从事模板脚手架研发的回忆
赵玉章 教授级高级工程师，享受政府特殊津贴
我1964年大学毕业后，分配到北京市建筑工程研究院（所）工作，干到1999年退休。但因液压爬升模板研究课题正在进行中，研究工作需要一直继续到2009年9月底才真正退休回家，至今仍然高度关注并从事一些模架标准、顾问、技术等相关工作，一晃儿贴近一线与模架打交道已经40多年。
那时的北建工所学风浓郁，认真严谨，老一代专家们坚持不懈和勤勤恳恳的工作精神深深地教育了我，感染了我，对刚入所的我倍加关心爱护。在他们的感召下，我发奋学知识、钻技术，打下了扎实的研究基础和培养认知实践的工作作风。
在我从事模板脚手架技术研究之前，曾从事过页岩陶粒（浮石）轻骨料混凝土的试验研究，其制品在北京饭店等工程中应用。也曾参加过超高压液压油泵和现场混凝土搅拌站等课题的试验研究，其中研制的超高压液压油泵，成功应用于北京饭店贵宾楼等多项预应力结构工程施工中，于1975年通过国家建委的成果鉴定。
1976年年底，我参加毛主席纪念堂工程的建设。纪念堂工程竣工之后，我从1978年至今的40年里，一直在从事着模板脚手架技术的研究开发与推广应用等相关工作。四十载的栉风沐雨，回首往事真是心潮澎拜，历历在目，记忆犹新。
01科研成果与参编、评审的规范标准
40多年来，我国模板脚手架行业取得了辉煌的发展成就，作为亲历者，我也开展了系列的开发研究：
1、研究课题与科研成果
本人主持或作为主要参与者与建筑施工等单位合作开发完成了10余项研究课题及取得科研成果，主要有：生产5厘米厚混凝土隔墙板的柔性板成组立模，密肋楼盖施工用的大型塑料模壳、玻璃钢模壳，轻型钢框胶合板模板，模板早拆施工技术，新型门式脚手架，轻型钢模板，保温模板，梯形支撑架，液压爬升模板和液压爬升脚手架等。其中获得部级市级科技进步奖二等4项，三等5项；获得发明专利2项、实用新型专利18项。
另外主编的2项工法获得国家级工法：MZ门架式早拆模板工法 (国家级工法YJGF18-96)，电控附着式升降脚手架与模板一体化成套技术施工工法(国家级工法YJGF43-2002)
2、参编与审查的规范标准
参加了下列标准的编写：《北京市钢管脚手架模板支架安全选用技术规程（DB11/T 583-2008）、《液压升降整体脚手架安全技术规程》（JGJ183-2009）、《液压爬升模板工程技术规程》（JGJ195-2010）、《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）模板工程编写组顾问、《建筑施工模板和脚手架试验标准》（JGJ/T 414-2018）。
参加了下列标准的审查：《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术规程》（JGJ231-2010）、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011）、《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》（GB51210-2016）、江苏省标准《建筑施工承插型盘扣支架安全技术规程》（DGJ32/TJ69-2008）、广东省标准《建筑施工承插型套扣式钢管脚手架安全技术规程》（DBJ15-98-2014）、北京市标准《北京市钢管脚手架模板支架安全选用技术规程》（DB11/T 583-2015）。中国模板脚手架协会团体标准：《台式模板早拆体系施工技术规程》（CFSA/T 02-2014）、《插接自锁式钢管支架安全技术标准》（CFSA/T 05-2017）。
3、参编的论著
参编由杨嗣信主编的《建筑工程模板施工手册—第一版、第二版》和《高层建筑施工手册—第三版》等一些专著的编写工作。
