整体升降模板脚手架工法

整体升降模板脚手架工法

YJGF16—94

作者：刘百龄 张正明（上海市第五建筑工程公司）

摘要：整体升降模板脚手架成套技术，是上海市建筑工程管理局1987年下达的重点科研项目。按科研计划，在上海市陆家宅联合大厦进行试点，又在物贸中心大楼推广和完善。 该成套技术于1989年5月5日通过了上海市建筑工程管理局主持的技术成果鉴定。获1989年上海市建筑工程管理局技术进步一等奖；1989年上海市优秀发明一等奖；1990年上海市QC成果一等奖；全国QC成果一等奖；1990年国家发明二等奖。此项成果已获国家者发明专利。专利号：ZL89 1 07466.X是1991年建设部重点科技推广项目。

一、工艺原理

在建筑物结构施工阶段，用悬挂在随建筑物上升的工具柱上的升板机群，将施工一层结构的模板（墙、粱、柱）、操作平台、外脚手架整体逐层提升，以完成结构施工；在外墙装饰施工阶段，将原提升施工结构模板的升板机固走在屋顶四周钢架上、将其下方悬挂的外脚手架，从顶层逐渐下降到底层，以完成外墙装饰施工。

二、基本构造 （一）整体升模

是由模板、操作平台、承力架工具柱、提升设备、外脚手架等部分组成。 1.模板（包括墙模、柱模、粱侧面模板）

墙模与一般大模板相仿，用型钢做骨架，板面可用薄钢板、涂塑夹板。所不同之处是设有悬挂钢吊杆。模板的大小应满足建筑平面要求，满足模板安装和拆除的操作要求，满足各种荷载作用下的强度和刚度要求。 柱模、粱侧面模板可用组合小钢模。 2.操作平台

用型钢做骨架，面板可用簿钢板或七夹板，平台的四周设有悬挂模板的钢梁，

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钢梁悬挑长度应满足模板拆开后向外移动不小于300mm的距离。平台边粱上没有吊杆与承力架连接，每个操作平台吊杆不少于4根操作平台大小由结构平面布置决定，满足能悬挂施工一层建筑结构件的模板，平台的骨架应满足模板重量及施工荷载作用下的强度、刚度要求。

3.承力架

是复盖整个建筑平面的双向粱格体系，是将操作平台、外脚手架荷载传递到工具柱上去的受弯构件，可用型钢（工字钢槽钢）或钢衍架组成。

承力架应满足悬挂所有操作平台、外脚手架的要求，外挂脚手部分的承力架要形成整体，可与其它部份承力架分离，承力架既要能悬挂于升板机吊杆上，又可直接搁置于各工具柱上它必须满足在该受力状态下强度和刚度要求。 4.工具柱

是承力架提升时升板机的导向轨和支柱，它是由型钢和钢缀板组成的方形格构柱，柱肢用角钢，缀板用钢板、槽钢或角钢。工具柱穿过已建结构的楼面板预留洞支承于下层已建剪力墙或框架粱上，榫紧相邻二层所有工具柱肢与楼板预留洞壁之间的空隙，形成以相邻二层楼板为铰接点的悬臂柱。工具柱应满足一幢建筑中不同层高所有楼层结构的施工；满足提升一次可施工二～三层结构的要求，满足施工过程中各种荷载，及荷载组合作用的强度和刚度要求。 5.提升动力设备

采用电动升板机，功率为3kW，提升速度为1.8m／h，额定荷载30t／套。 6.脚手架

由吊杆、横楞、千杠、脚手板组成。沿建筑物四周组成整体悬挂外脚手。吊杆可用扁钢或角钢，横楞用角钢或槽钢，千杠用槽钢，脚手板用木板或钢板网，脚手架总高度要同时满足结构和装饰二阶段施工的要求，满足在自重和施工荷载作用下的强度、刚度要求。 （二）整体降脚手

整体升模完成结构施工后，悬挂脚手部分的承力架与其他部分的承力架分离，形成整下降式脚手，整体下降式脚手逐层下降以进行外墙装饰施工。 整体下降式脚手，由钢架、下降动力设备吊杆、脚手架等部分组成。 1.钢架

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连接于建筑物四周屋面结构上，是悬吊脚手下降的动力设备和辅助吊杆的支承结构，根据屋顶结构，可做成悬臂钢梁，或三角钢架，满足将脚手架的荷载传至屋面结构所需的强度和刚度要求。 2.动力设备 用电动升板机。 3.吊杆

