我国爬模技术发展历程与技术进步
浏览 发布时间 2015-6-11 15:17:04
1· 我国爬模的发展历程
我国从20 世纪70 年代就已经开始使用爬模，最早是上海的手动葫芦爬模，以模板爬架子，以架子爬模板; 80 年代中建一局四公司在北京新万寿宾馆采用3. 5t 液压千斤顶进行模板互爬; 1990 年前后，中建三局在上海采用了电动丝杆爬模; 1996 年，中建柏利公司首次在广东省公安厅38 层办公楼工程中采用6t 液压千斤顶Φ48 × 3. 5 钢管支撑杆和钢框胶合板模板，进行整体液压爬模; 1997 年，珠海69 层巨人大厦采用钢模板进行整体液压爬模; 1998年，北京国贸中心二期38 层办公楼采用6t 液压千斤顶Φ48 × 3. 5 钢管支撑杆和钢模板进行整体液压爬模，并首次将部分钢管支撑杆设在结构体外; 2003年，中建一局发展建设公司在北京LG 大厦工程中采用北京卓良模板公司生产的液压油缸爬模，进行核心筒墙体爬模; 2005 年，中建一局发展建设公司在俄罗斯联邦大厦工程中采用江苏省江都揽月机械有限公司生产的10t 液压升降千斤顶和Φ83 × 8支撑杆，以墙顶为支撑点进行墙体爬模，柱子爬模的支撑杆设置在柱子体外，穿过楼板; 2007 年以后，国内的爬模公司都以液压油缸作为爬模的爬升动力，液压油缸爬模也从单侧外爬一种做法发展到外爬内吊、内爬内吊、内爬外吊等多种做法，并已在高层和超高层建筑、大型桥塔等多项工程中广泛采用。
2010 年我国第一部关于爬模方面的标准《液压爬升模板工程技术规程》JGJ195—2010 发布，为使混凝土结构工程采用液压爬升模板施工做到技术先进、经济合理、确保安全和质量提供了标准依据。
2012 年中建一局集团和广东阳江奇正模架公司开始合作，共同承担中国建筑股份有限公司的“中国建筑千米级摩天大楼建筑研究”项目的子课题“超高层建筑工作平台及模架体系研究”，其中的竖向结构液压爬升模板研发已经完成，新型的超高层抗风、防火、智能液压爬模装置已经试制完成，并请国家建筑工程质量监督检验中心对爬模装置进行了检测，检测结果全部符合规程要求。
2· 爬模的工程应用
爬模工艺广泛应用于高层建筑和超高层建筑的核心筒、桥塔、桥墩、高耸构造物等工程中。我国采用爬模施工的典型工程有: 深圳平安大厦( 高660m) ，上海中心大厦( 高632m) ，大连中心-裕景( 高383m) ，广州财富中心大厦( 高309m) ，以及大型桥梁等工程。
3· 爬模概述
3. 1 爬模原理
爬模装置通过承载体附着或支承在混凝土结构上，当新浇筑的混凝土脱模后，以液压油缸或液压升降千斤顶为动力，以导轨或支撑杆为爬升轨道，将爬模装置向上爬升1 层，反复循环作业的施工工艺，简称爬模。目前国内采用的是多以液压油缸为动力，以导轨为爬升轨道的爬模。
3. 2 爬模特点
1) 液压爬模吸收了支模工艺按常规方法浇筑混凝土，劳动组织和施工管理简便，混凝土表面质量易于保证等优点，避免了滑模施工常见的外观缺陷和施工难度。在爬升方法上它同滑模工艺相似，架体、模板、操作平台及吊架等以液压油缸为动力自行向上爬升。
2) 可以从基础底板或任意层开始组装和使用爬升模板。
3) 内、外墙体和柱子都可以采用爬模，无需塔式起重机反复装拆，将塔式起重机的重点放到钢结构安装上。
4) 爬模装置的机位根据结构平面形状和位置需要进行灵活布置，当上部结构平面发生变化时，可及时调整或增减机位，比顶模适应能力强，用钢量少。
5) 根据工程特点，可以采取爬升一层墙，浇筑一层楼板; 也可以墙体连续爬模施工，楼板滞后施工。