02主要成果简介
1、柔性板成组立模
在上世纪七八十年代，由于轻质隔墙还未发展，所以多层建筑和高层住宅建筑的隔墙多为砖墙，这样就使得本来面积就不大的房间用砖做隔墙还须两面抹灰，不仅使得房间的使用面积有所减小，而且又使得施工周期加长、施工效益降低，所以当时急需进行隔墙的试验研究。
为了探索内隔墙的改革途径，进一步提高装配化程度与缩短施工总周期，从1978年开始，对成组立模主要是对柔性板振动成型混凝土内隔墙板的设备与工艺进行试验研究。研制成功的成组立模为上行式构造，主要由五块柔性板和六块刚性模腔及其相应的底模、侧模组成的成套模板系统及其成套装备。它可以安装在构件厂进行预制生产，也可以安装在施工现场进行预制，它一次能够生产一个结构单元所需要的20余块混凝土隔墙板，最大制品的尺寸为宽3240mm、高2740mm、厚50mm。
成组立模的柔性板是一块厚度为12-15mm的钢板，在其一端安装有附着式震动器，用它来振动成型混凝土制品。此项振动成型技术填补了该领域的一项空白，获得了北京市科技成果三等奖。该项成组立模技术的社会效益特别显著，直到九十年代仍然在应用。
2、大型塑料模壳与玻璃钢模壳
塑料模壳具有整体性好，表面效果好，自重轻，承受强度高，施工方便，支撑操作简单，加快施工速度，降低施工成本等优势。
上世纪八十年代初期，位于紫竹院公园北侧的中国国家图书馆新馆（原名北京图书馆）开始建造，由北京建工集团三建公司承建。其中，10万㎡的密肋楼板密肋尺寸主要为1200×1200×300（400）㎜，结构设计单位采用组装式塑料模壳设计，材质为聚丙烯塑料，通过工业化生产方式一次注射成型出1/4模壳，然后用螺栓将4个1/4模壳组装为一整体。
北京市建筑工程研究所负责对塑料模壳产品进行物理力学性能试验，主要包括：模拟施工情况进行静载、动载试验，以及高温、低温情况下强度、刚度和抗冲击等试验。实验室模拟施工和小型混凝土工程放样测试表明：仅采用螺栓连接组装成的模壳产品原样刚度存在不足，4个1/4模壳组装而成的产品刚度较小，满足不了施工要求。鉴于此种情况，我们提出：在4个1/4模壳组装部位增加设置薄钢板以提高塑料模壳顶面的垂直刚度，在塑料模壳边肋的内侧增加设置小角钢以提高塑料模壳的侧向刚度。经在实验室进行施工测试，塑料模壳的侧向刚度及垂直刚度都提高了，能够满足施工要求。但要在4个1/4模壳组装部位设置薄钢板，非常不便于加工和组装。为此，研究改为在模壳顶面中心位置采用4个短角钢进行组装，经测试既提高其刚度又便于组装。即必须经过型钢加固之后方能满足使用要求。
据调研，欧美等国的塑料模壳最大尺寸都小于900×900mm。我们经过试验之后，研制成功了新的塑料模壳产品，尺寸可以增大为1200×1200mm和1500×1500mm，并称其为钢塑结合的大型塑料模壳。在进行塑料模壳物理力学性能试验的同期，对手糊成形玻璃钢模壳成功地进行了探索性试验研究，由于本人担任科研管理科科长此项研究课题转由丁志文同志负责完成，特别是气动拆模技术非常成功。
3、GZM门式脚手架及早拆模板技术
GZM是国内外门式脚手架中的一种新形式，上部设计为构架。具有刚度大，承载力高，稳定性好，构造简单，可以设置多个集中荷载支撑点，功能多，用途广，技术经济效益好的多个优点。用它作为模板支撑架使用，既能够简化支撑系统，节省支撑材料，又能够形成宽敞的通道，为支模、拆模和进行质量安全检查提供了便利条件。
GZM新型门式脚手架、GZB90系列轻型钢框胶合板模板以及模板早拆支承梁、卡板式快拆托座等4部分组成了门架式早拆模板体系，这4部分既可以组成体系配套使用，也可以各自独立与其他技术一起使用。在上世纪90年代，该体系在北京，山东，广东，安徽，江西等省市都有着广泛应用。