由主吊杆、辅吊杆组成。主吊杆是直接与升板机丝杆连接的吊杆，用于下降脚手架用；辅吊杆悬挂于钢架上，用于在主吊杆松开，升板机丝杆复位时悬挂脚手架。吊杆是受拉杆件，应满足吊杆在脚手架自重、施工荷载作用下的强度要求。 4.脚手架

脚手架与整体升模用脚手架相同。 三、特点

（1）整体升降模板、脚手架，在结构施工阶段模板、脚手架连接成整体上升进行结构施工。在结构施工结束以后脚手架与模板分离，形成整体脚手架，逐层下降进行外墙装饰施工。因此在结构施工阶段为整体升模，在外墙装饰施工阶段即为整体下降脚手。

（2）整体升模可自行爬升，减少了施工的垂直运输量。整体升模自身装有脚手架，施工时有可靠的安全围护。整体升模自身带有操作平台，操作平台可随施工要求进行升降，大部分工作量在操作平台上进行，降低了工人的劳动强度。 （3）楼板混凝土浇捣时上一层剪力墙、柱的钢筋已施工完毕，已形成刚度很好的钢筋骨架，竖筋不会产生位移，保证了钢筋的施工质量，整体升降模板层层装拆，墙、柱的垂直度可层层调整，结构的垂直度容易控制。

（4）整体下降脚手架是沿建筑物周边连接成整体，克服了一般悬挂脚手随风飘动的缺点，安全感好。

（5）整体下降脚手与墙体不连接，避免了附墙搭设脚手与墙体的连接节点部分装饰要等脚手拆除后补做施工困雅，提高了装饰工程质量。

（6）整体升模降脚手，对各种结构类型钢筋混凝土结构的高层、超高层建筑物、构筑物施工均适用。 四、适用范围

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适用于剪刀墙、框剪、框筒、筒中简等所有高层、超高层钢筋混凝上结构体系建筑工程的结构和外墙装饰施工，也适用于高耸的钢筋混凝土构筑物工程的结构和外墙装饰施工，如电视塔、筒仓、水塔、烟囱等。 五、工艺流程和升模、降脚手顺序

升模工艺流程图见图16-1，降脚手工艺流程图详见图16-2，升模顺序图见图16-3，降脚手顺序图见图16-4。

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1-工具式钢柱;2-承力架;3-操作平台;4-大模板;5-外脚手架;6-三角支承钢架;

7-电动升板机;8-升板机吊杆;9-钢楔;10-操作平台吊杆;11-剪力墙;12-楼板;13-塔吊吊钩

六、设计要点 1.模板

（1）剪力墙用大模板，大模板承受的作用力有：大模板自重，新浇混凝土的侧压力，操作平台自重，承力架自重、操作平台上的施工荷载，及这些荷载的组合。大模板的计算可参照《建筑施工手册》（第二版）。大模板的吊杆应进行强度验算。大模板的宽度要满足建筑平面要求及模板安装拆除的要求。一般大模板高度为一个楼层高度减去一层搂板厚度，建筑外墙外侧大模、天井和管道井墙的内侧大模高度要比一般大模高100～300mm，大模板的下部要有防止漏浆的装置。对固定于大模板上的门窗框要求装拆方便，不变形、不移，便于重复使用。 （2）柱、梁模板可用整片模板或组合钢模板，组合钢模应满足在新浇混凝土侧压力作用下的强度和刚度验算。

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1一升板机；2一主吊扦；3一辅吊杆；4一脚手架

2.操作平台

（1）作用在操作平台上荷载：操作平台自重、悬挂其上的模板自重、施工荷载，按悬挂于承力架上吊杆为支承点的双向粱格钢平台设计，应进行强度、刚度、稳定性验算。

（2）操作平台吊杆在工具柱吊升时，要支承承力架的自重及钢筋在承力架上的堆放重量，故吊杆除按悬挂状态下的受拉杆计算外还需按支承状态下的受压杆进行验算。

3. 承力架

作用在承力架上的荷载：承力架自重，悬挂其上的操作平台外脚手架自重和施工荷载、钢筋的堆放重量，按工具柱上搁置支承点为铰支点的双向粱格设计，应进行强度、刚度、稳定性验算。主次粱连接点采用螺栓夹板为宜。设计要考虑通用性，便于重复使用。 4.工具柱

（1）作用在工具柱上的荷载：工具柱的自重搁置其上的承力架、操作平台、模板、外脚手架的自重和风荷载及其荷载的组合。对工具柱一般应进行整体的稳定性验算、分肢的强度和稳定性计算、缀板计算。还需对搁置升板机、承力架及工具柱支承于建筑物上等支承点处的缀板进行强度和刚度验算。

