電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法

《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》是北京市建築工程研究院有限責任公司、北京六建集團有限責任公司完成的建築類施工工法；主要完成人是任海波、殷志華、於大海、李海生、李桐。該工法適用範圍是高層、超高層建築工程和高聳構築工程的結構施工與外裝飾施工。

《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》主要的工法特點是：結構施工期間，可將下端掛架與主承力架分體，進行裝飾施工；運用爬架、爬模、大模板一體化技術；採用多功能附著裝置：既承受傳遞全套設備的自重和其上的施工荷載及風荷載，又是導軌、架體分別爬升的導向裝置和防止架體傾覆裝置；採用導軌與架體互爬技術：架體（主承力架）通過上下爬升箱及其之間的液壓油缸可以實現導軌與架體的相互自動爬升；使用爬模爬架的同步升降系統，實現同步自動化控制，其誤差可以達到以毫米級精度；運用爬升機構中爬升箱為凸輪擺塊自鎖式，液壓系統中設有雙向液壓鎖和過載保護，設計專用的預應力錨夾具式防墜落裝置；採用的攜帶型液壓油缸和泵站，通過電控手柄操作，裝拆容易，轉移輕便，利用率高；因架體採用分體式構造，組裝爬升靈活，傳力線路明確，可在低處裝拆，綜合效益好。

2011年9月30日，《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法
• 工法編號：YJGF43-2002
• 類別：工程建設類
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
• 完成單位：北京市建築工程研究院有限責任公司、北京六建集團有限責任公司
• 主要完成人：任海波、殷志華、於大海、李海生、李桐

形成原因

1998年，北京市建築工程研究院承擔北京市科技契約項目“電控附著式升降腳手架與模板一體化成套套用技術研究”，在研究設計與試製試驗後，從2001年1月起在70多項工程中進行了實際套用與考核。經過工程套用表明，該工法安全性好，其技術本身設計多重安全防護體系，施工過程與已有工藝配合完善；與其他施工技術相比，該工法施工過程更加合理緊湊，架體綜合功能強，平均施工速度提高2~3天/層，節省了人工、施工現場用地、塔吊使用、輔助材料使用、施工機具租賃費用等，節約成本。在工程實踐基礎上，北京市建築工程研究院有限責任公司、北京六建集團有限責任公司總結完成《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》。

工法特點

《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》採用的是導軌導座式液壓爬模爬架，與原有技術相比，主要特點如下：

1、聯體爬升分體下降的組合式架體系統，構造簡單，受力明確，具有多種功能。在結構施工期間，可整體一體化爬升施工；當工程需要提前進行外裝飾施工時，可將下端掛架與主承力架分離，進行裝飾施工。

2、爬架、爬模、大模板採用一體化技術，能滿足多種施工作業的使用要求。

3、堅固的多功能附著裝置：附著裝置既承受傳遞全套設備的自重和其上的施工荷載及風荷載，又是導軌、架體分別爬升的導向裝置和防止架體傾覆裝置。

4、導軌與架體互爬技術：架體（主承力架）通過具有自動導向、復位、鎖定功能的上下爬升箱及其之間的液壓油缸附著在帶有踏步承力塊和導向板的H形導軌上，可以實現導軌與架體的相互自動爬升。

5、同步升降控制技術：爬模爬架的同步升降系統，採用可程式控制器控制的油路閉環同步控制技術，可實現同步自動化控制，其誤差可以達到以毫米計算的高精度。

6、安全可靠的防墜裝置和完備的安全措施：爬升機構中爬升箱為凸輪擺塊自鎖式，液壓系統中設有雙向液壓鎖和過載保護，設計專用的預應力錨夾具式防墜落裝置。

7、輕便的液壓動力系統：採用的攜帶型液壓油缸和泵站，通過電控手柄操作，裝拆容易，轉移輕便，利用率高。

8、架體可分體裝配，提前投入使用：架體採用分體式構造，組裝爬升靈活，傳力線路明確，可在低處裝拆，提早投入使用，技術含量高，綜合效益好。

操作原理

適用範圍

《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》適用於高層、超高層建築工程和高聳構築工程的結構施工與外裝飾施工。