其中90系列模板构造新颖，板块尺寸较大，自重轻，刚度大，承载力高，通用性强，是一种质轻强高的组合模板。
卡板式早拆托座与国内外的相比是一种创新型的多功能早拆托座，除早拆功能之外，还能调节高度和快速实现二次顶撑技术。
4、液压爬升模板与液压爬升脚手架
我为什么要研究爬模与爬架呢？这得从1996年8月在张家界举行的中国模板脚手架协会专业委员会的年会说起，在年会的开幕式上，时任北京建工集团的韩立群总工程师通报了一起附着式升降脚手架在北京国家经委工程A座工地从44．3米高处坠落而造成8人死亡11人受伤的特大伤亡事故，并告诫大家要深入研究安全施工技术避免类似伤亡事故的发生。当时我一边听韩总的讲话一边在想：我是模架技术研究所的所长要研究不会坠落的爬架，就是这么一个念想促使我于1997年提出了模板与模架不会掉下来的研究课题。
爬模爬架研究课题经过两次专家论证与评审列入北京市科委科研合同项目，设计建造了爬模爬架实验平台。1999年年底研制成功的液压爬升模板成套技术在北京六建公司承建的北京林业大学公寓楼工程施工中首次试用考核成功，特别是由于施工工期要求比较紧迫而在将结构施工及外檐装饰施工一并考虑，所以在进行爬模爬架设计时考虑了施工的需求，就大模板施工技术、爬模施工技术以及吊篮施工技术即三种施工技术都融入到爬模架技术的设计之中，以取得更加显著的技术经济效益和社会效益。
北京林业大学2001年新生宿舍楼要求结构施工中液压爬模能够正常施工，而当结构施工到一定高度时插入外墙装饰施工，即爬模架的下架体由于是吊挂式，安装上吊篮相应装置后，爬模架的下层吊架可以在结构施工的同时进行下层的位于施工。
北京财富中心工程，位于北京市朝阳区东三环中路内侧，与中央电视台隔路相对，CBD核心区。其中一栋为办公楼，楼高165米，标准层高3.7米，该期工程，2001年9月开工，2005年3月竣工，获得了北京市结构长城杯金奖和鲁班奖。其中办公楼为内筒外框劲性混凝土结构，施工难度极大，2013年初，其内筒自标准层起使用了北京建筑技术研究院研发的液压带模爬架，极大的提高了施工速度和有力的保证了施工质量，为保证工期和结构工程质量做出了不可替代的贡献！
液压爬升模板在国家大剧院工程应用
液压爬升模板在首都机场工程应用
北京建工研究院与北京六建公司双方密切配合，共同努力，进行难点公关，顺利完成了我国自主研发创新的新型附着式升降脚手架和大模板机电一体化成套施工技术，经过第一个工程考核及工程实践，此项技术达到了预期效果并获得了成功，受到各界欢迎与好评。之后相继在首都机场T2航站楼塔台、国家大剧院、城建大厦、财富中心等工程以及其他省市推广应用。
清华同方
北京电视中心工程
同期，北京建工研究院与北京建工集团总公司共同对不带模板的液压爬升脚手架即液压爬架在清华同方工程上进行了顺利考核，并取得了良好效果。北京清华同方科技广场AB两座综合楼工程，地下3层，地上26层，高99.7m，标准层高3.6m，框架剪力墙结构，核心筒四周柱网尺寸为33.0m*38.2m，向外悬挑4.45-4.6m，悬挑梁高0.7m、厚0.3m，四角凹入2-3m。根据工程结构平面尺寸和外形特点，每栋楼设置了26组计60个附着机位，爬架最大跨度为4.8m，架体长7.2m。根据施工进度，每栋楼配备了4个液压油缸和4组小型液压泵站进行周转使用。与北京建工集团总公司共同对不带模板的液压爬升脚手架即液压爬架进行了工程考核。之后，相继在北京尚都国际中心、北京电视台等工程以及其他省市推广应用，均取得良好效果。
由北京建工研究院于90年代末期研究开发成功的新型液压爬升模板和液压爬升脚手架，经与北京建工集团、北京城建集团以及中国新兴公司、中建等其他单位共同合作，在许多超高建筑工程中推广应用，使我国的爬模和爬架技术上了一个新台阶。