6) 爬模可节省模板堆放场地，对于在城市中心施工场地狭窄的项目有明显的优越性。
7) 液压爬模的施工现场文明，在工程质量、安全生产、施工进度和经济效益等方面均有良好的保证。
8) 一项工程完成后，模板、爬模装置及液压设备可继续在其他工程通用，周转使用次数多，适合租赁。
4· 爬模的实践与认识
我国的液压爬模施工工艺经过十多年的摸索、改进、提高，在爬模装置方面已有多种构造形式，爬模技术已从单纯外爬发展到内外模同时爬、外爬内吊、内爬外吊、采用2 层钢梁接力爬等多种爬模方式。爬模的动力设备曾采用过电动葫芦、电动丝杆、液压千斤顶和液压升降千斤顶，现在爬模主要以液压油缸作为爬升动力。通过多项工程施工实践证明，爬模工艺同其他模板工艺相比具有明显的优越性。
4. 1 引进与创新
我国的液压爬模是从液压滑模演变而来，最初的爬模是滑模和支模相结合的一种工艺，它吸收了支模工艺按常规方法浇筑混凝土，劳动组织和施工管理简便，受外输送条件的制约少，混凝土表面质量易于保证等优点，又避免了滑模施工常见的缺陷，施工偏差可逐层消除。在爬升方法上它同滑模工艺一样，提升架、模板、操作平台及吊架等以液压千斤顶为动力自行向上爬升，无需塔式起重机反复装拆模板，钢筋随升随绑，爬模施工一层墙体，紧跟施工一层楼板。根据工程具体情况，爬模可以从地下室开始或从标准层开始，也可从任意层开始。
后来改用升降千斤顶，爬模技术有了新的发展，墙体爬模的支撑杆不再埋入混凝土，而是支承在混凝土墙顶部，柱子爬模的支撑杆支承在楼板上。
近几年来，我国的爬模大多数采用油缸爬模，在墙体爬模施工4 ～ 5 层后，楼板滞后施工。油缸爬模速度快，施工操作简便，施工单位易于接受这种工艺。
国内一些模板公司学习国外先进技术，在学习、借鉴的同时，应同中国国情相结合。例如，国外的防护栏杆就是几根小木方，不设安全网，中国采用的是钢管，而且用安全网全部密封确保安全。国外绑扎钢筋是在模板高度范围内进行，中国考虑到工人操作安全和方便，是在模板上部的两层架子上进行。
国内有一些公司采取学习和创新并举的做法，他们在承载连接座、模板后退、模板吊挂、安全防护、预埋承载螺栓等方面都有创新或改进的地方。
4. 2 木梁胶合板模板与钢模板
木梁胶合板模板质量小，和钢背楞一起，质量为55kg /m2。但胶合板模板周转使用次数少，100 层的超高层建筑要更换3 ～ 4 次胶合板。因此木梁胶合板模板比较适合在桥墩、桥塔和一般高层建筑爬模，不适合超高层建筑爬模。
全钢大钢模板的周转使用次数通常在200 ～250 次以上，管理得好可达到300 次以上，这是任何其他模板做不到的，因此钢模板在超高层建筑爬模中使用从下到上不需要更换。但钢模板的缺点是重，86 型钢模板和钢背楞一起，质量为100kg /m2。钢模板需要层层清理和涂刷隔离剂。
4. 3 千斤顶与油缸
采用千斤顶和提升架的爬模装置，适合在没有钢梁的钢筋混凝土结构工程中爬升一层墙、施工一层楼板，可以在任意层组装爬模和进行爬模施工;大型框架柱适合采用千斤顶爬模。
采用油缸和架体的爬模装置比较灵活，不受结构中有无钢结构的影响，但需在已有2 层结构的基础上安装爬模装置，连续爬模4 ～ 5 层后再进行楼板施工。对于电梯井部位，既可采用单油缸和架体爬模，也可采用双油缸和钢梁爬模。
目前绝大多数爬模的模板后退、合模及模板调平等都是靠人工进行，仅少数工程采用了水平油缸带动模板后退、合模。
4. 4 隐患与安全
国内的操作平台原来采用木跳板、竹跳板和木方胶合板，围护采用钢管栏杆和尼龙密目安全网，造价相对低，但安全、防火有隐患。自从上海发生高楼火灾事故后，原有的做法引起了各爬模公司的重视，目前爬模工程都做了改进，大多数工程都已采用金属栏网。
