常加油潤滑，棘爪、棘輪和棘爪彈簧應經常檢查，發現異常情況應予以更換，防止制動失靈使模板墜落。

4.支承在內外鋼平台上的模板吊點板要經常檢查，確保吊點板和鋼平台連線牢固可靠。

五、鋼平台架體、下掛腳手拆除操作要點

1.鋼平台分塊吊出前，應先拆除提升機、控制室及管線，將其全部吊離鋼平台。清理鋼平台上及下掛腳手上的施工材料和垃圾，以防分塊整體吊離鋼平台時有物體從高空墜落。

2.在拆除鋼平台之前，先將承重銷與格構柱焊接固定，防止鋼平台在吊裝過程中，承重銷脫落，發生高空墜落事故。

3.每個鋼平台分塊吊離時須採用4點捆吊，起吊鋼絲繩根據單塊鋼平台重量進行選用。

4.在氣割鋼平台前，應檢查剪力牆側面無任何凸出物，確保鋼平台起吊時，鋼平台下掛腳手不會被鉤住。

材料設備

一、基本構造

《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》的基本構造見圖2、圖3。

圖2 基本構造圖一

圖3 基本構造圖二

（一）鋼平台系統

1.鋼平台在正常施工時處於整個系統的頂部，作為施工人員的操作平台及施工材料堆放場所。

2.鋼平台的主梁及次梁由工字形鋼組成，混凝土剪力牆位置鋼平台表面不鋪設平台鋼板，其餘鋼平台部位都用平台鋼板覆蓋，作為操作平台及施工通道。

3.在鋼平台的內、外周邊均有2米高的擋板網，以防止人、物等發生高空墜落。

（二）內外下掛腳手系統

1.內外掛腳手採用連線構件和螺栓固定於鋼平台的鋼樑底部，隨鋼平台同步提升。

2.內外掛腳手由槽鋼、鋼管組成框架。掛腳手架系統分上下兩大部分。上層為鋼筋綁紮和模板支設施工區，下層為拆模和模板整修施工區。

3.內外掛腳手的外側採用角鋼框加鋼絲網組成的側擋板封閉，掛腳手的底部靠近混凝土牆體處設防墜鋼閘板。

（三）爬升柱系統

1.爬升柱既是鋼平台系統的承重構件，又是提升時鋼平台系統的導軌。

2.爬升柱採用格構式鋼柱形式逐層向上對接，並埋於核心筒混凝土牆體內。

3.鋼平台通過承重銷擱置於勁性格構鋼柱上；提升機動力部分也通過承重銷布置在其上。

（四）提升機及電氣控制系統

1.提升機是提升鋼平台的動力設備，常規施工時固定於勁性格構鋼柱頂部。

2.電動提升機放置在勁性格構鋼柱上，絲桿穿過提升機並通過接套和絲桿提升座與鋼平台連線。

3.在鋼平台施工平面指定的位置上安放一間控制室，控制室里安裝一套自動電器控制系統。

（五）模板系統

1.鋼大模主要結構由鋼面板、豎圍檁和橫圍檁三部分系統組成。模板高度根據結構形式和計算確定。

2.鋼模板頂部設定吊耳，基本上每塊模板設3個吊耳，其中一個為安全保險吊耳。

3.模板提升系統由鋼大模頂部吊耳、鋼平台提升鋼樑和3噸倒鏈組成。

二、製作材料

《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》所用的製作材料如下：

（一）熱軋I40a工字鋼、5號槽鋼、75×75×8角鋼、50×50×5角鋼、40×40×4角鋼、10×10×2鋼絲網、8毫米花紋鋼板、40×60方管、48×3.5鋼管。

（二）焊條採用E43系列焊條、氧氣、乙炔、防鏽漆等材料。

三、機械設備

《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》所用的機械設備見表1。

質量控制

《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》的質量控制要求如下：

1.質量套用標準∶《鋼筋混凝土升板結構技術規範》GBJ 130—90、《高層民用建築鋼結構技術規程》JGJ 99—98、《建築結構荷載規範》GB 50009—2001、《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》JGJ 130—2001。

2.鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統架體的加工質量應滿足《高層民用建築鋼結構技術規程》要求。