工藝原理

《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》的主要技術原理有：附著原理及防傾原理、模板移動與定位原理、升降原理、防墜原理和同步控制原理。具體如下：

1、附著原理及防傾原理

附著裝置由固定座、附著套、導軌掛座等組成，施工作業期間，H形導軌上端座鉤掛在附著裝置的導軌掛座上，架體主承力架上部的U形掛座通過防傾插板與附著裝置連線在一起，架體主承力架下部支腿頂靠在工程結構上。與此同時，架體通過爬升箱內兩側的燕尾槽以及調節支腿的雙向開口式夾板附著並支承在H形導軌上。

2、模板移動與定位原理

模板合模、分模採用水平移動滑車，模板固定於水平移動滑車上，並隨滑車前後移動，到位後用楔鐵進行鎖緊。保證了工人在爬模架體作業平台上就可以進行合模、退模、模板清理等工作，有效減少了塔吊吊次。

3、升降原理

液壓爬模爬架的升降機構主要由附著在H形導軌上的上下爬升箱和液壓油缸組成。上下爬升箱內設有能夠自動導向復位、鎖定的承力塊和聯動式導向輪。H形導軌與爬升箱相接觸面上設有供升降用的踏步塊和導向板，上爬升箱上端的連線軸與豎向主承力架連成為一體。

4、防墜原理

防墜裝置上端的固定端，安裝在導軌的上端部；防墜裝置的鎖緊端，安裝在主承力架的主梁U形掛座上；預應力鋼絞線一端錨固在防墜裝置上端的固定端內，另一端從防墜裝置下端的鎖緊端（緊固端）內穿過。在架體處於靜止狀態時即施工作業的工況下，要旋緊緊固端的螺母使緊固端內的鋼絞線夾片與鋼絞線處於鎖緊狀態；當導軌爬升到位後開始爬升架體，架體在爬升過程中，緊固端的螺母處於鬆弛狀態，當出現架體下墜即架體原本是在上升過程中而突然相對於導軌下降時，鎖緊端內的彈簧會自動推動鋼絞線夾片進行楔緊，從而使架體立刻停止下墜而達到防墜落的目的。

5、同步控制原理

同步控制系統由主機和各分站組成，主機負責對各分站上傳的位移信號進行判斷比較，並發出控制指令；各分站負責採集各點的位移信號，同時對該信號進行濾波等處理後向主機傳送，並根據主機發出的控制指令，控制各點位電機的起停。

工藝流程

《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》的工藝流程參見下圖：

工藝流程圖

操作要點

施工單位採用《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》的操作要點包括：

1、附著式升降腳手架及大模板安裝

按要求在牆體上預埋好穿牆螺栓套管，當結構首層牆體混凝土強度達到10兆帕要求後，即可在預埋孔處安裝穿牆螺栓和附牆裝置，並在起重設備的配合下，安裝主承力架、導軌、外牆模板及支承架、電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法液壓升降裝置、防護欄桿、腳手板和安全網等。當二層外牆鋼筋綁紮完成後，即可進行內、外牆模板的安裝就位，檢查合格後澆築外牆混凝土。

2、拆外牆模板與導軌爬升

當二層的外牆混凝土強度達到脫模要求後，可將外牆模板支承架後移或吊走模板，此時可安排澆築頂板混凝土，並在預埋孔處安裝穿牆螺栓和附牆裝置，操作液壓升降裝置，將導軌爬升到上一個樓層位置。