5· 新型爬模研发方向
有国内外各种爬模参照和对比，在深入调研的基础上，认真分析各种爬模的好与坏、利与弊、经验与教训，新型爬模的研发博采众长，创新改进，正在向着通用化、轻型化、智能化、安全、防火方向发展。
1) 爬模装置爬升、模板后退均采用油缸作为动力设备，减少人工作业，有利于实现全部电动控制。
2) 爬模机位同步控制、操作平台荷载控制、风荷载控制等均采用智能控制，做到超过升差、超载、失载声光报警。
3) 选用质量小、周转使用次数多、耐磨、易脱模的新型模板。目前已有厂家采用铝框塑料模板，这种模板综合了铝框结构质量小、刚度好的特点和塑料模板周转使用次数多、面板易于脱模的特点，减少了大量模板清理用工。铝框塑料模板的组拼可以采用螺栓连接，也可以采用卡具连接，施工方便。
4) 角模两端与大模板连接处，关系到模板脱模、后退问题，可将角模与大模板接缝处设计为斜角，并设斜角调节模和变截面调节模，有利于模板拆除、清理和截面变化。
5) 除顶部操作平台采用网纹钢板承载外，其余各层平台均采用全铝合金跳板( 包括上人翻板、贴墙翻板、爬梯) ，两端用锁扣同架体钢管或型钢锁紧。铝合金跳板减小了操作平台的质量，做到安全防火和防物体坠落。
6) 所有外侧围护包括护栏、分段护栏、安全网均采用金属网板，其中网板的肋代替护栏，网板代替安全网，另外踢脚板也采用全铝板。这样做使爬模装置的外观做到轻量化，既美观又安全。
7) 上架体设计成装配式桁架，固定在下架体上部的横梁上，其外侧与下架体和吊架呈一条垂直线，改变目前国内外爬模上、下架体和吊架呈台阶形或外凸形的现状。
8) 改变采用钢丝绳吊模板的做法，且吊具能上下调节，以适应模板高度变化的需求。
9) 模板、架体、纵梁实现标准化、模数化，以适应层高、模板高、机位间距变化的需求和标准铝跳板、铝网板的安装要求。
我国从20 世纪70 年代就已经开始使用爬模，最早是上海的手动葫芦爬模，以模板爬架子，以架子爬模板; 80 年代中建一局四公司在北京新万寿宾馆采用3. 5t 液压千斤顶进行模板互爬; 1990 年前后，中建三局在上海采用了电动丝杆爬模; 1996 年，中建柏利公司首次在广东省公安厅38 层办公楼工程中采用6t 液压千斤顶Φ48 × 3. 5 钢管支撑杆和钢框胶合板模板，进行整体液压爬模; 1997 年，珠海69 层巨人大厦采用钢模板进行整体液压爬模; 1998年，北京国贸中心二期38 层办公楼采用6t 液压千斤顶Φ48 × 3. 5 钢管支撑杆和钢模板进行整体液压爬模，并首次将部分钢管支撑杆设在结构体外; 2003年，中建一局发展建设公司在北京LG 大厦工程中采用北京卓良模板公司生产的液压油缸爬模，进行核心筒墙体爬模; 2005 年，中建一局发展建设公司在俄罗斯联邦大厦工程中采用江苏省江都揽月机械有限公司生产的10t 液压升降千斤顶和Φ83 × 8支撑杆，以墙顶为支撑点进行墙体爬模，柱子爬模的支撑杆设置在柱子体外，穿过楼板; 2007 年以后，国内的爬模公司都以液压油缸作为爬模的爬升动力，液压油缸爬模也从单侧外爬一种做法发展到外爬内吊、内爬内吊、内爬外吊等多种做法，并已在高层和超高层建筑、大型桥塔等多项工程中广泛采用。
2010 年我国第一部关于爬模方面的标准《液压爬升模板工程技术规程》JGJ195—2010 发布，为使混凝土结构工程采用液压爬升模板施工做到技术先进、经济合理、确保安全和质量提供了标准依据。