3.嚴格把好勁性格構柱的加工和施工質量，焊縫焊接質量應符合《高層民用建築鋼結構技術規程》要求，勁性格構柱的安裝位置不錯位，垂直度偏差不大於1.2‰。

4.提升機和電氣控制系統是保證架體順利提升的重要保障，施工中必須認真檢查，並按要求維修保養，確保機械設備性能良好。

安全措施

採用《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》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：

1.在鋼平台上要求安裝風速儀，掌握高空風速情況，確保使用情況與設計工況相同。

2.六級（含六級）以上大風、大雪、大霧或大雨等惡劣天氣時，嚴禁提升鋼平台系統。鋼平台在使用時，如遇十二級以上大風，應採用橫向ф48短鋼管支撐在牆體上，以抵抗側向風力，ф48鋼管在下層高度內應不少於兩道，水平間距按腳手架一隔一設定。

3.鋼平台上應按平台設計承載力要求堆放物品。堆放施工材料時，應均勻分開，不得集中堆放，滿足鋼平台堆載要求。

4.鋼平台承重勁性格構柱在安裝前，必須檢查是否符合設計要求，特別要檢查承重銷位置的可靠性，確保提升、使用安全。

5.鋼平台組裝和格構柱對接電焊焊接要滿足設計要求，確保電焊質量達到設計和施工規範要求。

6.鋼平台在提升、使用過程中，應經常檢查格構鋼柱承重銷孔，確保受力使用正常。

7.當鋼平台提升前，應及時將腳手中的垃圾和施工材料清除，確保腳手在提升時無雜物墜落傷人；鋼平台提升時，腳手下部閘板應牆面分離，鋼平台提升後閘板應立即關閉。

8.鋼平台系統提升時，在塔吊、泵管、水管以及電纜等位置，應有專人進行監護，確保鋼平台系統提升安全。

9.提升鋼平台工作應儘量放在白天進行，若需夜間進行提升鋼平台工作，應保證有足夠的照明度以確保全全。

環保措施

《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》的內外下掛腳手底部採用鋼板和鋼閘板進行封閉，防止混凝土漿液、施工粉塵等的飄灑，減少對周邊環境造成污染。

效益分析

《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》的效益分析如下：

1.該套體系實現了全封閉的施工工作狀態，解決了超高層高空墜落的施工隱患，給施工工人提供了類似在地面的施工工作環境，提高了施工效率，加快了施工速度，使筒體結構施工最快速度達到了2天/層，平均為2.5～3天/層。

2.在超高層建築的施工中，鋼大模在鋼平台架體內拆裝和提升既安全又快速，並由於採用鋼大模，與傳統普通模板相比可重複使用，節約了模板的材料費用。同時該模板系統與中國之外"DXKA"或"PERI"等同類模板系統相比費用較低，模板系統費用僅相當於中國之外同類模板系統價格的1/4～1/3。

3.鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統完全實現了標準化和工具化，鋼平台、下掛腳手架、提升系統等各部分均可實現重複利用，節省了施工費用20%~25%。

4.由於鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統的鋼平台施工材料堆載量大，從而增加了施工材料每次垂直運輸吊運量，減少了垂直運輸施工材料的吊運次數，吊運次數減少將近1/4左右，緩解了高空垂直運輸的矛盾。

5.由於鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統採用全封閉的施工作業環境，從而確保了上下立體交叉施工的安全，減少了樓層上下立體交叉施工安全防護設施費用，並且使得後期施工工序能儘早開始，縮短了施工總工期。

6.該模板體系在解決了鋼筋混凝土核心簡筒體施工難題的同時還確保了工程質量與精度，經專業人員測量，金茂大廈核心筒的垂直偏差僅為1/20000。

7.鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統整體性好，剛度大，安全可靠，提升時受自然環境影響小，滿足超高層建築施工的要求。

套用實例

《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》的套用實例如下：

鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統已分別在上海金茂大廈、上海世茂國際廣場及上海環球金融中心等超高層建築施工中得到了套用，取得了良好的經濟效益和社會效益。見表2。

表2 經濟效益展示

工程名稱	建築高度（米）	總層數	建築面積（萬平方米）	工法套用時間
上海金茂大廈	421	88	29	1995.11~1997.11
上海世茂國際廣場	333	60	13.88	2003.4~2004.8
上海環球金融中心	492	101	37.73	2005.10~2007.1

榮譽表彰

2008年01月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》建質[2008]22號，《鋼柱支撐式整體自升鋼平台腳手模板系統施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。