3、架體的爬升

當導軌爬升到位後，再次啟動液壓升降裝置，將架體爬升到上一個樓層位置，移動支承架將外牆模板安裝就位，開始澆築上層外牆混凝土。重複正常工藝流程直至結構封頂。

4、架體拆除

當外牆裝飾施工基本完成後，在地面隨即可以拆除下部架體（吊籃架）。在屋面臨時安裝常規吊籃用的屋面懸掛裝置，重新安裝鋼絲繩和安全鎖，操作吊籃電控系統，拆除架體的附牆裝置，將上部架體降至地面後拆除。

材料設備

施工單位採用《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》所需材料設備如下：

一、材料

1、外協件與加工件：以鋼板、型鋼、鋼管為主要用材，檢查材料的規格尺寸，廠家提供材質檢測單。

2、連線銷軸：廠家提供材質檢測單。

3、標準件：購買合格產品，檢驗螺母、螺栓、墊片、開口銷符合標準。

4、分線箱：廠家提供材質檢測單及合格證。裝配要求：符合《施工現場臨時用電安全技術規範》JGJ46-2005技術規範。

5、電控箱：廠家提供材質檢測單及合格證。裝配要求：符合《施工現場臨時用電安全技術規範》JGJ46-2005技術規範。

6、感測器及油缸：廠家提供材質檢測單及合格證。

二、設備（參見下表）：

機具設備表

序號	設備名稱	型號	單位	數量
1	爬模爬架試驗台	-	台	1
2	萬能工具鐵床	X8140D	台	1
3	數控臥式銃床	HM2012	台	1
4	液壓牛頭刨床	YB60100	台	1
5	逆變式直流手工電弧焊機	ZX7-180	台	1
6	逆變式焊條電弧焊機	ZX7-500AⅡ	台	1
7	二氧化碳保護焊機	MIG-270F	台	1
8	交流電焊機	BX1-200	台	1
9	二氧化碳保護焊機	NBC-250	台	1
10	數字兆歐表	DP-6200	塊	1
11	高度遊標卡尺	0~500	塊	1
12	電阻表	PC32-3	台	1
13	萬用表	MF-47	台	2
14	外徑千分尺	25~50	塊	2
15	直尺表	200~315	塊	1
16	三用遊標卡尺	0~150	塊	1
17	遊標卡尺	0~300毫米	塊	2
18	內測千分尺	5~30	塊	1

質量控制

施工單位採用《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》應制定實施質量控制措施：

一、質量驗收依據

腳手架的出廠檢驗依據為《建築施工分體式附著升降腳手架》QBCJ03-2001。

二、生產及使用過程中質量保證措施

1、爬模爬架的架設、使用與拆除，要按照該工法中的施工工藝、操作要點與注意事項，結合具體工程實際情況制訂相應的爬模爬架施工方案組織實施。

2、爬模爬架全套裝備在進入施工現場前，施工單位有關人員要到生產廠家對其所用裝備的主要部件進行產品質量抽查。所用裝備各部件的質量均應是合格品，並出具產品合格證和產品使用說明書。

3、爬模爬架支承跨度不應大於8米，折線或曲線布置時不應大於5.4米；爬模爬架的懸挑長度，整體式架體時小於跨度的一半，並不應大於3米，單組式架體時不宜大於跨度的1/4。爬模爬架的荷載不能超過液壓油缸的頂升能力。

4、爬模爬架安裝鋪設腳手板時，相鄰架體之間的間隙為100毫米左右，以防止不同時升降時相互碰撞，但在爬升到位後要及時將間隙進行封蓋。對於架體的開口端在爬升前應安裝護欄，並採取相應的警示設施。