（2）工具柱按最不利工作状态进行验算，一般取楼板施工时，模板位于吊空状态，此时模板、脚手架传至工具柱的风荷载作用点距柱的固定点距离最长，

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工具柱的计算简图见图16-5。

P一工具柱承受的风荷载； N一工具柱承受的垂直荷载： ln一榫紧工具柱

的相邻；二层楼板的中心距离； lo一工具柱计算的长度

5.脚手架

脚手架的排高一般为1.8m，脚手架的排数要满足施工要求，施工楼板模板在吊空位置时，脚手架的最下一排脚手与下一层楼板面平，同时还应满足外装饰各工序的要求。脚手架的吊杆按受拉杆件计算，横楞与千杠按受弯杆件计算。 6.屋面脚手悬挂钢架

屋面脚手悬挂钢架，应根据屋面结构进行设计，可设计成钢三角架或钢粱，以支承悬挂脚手架的升板机和辅助吊杆。对钢三角架或钢梁应进行强度、刚度、稳寇性验算。 7.脚手架吊杆

承受脚手架的自重、施工荷载，按拉杆计算，二根吊杆之间的连接节点可参照升板机吊杆连接方法设计，但必须考虑吊杆在风载情况下节点脱落的安全措施。

七、操作要点

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（一）整体模具安装

（1）进入现场的整体升降模具（大模板操作平台、承力架、工具柱、脚手架、提升设备），应按技术文件和图纸验收，合格品方可使用。

（2）认真向有关人员进行技术交底。 （3）整体升降模具按装顺序：

（4）大模板安装：大模板应先安装设置三角支撑一侧大模板，校正固定好后再安装另一恻大模板，二侧大模板用穿墙螺栓固定。

（5）操作平台安装：操作平台安装前先安装操作平台搁置点，有大模板处安装钢牛脚，无大模板处设置钢支撑，搁置点检查合格后，再吊装操作平台。 （6）承力架安装：承力架安装前先将操作平台调平并连接成整体，在操作平台上弹出承力架轴线，并注上构件编号，按由内向外的顺序就位和连接。 （7）工具式钢柱安装：工具式钢柱吊装分上下二段进行、下段柱吊袋搁置好后，再吊装上段，上下段柱连好后再吊装升板机。

（8）吊杆安装：升板机就位后安装升板机与承力架间的提升杆，将承力架提升1.8m承力架搁置于工具柱上，安装承力架与操作平台间的吊杆及操作平台与大模板间的吊杆。

（9）外挂脚手安装：待整体升降模具升到一走高度，即承力架与建筑物室外地坪的距离为外挂脚手架的总高度时进行安装。 （二）整体模具提升

（1）正式提升前，先要对提升系统进行全面检查，检查提升设备、工具柱、支承点各吊杆等，它们必须符合提升条件。

（2）正式提升前检查所有模板是否全部拆开、模具与建筑物有否粘联现象，所有模板的连接件如穿墙螺栓等放置好。

（3）提升前应将模具上一个搁置点在所有工具式钢柱上作出明显标记。待模具承力架提升超过此搁置点50mm后，承重销马上插入模具下降承力架安稳地

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搁置于工具柱上。

（4）试提升50mm，确认模具与建筑物元粘联现象后继续提升。 （5）提升时撤离模板下方所有人员、操作人员站稳于操作平台上。 （三）屋面外挂脚手架钢架安装，模板拆除

（1）屋面板混凝土浇捣完成后，整体模具已完成施工任务，进入模具拆除阶段。

（2）按设计要求，安装用于悬挂外挂脚手架的钢架或钢梁，因钢架或钢梁是外挂脚手主要受力结构，钢梁、钢架的制作和安装必须满足设计要求，特别是连接焊缝和连接螺桂的质量，验收合格后方可使用。

（3）按设计要求重新安装好电动升板机和安全吊杆，并使其吊紧，承受外脚手架的所有荷载。

（4）整体模具拆除按下列顺序图进行：

（四）外挂脚手架下降

（1）外脚手架处于整体悬挂状态，稳定性很好，但在风荷载作用下，会使整体向一侧位移，为避免整体外脚手架紧靠一侧建筑结构外墙，使下降产生困难，影响装饰质量，应在整体脚手下端每隔一段距离设置一个橡皮轮，使之与建筑物间既能很好隔开又能顺利下降。