03心得体会
如今，我国模架事业的快速发展经历了近40个年头。回望过去40年，不禁感慨万千，很多影像至今都在我脑中不断重演。在写本篇模架记忆中，我翻阅了一些印象深刻的笔记，摘录一些难忘的记录，与大家一起分享。
1、博观约取，厚积薄发。既要广泛地学习，又要努力搞好本职工作。我1964年大学毕业被分配到祖国的首都参加社会主义建设，在北京建工研究院一干就是几十年，先是参加建工局大学生劳动实习队到建筑工地实习半年，又到农村实习半年，每一个阶段都感觉收获很大。之后的工作其业务范围广、变化多，有建筑经济、建筑材料，混凝土搅拌站后台上料装置以及预应力张拉用得超高压油泵和混凝土制品工艺设备及模板脚手架等等。在这些工作中，能够服从工作分配和调动，能够注意互相团结、密切配合，能够搞什么爱什么，钻什么就决心干好什么，不懂就问，不懂就学，拜行家为师，拜工人为师，虚心向同志学，实践了自己的一个信条：干一行爱一行学一行，在干中学，要学习、学习、再学习。
2、勤于实践。科研课题源自实际，要扎根实践中学习和创新。刚参加工作时各级领导都告诉我们要深入施工现场，要善于发现问题，提出问题，研究问题，即研究课题源自施工实际，特别是对于专门从事施工技术研究单位的年轻人尤为重要。“聪明在于学习，天才由于积累”，我从事的研究课题多是来自在施工现场通过仔细观察和与工人师傅的面谈而提出来的，比如，新型门式脚手架研究课题的提出，就是在配合设计单位对单向塑料模壳试验研究过程中，看到工人在拆除0.6m宽的塑料模壳时不仅难度大、效率低且损坏现象严重，分析其原因主要是由于在1.2m宽的门式架立杆上面铺设双层水平支承系统造成的，如果能够在1.2m宽的门式架立杆上面铺设单层水平支承系统就可迎刃而解，但已有的1.2m宽的门式架经过力学性能试验难以做到，由此提出了对门式脚手架的研究课题，结果研究出了1.2m宽的门式架上面能够设置多个支承点满足不同宽度塑料模壳使用的新型门式脚手架成套技术。
3、敢于设想，科学求证。要重视科研项目的科学验验，我从事的十余项研究课题，大都制订了项目试验大纲，详细说明试验内容、试验目的和具体的试验方法，既包括在实验室内对其项目进行相应的物理力学性能试验，又要结合实际情况对其科研成果在工程考核与工程实践中进行相应的性能测试等工作，以期取得符合施工实际要求和经济适用的科研成果。
比如，对塑料模壳研究课题的试验，首先在实验室内模拟施工实际情况，采取一组可以支承三个模壳的荷载试验箱（以中间模壳的测试验数据为准）置于试验台上，模拟施工在模壳静荷载试验箱内按设计荷载值填充砂子，之后在砂子上面铺放整块钢板，再继续按照加载步骤施加铁砖等构件或按照分配梁的加载方法进行自动设计荷载，以测得极限荷载值。
在对塑料模壳进行不同温度特别是较高温度时物理力学性能的测试，是在荷载箱内放置特制水袋，按照试验方法及要求，施加热水并采取电加热的方法完成相应测试项目。在对塑料模壳低温性能的测试，主要是在冬季室外或室内，采用不同重量的铁球在不同高度时自由落体冲击塑料模壳顶面不同部位（纯粹塑料面板的部位和带有塑料筋的部位），以检验其耐低温冲击的性能。
对单向塑料模壳进行力学性能试验的情况
低温条件下对塑料模壳的冲击试验
对塑料模壳进行低温条件下的抗冲击试验
04痴心如初，共同续写模架振兴新篇章
我对模架事业的热爱，工作的执著与热忱始终没有改变。几十年来，我勤勤恳恳、踏踏实实、高高兴兴、自觉自愿地和同志们一起从事着建筑模板与脚手架技术的研究开发及相关工作，与施工单位共同为我国模架事业的进步与发展做了自己的一点贡献，
人生总是在不断地奋斗，不断地迎接新的挑战。学到老，奋斗到老，今天我还要继续努力发挥一点余热，为我国模架技术高水平的发展，与各位同仁一起做出一点新的奉献。