5、附著裝置的預埋套管或預埋組合件，其孔位的上下與左右偏差≦10毫米。

6、附著裝置的安裝要牢靠，採用M48穿牆螺栓時，內牆面應安裝墊板和雙螺母，墊板尺寸≧100x100x10毫米，外牆面螺栓桿應露出螺母3扣以上。

7、工程結構混凝土強度達到10兆帕以上方可進行爬升作業。

8、爬升過程中，實行統一指揮，平穩爬升。但是，有異常情況發生時，任何人均可立即發出暫停指令。

9、爬升到位後，必須及時按使用狀態要求安裝固定並做好各部位的安全防護，在沒有完成有關安全作業之前，不得擅自離崗或下班，並及時辦好施工作業有關手續。

10、爬模爬架的拆除，要進行拆除技術交底，並按順序安全拆除。

安全措施

施工單位採用《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》，除遵照國家有關建築安裝工程安全技術法規和當地建築工程施工安全操作規程外，尚應結合該工法的構造特徵和具體工程實際情況，遵循安全使用的要求為：

1、設計安全：由於該工法用於高層建築施工作業，因此設計有專用的架體防墜裝置，架體進場前，必須對其質量和功能進行確認，不允許不合格的產品進場。

2、拆裝安全：一是，安裝要符合要求，並經過聯合檢查與驗收；二是維護要到位，為減小水平梁架在爬升過程中產生的水平力，水平梁架與豎向主承力架之間的螺栓連線不宜過緊，各部位的安全維護要符合要求；三是，預埋套管與預埋組合件的位置要準確；四是，按照使用說明書有序安裝與拆除。

3、操作安全：一是爬升前，混凝土強度必須≧10兆帕，並持有爬升通知書；二是爬升操作者必須是經過專業培訓與考核的專職人員，並持安全上崗證，按照操作規程進行安全操作，嚴禁非專職操作人員進行操作；三是嚴格按照架體使用施工組織設計要求進行，嚴禁超載使用。

4、管理方面：為確保爬模爬架在工程上的安全使用與安全施工，一定要有行之有效的安全組織，要有相應的安全檢查與獎懲等行之有效的安全管理制度。

環保措施

施工單位採用《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》應執行國家和當地環保法規和規定外，還需要採取的相關措施，具體要求：

1、架體高度設計考慮現有結構層高，跨度設計滿足施工荷載要求，架體帶模板自動爬升，可多次重複使用，結構強度高，通用性好，節材節能。

2、架體使用中對操作人員進行專業培訓，要求做到作業環保。

3、架體爬升動力設備音量小，使用中無噪聲污染。

4、架體構件全部為鋼結構及其連線件，使用中無揚塵。

5、架體設有雙層安全防護網，既保證安全又隔離施工噪聲等污染。

6、架體使用中嚴格遵守國家及當地關於施工現場文明施工的各種規定。

效益分析

施工單位採用《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》取得經濟效益和社會效益，主要表現於以下方面：

一、及早使用

1、經在工程上考核套用表明，新型升降爬模爬架在首層建築豎向結構的模板拆除後即可進行安裝，並作為首層頂板施工及二層鋼筋工程施工用的腳手架使用，待二層結構施工完成後進行架體爬升，之後根據需要再安裝作為下架體的吊籃作業架。而一般的升降腳手架要在第三層或第四層結構施工之後才開始安裝使用。因此，在結構施工中可以及早安裝新型升降爬模爬架投入使用。

2、在高層或超高層建築工程施工中，為了使整個建築工期提前，一般是採用加快施工速度的方法，而採用新型升降模架施工時，可將外裝修裝飾工程提前插入進行，即結構施工至一定層數後，可以安裝掛架系統，進行下部裝飾作業的施工，也就是說，在進行上部結構施工的同時，下部結構的裝修裝飾施工可以及早投入運行。

3、施工中，設定在塔機所在部位的附著式升降腳手架不僅需要專門設計，同時在升降時需要採取將其斷開的特殊措施，待升降到位後再進行加固，這是因為：現有的升降腳手架由於高度尺寸較大，在與塔機附牆拉桿相交叉時，增加了升降中的難度。而採用新型升降爬模爬架，由於它的架體高度較低、並且每組架體可以單獨升降，等相應的架體升降後，再安裝塔機附牆拉桿，可以做到架體不與塔機附牆拉桿交叉，所以在此部位的架體與其他部位一樣，不僅不需要斷開，而且同樣能夠及早投入安裝使用。