（2）悬挂脚手架吊杆很多，每个吊杆不可能均衡受力，对个别受力小的吊杆，在风荷载作用下吊杆晃动较大，故在每个吊杆连接节点哈呋上设置安全装置，以防吊杆脱落。

（3）脚手架下降到位后二根辅助吊杆如有不平，则用钢板垫平，以使四根

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吊杆松紧一致受力均匀。 （五）外挂脚手架拆除

（1）待脚手架下降至地面或裙房屋顶、完成外墙装饰任务后，外挂脚手进人拆除阶段，外墙脚手逐渐下降，拆除工作由下向上逐层进行，拆完脚手架所有构件。

（2）用台灵架或其它吊装机械，通过四根千斤吊牢，将每个吊点的正、辅四根吊杆系统吊离外墙面，逐渐下降至裙房屋面或地面进行拆除。 （3）拆除承力架升杨机及悬挂钢架。

（4）拆除时，要划出禁界线，派专人看护注意安全。 八、劳动组织

整体模板提升，整体下降外脚手架的劳动组织见表16-1。

上述劳动组织是适合每层建筑面积1000m2左右的建筑物。 九、安全技术措施 1.防止工人高空坠落措施

（1）在搁置升板机的钢柱四周搭设700mm宽脚手架，并设置大于1000mm高栏杆。

（2）在升板机群间工人行走路线上，搭设700mm宽栈桥走道，栈桥二侧设1m高以上的栏杆。

（3）悬挂脚手外侧搭设封闭栏杆，外挂安全网，做到脚手架外侧全封闭。 （4）操作平台间的间隙，设置钢板网安全盖板。 2.防止整体模具、外挂脚手悬吊构件损坏坠落伤人 （1）操作平台每根吊杆处设一根安全钢丝绳。

（2）对只设一根吊杆的外墙外模板，需配置一根安全钢丝绳。

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（3）对外挂脚手所用升板机必须严格检修，串心螺母完成规定行程后必须全部更新，确保安全。

（4）对外挂脚手的主要受力构件及节点，特别是脚手承力架，应进行定期检查，发现问题立即通知技术部门，研究采取必要的加固措施。 （5）对吊杆连接点哈呋，采用固定措施防止吊杆晃动脱落。 3.施工荷载、风荷载，混凝土拆模强度规定

（1）整体升模的操作平合上的均布荷载，不得超过3kN／m2，集中荷载不得超过20kN。

外挂脚手在外墙装饰阶段，脚手荷载，不超过2kN／m2.只允许三排脚手同时施工。

（2）整体升降模具可在风速不大于17.1m／s的情况下使用（风速以塔吊上的风速仪为准）。风速大于17.1m／s停止施工，如此时大模处于吊空状态则须将大模降止楼板面，并用对销螺栓将大模与钢筋笼夹紧。

（3）混凝土模板松螺栓强度等级不小于C1.2，拆除模板混凝上强度等级不小于C2.5。

工具式钢柱与模板预留孔壁样紧时混凝土强度等级不小于C15，均以试块强度为准。

4.整体模具的提升、搁置

（1）工具式钢柱提升，必须按顺序进行先用塔吊将工具柱吊牢后拆除工具柱与楼板预留孔间的钢楔，将柱提升50mm，抽掉钢柱的全部搁置钢销，钢柱方可正式提升。

（2）工具式钢柱固走时必须保证工具柱的垂直度，用二台经纬仪在二个方向进行控制。工具柱搁置必须牢靠，工具柱与搂板预留孔间的钢榫必须样紧。 （3）工具柱提升后，应严格进行检查，验收合格后方可继续施工。 （4）整体模板提升前，监护员必须严格检查，确认模板、操作平台与建筑无联牢的情况后，方可提升。 5.用电安全措施

（1）操作平台上的所有配电箱，都必须固走在承力架上，电缆要架空。 （2）所有电气设备都要设漏电开关。

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十、质量要求

整体升降模具外挂脚手的质量要求见表16-2。

十一、技术经济效益

（1 ）减少施工用地，在结构施工期间，整体升降模具不占施工场地。 （2）结构垂直度可控制在1／4000以内可以减少外粉刷基层厚度。 （3）施工速度每月可达4～6层。

（4）减少垂直运输设备和运输设备的台班费。

（5）升降模具（包括外挂脚手）方案如一次摊销50％。与散装散拆小钢模、着地搭设手方案相比，可降低模板脚手费用50％以上。

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十二、工程实例（见表16-3）

（执笔：刘百龄 张正明）

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