2012 年中建一局集团和广东阳江奇正模架公司开始合作，共同承担中国建筑股份有限公司的“中国建筑千米级摩天大楼建筑研究”项目的子课题“超高层建筑工作平台及模架体系研究”，其中的竖向结构液压爬升模板研发已经完成，新型的超高层抗风、防火、智能液压爬模装置已经试制完成，并请国家建筑工程质量监督检验中心对爬模装置进行了检测，检测结果全部符合规程要求。
2· 爬模的工程应用
爬模工艺广泛应用于高层建筑和超高层建筑的核心筒、桥塔、桥墩、高耸构造物等工程中。我国采用爬模施工的典型工程有: 深圳平安大厦( 高660m) ，上海中心大厦( 高632m) ，大连中心-裕景( 高383m) ，广州财富中心大厦( 高309m) ，以及大型桥梁等工程。
3· 爬模概述
3. 1 爬模原理
爬模装置通过承载体附着或支承在混凝土结构上，当新浇筑的混凝土脱模后，以液压油缸或液压升降千斤顶为动力，以导轨或支撑杆为爬升轨道，将爬模装置向上爬升1 层，反复循环作业的施工工艺，简称爬模。目前国内采用的是多以液压油缸为动力，以导轨为爬升轨道的爬模。
3. 2 爬模特点
1) 液压爬模吸收了支模工艺按常规方法浇筑混凝土，劳动组织和施工管理简便，混凝土表面质量易于保证等优点，避免了滑模施工常见的外观缺陷和施工难度。在爬升方法上它同滑模工艺相似，架体、模板、操作平台及吊架等以液压油缸为动力自行向上爬升。
2) 可以从基础底板或任意层开始组装和使用爬升模板。
3) 内、外墙体和柱子都可以采用爬模，无需塔式起重机反复装拆，将塔式起重机的重点放到钢结构安装上。
4) 爬模装置的机位根据结构平面形状和位置需要进行灵活布置，当上部结构平面发生变化时，可及时调整或增减机位，比顶模适应能力强，用钢量少。
5) 根据工程特点，可以采取爬升一层墙，浇筑一层楼板; 也可以墙体连续爬模施工，楼板滞后施工。
6) 爬模可节省模板堆放场地，对于在城市中心施工场地狭窄的项目有明显的优越性。
7) 液压爬模的施工现场文明，在工程质量、安全生产、施工进度和经济效益等方面均有良好的保证。
8) 一项工程完成后，模板、爬模装置及液压设备可继续在其他工程通用，周转使用次数多，适合租赁。
4· 爬模的实践与认识
我国的液压爬模施工工艺经过十多年的摸索、改进、提高，在爬模装置方面已有多种构造形式，爬模技术已从单纯外爬发展到内外模同时爬、外爬内吊、内爬外吊、采用2 层钢梁接力爬等多种爬模方式。爬模的动力设备曾采用过电动葫芦、电动丝杆、液压千斤顶和液压升降千斤顶，现在爬模主要以液压油缸作为爬升动力。通过多项工程施工实践证明，爬模工艺同其他模板工艺相比具有明显的优越性。
4. 1 引进与创新
我国的液压爬模是从液压滑模演变而来，最初的爬模是滑模和支模相结合的一种工艺，它吸收了支模工艺按常规方法浇筑混凝土，劳动组织和施工管理简便，受外输送条件的制约少，混凝土表面质量易于保证等优点，又避免了滑模施工常见的缺陷，施工偏差可逐层消除。在爬升方法上它同滑模工艺一样，提升架、模板、操作平台及吊架等以液压千斤顶为动力自行向上爬升，无需塔式起重机反复装拆模板，钢筋随升随绑，爬模施工一层墙体，紧跟施工一层楼板。根据工程具体情况，爬模可以从地下室开始或从标准层开始，也可从任意层开始。
后来改用升降千斤顶，爬模技术有了新的发展，墙体爬模的支撑杆不再埋入混凝土，而是支承在混凝土墙顶部，柱子爬模的支撑杆支承在楼板上。
近几年来，我国的爬模大多数采用油缸爬模，在墙体爬模施工4 ～ 5 层后，楼板滞后施工。油缸爬模速度快，施工操作简便，施工单位易于接受这种工艺。
国内一些模板公司学习国外先进技术，在学习、借鉴的同时，应同中国国情相结合。例如，国外的防护栏杆就是几根小木方，不设安全网，中国采用的是钢管，而且用安全网全部密封确保安全。国外绑扎钢筋是在模板高度范围内进行，中国考虑到工人操作安全和方便，是在模板上部的两层架子上进行。