二、節材節能

1、節省用料：新型升降爬模爬架高度較低，架體的水平梁架採用了桁架拼裝式設計，腳手堆管用量少，即：施工單位在與新型升降模架進行配套安裝所需的架管用量，要比與現有升降腳手架進行配套安裝所需的架管用量減少很多。同時，由於在首層就能安裝使用，可以不再搭設現有升降腳手架安裝之前施工用的腳手架，從而又可節省更多的架管材料和用工。

2、節省用工：在升降操作時，由於液壓油缸、油泵等均為攜帶型，自重較輕，勞動強度低，操作簡單，因此不僅減少操作用工，並且提高操作效率。

3、節省用電：升降模架配套使用的液壓泵站的電機功率為。.55千瓦，用電量少。根據需要和可能，可以為每組升降模架配備泵站，也可以多組升降模架配備一組泵站使用。

三、施工快

由於新型升降模架採用了裝配式設計，其安裝與拆卸速度較快。液壓升降技術不僅升降平穩，且速度較快，從而有利於加快施工周期。

套用實例

《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》已經在全國70多項工程中考核套用，典型工程如下：

1、北京林業大學新學生公寓樓

該工法於2001年在北京林業大學新學生公寓工程上首次帶模板爬升的考核套用。該工程建築面積為36557平方米，全現澆鋼筋混凝土剪力牆結構，總高72.3米，標準層高2.8米。該工程使用的大模板有2種，一種是普通全鋼大模板，另一種是配套研究開發的120系列無背楞大模板。新型升降模架的模板支撐系統均能夠滿足該兩種大模板的使用要求，尤其是模板小車水平移動距離較大，既滿足了清理模板要求，提高了大模板的鎖緊能力，還提高了對牆面平直度的要求。該工程的結構施工質量被評為長城杯。工程圖見下左圖：

2、國家大劇院歌劇院

該工法於2002年在國家大劇院歌劇院工程中實際套用。該工程屬中國國家重點工程，總建築面積155000平方米，建築物埋置最大深度為-32.50米（歌劇院台倉底），結構頂標高+33.55米。歌劇院主舞台台倉長32.6米，寬25.8米，台倉四周牆體採用液壓爬模爬架施工，解決了台倉施工難題。工程圖見下右圖：

北京林業大學新學生公寓樓工程、國家大劇院歌劇院工程

3、瀏陽河洪山大橋

該工法於2004年在瀏陽河洪山大橋工程中實際套用。該工程為湖南省重點工程，洪山廟大橋為斜拉索塔大橋，索塔高度151米，索塔向北傾斜58°，該橋在同類橋樑中的跨度、斜塔高度及傾斜角度均居世界前列。工程施工採用北京市建築工程研究院有限責任公司研製的液壓爬模爬架，填補了中國國內多項施工技術空白，提前2個月完成主體結構施工。工程圖見下左圖：

4、北京電視中心

該工法於2005年在北京電視中心工程中實際套用。該工程為北京市2008年奧運工程，地上42層，建築物總高度為236米，主體結構為鋼結構框架-支撐結構體系，施工中採用液壓爬架，架體高度21米，共9層操作平台，是第一個在全鋼結構工程中套用爬架的工程，創造了多項施工紀錄，填補了此項施工技術的多項空白。工程圖見下右圖：

瀏陽河洪山大橋工程、北京電視中心工程

5、該工法部分套用工程實例如下表所示：

榮譽表彰

2004年，《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》獲第八屆北京技術市場金橋獎，北京市科學技術二等獎。

2006年，該工法獲建設部華夏杯二等獎。

2007年，該工法獲評為北京市火炬計畫項目。

2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單（升級版）》，以建質[2011]154號檔案公布，《電控附著式升降腳手架與模板一體化成套技術施工工法》被評定為中國國家二級工法。