国内有一些公司采取学习和创新并举的做法，他们在承载连接座、模板后退、模板吊挂、安全防护、预埋承载螺栓等方面都有创新或改进的地方。
4. 2 木梁胶合板模板与钢模板
木梁胶合板模板质量小，和钢背楞一起，质量为55kg /m2。但胶合板模板周转使用次数少，100 层的超高层建筑要更换3 ～ 4 次胶合板。因此木梁胶合板模板比较适合在桥墩、桥塔和一般高层建筑爬模，不适合超高层建筑爬模。
全钢大钢模板的周转使用次数通常在200 ～250 次以上，管理得好可达到300 次以上，这是任何其他模板做不到的，因此钢模板在超高层建筑爬模中使用从下到上不需要更换。但钢模板的缺点是重，86 型钢模板和钢背楞一起，质量为100kg /m2。钢模板需要层层清理和涂刷隔离剂。
4. 3 千斤顶与油缸
采用千斤顶和提升架的爬模装置，适合在没有钢梁的钢筋混凝土结构工程中爬升一层墙、施工一层楼板，可以在任意层组装爬模和进行爬模施工;大型框架柱适合采用千斤顶爬模。
采用油缸和架体的爬模装置比较灵活，不受结构中有无钢结构的影响，但需在已有2 层结构的基础上安装爬模装置，连续爬模4 ～ 5 层后再进行楼板施工。对于电梯井部位，既可采用单油缸和架体爬模，也可采用双油缸和钢梁爬模。
目前绝大多数爬模的模板后退、合模及模板调平等都是靠人工进行，仅少数工程采用了水平油缸带动模板后退、合模。
4. 4 隐患与安全
国内的操作平台原来采用木跳板、竹跳板和木方胶合板，围护采用钢管栏杆和尼龙密目安全网，造价相对低，但安全、防火有隐患。自从上海发生高楼火灾事故后，原有的做法引起了各爬模公司的重视，目前爬模工程都做了改进，大多数工程都已采用金属栏网。
5· 新型爬模研发方向
有国内外各种爬模参照和对比，在深入调研的基础上，认真分析各种爬模的好与坏、利与弊、经验与教训，新型爬模的研发博采众长，创新改进，正在向着通用化、轻型化、智能化、安全、防火方向发展。
1) 爬模装置爬升、模板后退均采用油缸作为动力设备，减少人工作业，有利于实现全部电动控制。
2) 爬模机位同步控制、操作平台荷载控制、风荷载控制等均采用智能控制，做到超过升差、超载、失载声光报警。
3) 选用质量小、周转使用次数多、耐磨、易脱模的新型模板。目前已有厂家采用铝框塑料模板，这种模板综合了铝框结构质量小、刚度好的特点和塑料模板周转使用次数多、面板易于脱模的特点，减少了大量模板清理用工。铝框塑料模板的组拼可以采用螺栓连接，也可以采用卡具连接，施工方便。
4) 角模两端与大模板连接处，关系到模板脱模、后退问题，可将角模与大模板接缝处设计为斜角，并设斜角调节模和变截面调节模，有利于模板拆除、清理和截面变化。
5) 除顶部操作平台采用网纹钢板承载外，其余各层平台均采用全铝合金跳板( 包括上人翻板、贴墙翻板、爬梯) ，两端用锁扣同架体钢管或型钢锁紧。铝合金跳板减小了操作平台的质量，做到安全防火和防物体坠落。
6) 所有外侧围护包括护栏、分段护栏、安全网均采用金属网板，其中网板的肋代替护栏，网板代替安全网，另外踢脚板也采用全铝板。这样做使爬模装置的外观做到轻量化，既美观又安全。
7) 上架体设计成装配式桁架，固定在下架体上部的横梁上，其外侧与下架体和吊架呈一条垂直线，改变目前国内外爬模上、下架体和吊架呈台阶形或外凸形的现状。
8) 改变采用钢丝绳吊模板的做法，且吊具能上下调节，以适应模板高度变化的需求。
9) 模板、架体、纵梁实现标准化、模数化，以适应层高、模板高、机位间距变化的需求和标准铝跳板、铝网板的安装要求。
