我国建筑模板技术的进步与发展方向.doc

我国建筑模板技术的进步与发展方向近二十年来，我国建筑模板技术伴随着建筑业的发展而飞速发展，特别是从1994年新型模板与脚手架应用技术作为建设部在建筑业重点推广应用的十项新技术之一在全国范围内推广应用至今，取得了显著成效，既促进了建筑工程质量普遍提高，又促进了施工效益显著增长，与此同时也促进了我国建筑施工技术的进步，尤其是液压自动爬模术的研究成功和快速发展，标志着我国建筑模板技术上了一个新台阶。一、 我国建筑模板技术的进步1、 涌现出多种模板新材料、新产品在建筑工程施工中用得较多、效果较好的模板新材料和新产品主要有以下几种：（1）竹木胶合板模板竹木胶合板模板的幅面大、自重轻、板面平整，有较好的保温性能，便于锯截加工，广泛应用于各类建筑工程施工中。木胶合板模板，是用酚醛树脂胶浸多层木单片经过热压固化胶合并经酚醛树脂覆膜或酚醛树脂浸渍牛皮纸贴面覆膜而成的优质胶合板，常用的厚度为12-18mm。特殊的胶合成型工艺和表面经过有效处理的优质木胶合板，耐水性能和板面平整度提高了，层板的粘结力增强了，作为模板使用时不易脱层脱皮，并能延长使用寿命。我国竹胶合板模板的材料资源丰富，其密度和强度都大于木胶合板模板。竹胶合板模板的生产工艺基本类似于木胶合板模板，是用竹单片经过不同的编织工艺组坯和酚醛树脂胶合热压成型并经过酚醛树脂覆膜或酚醛树脂浸渍牛皮纸贴面覆膜而成的优质胶合板，也有在竹胶合板的外表面用单片木面覆膜加工成木面竹胶合板模板，常用的厚度为12-15mm。（2）钢框竹木胶合板模板竹木胶合板模板除了单张使用外，可锯裁成定型模块，经过封边处理后，与模板钢框组装成一体，作为中型组合模板使用。钢框的高度主要有55、70、75、90mm。板块尺寸，常用的有6001200、6001500mm和6001800mm三种。（3）平板式玻璃钢圆柱模板玻璃钢是玻璃纤维增强塑料的俗称。它的自重轻，强度高，弹性和韧性好，耐磨耐腐蚀，是理想的建筑模板材料。根据在圆形筒模中混凝土浇灌初期处于半液态时各向力学性能相同的原理，采用平板式玻璃钢圆柱模板替代定型的玻璃钢圆柱模板，既省了加工定型圆柱模的专用胎具，又简化了支模和拆模工艺，劳动强度降低，工效提高，效果良好。平板式玻璃钢圆柱模板，是在平板式胎具面上加工制作的厚度为2-4mm的长方形玻璃钢平板，它的长边尺寸依柱高进行设计，短边为圆柱外径的展开长度，两短边缘呈L形的翻边与紧固螺栓用的角钢垫板做成一体。（4）无背楞大模板大模板是板块尺寸较大模板的俗称，由面板、骨架、支撑、作业平台及附件等组成。模板骨架又由边肋、次肋、主肋等组焊而成。从模板骨架的结构层次上分为有背楞大模板和无背楞大模板两种类型。通常所说的大模板是指有背楞的大模板。它的主肋（背楞）与边肋、次肋不在一个结构层次内，它有两种型式：一种是先横后竖型大模板，它的次肋方向是横向设置而主肋是竖向设置在次肋的外侧；另一种是先竖后横型大模板，它的次肋方向是竖向设置而主肋是横向设置。在工程应用中，由于后一种的背楞（主肋）是横向设置，便于穿墙螺栓灵活配置而用得较多。无背楞大模板是相对有背楞大模板的俗称，是指模板骨架的主肋与次肋、边肋的截面高度一样并组焊在同一中心平面内，模板骨架的外侧不再设置通常的背楞，面板可为钢面板或木竹胶合板模板。板块之间相互组拼时，使用短小的附加背楞夹紧背平即可。与有背楞大模板相比，无背楞大模板的自重较轻、刚度较大，并且穿墙螺栓的长度较短，同时它的通用性、互换性以及工艺性等优于有背楞大模板。（5）胶合工程木梁与工字梁用胶合工程木制成的矩形木梁和工字形木梁，是用圆木经过旋切与板张制作、胶合与高温加热加压等工艺制作成的层板胶合木制品。其强度与刚度远高于相同规格的实木锯材品，尺寸稳定性好，克服了实木翘曲、收缩和开裂等问题，同时又保留了木材的天然特性，可作为工具在模板工程中周转使用。比如可替代型钢与木竹胶合板拼装成模板使用，或替代木方作为木竹胶合板模板的水平支承梁使用等。（6）铝合金梁与铝木组合梁在模板工程中，用铝合金梁或在铝合金梁上镶钳小木方替代型钢或钢管与胶合板模板拼装在一起使用，可减轻模板自重，也是替代木方节约木材的一种有效途径。图3是上海宝治三公司开发成功的一种铝木组合小梁，上部中间有一凹槽可镶嵌小木条，以便与木竹胶合板模板连在一起，下部设有特殊的滑道，以便通过安装T型扣件与钢管连成一体，即能同时与胶合板模板和钢管配套连接使用，组合成的板梁式模板组合灵活、连接快捷，操作简便。此外，还有玻璃钢模壳、聚丙烯塑料模壳及塑料平板模板、电梯井模板等其它模板。2、模板新工艺、新技术（1）早拆模板施工工艺早拆模板施工是指楼板混凝土强度达到设计强度的50%以上时，将小跨度（2.0m）支撑范围内的模板和水平支承梁先期拆除，支撑系统中的部分杆件也可在拆除模板之后先期拆除，而小跨度范围内的垂直支撑通过支撑柱头的顶板依然支承着楼板，待楼板混凝土强度达到拆模强度时再拆除。一般称这种工艺为早拆模板晚拆支撑工艺，简称为早拆模板。早拆模板的实现，关键是在进行支撑柱头的构造设计中将直接支承模板的机构与直接顶着楼板的柱头顶板在构造上分开。称具有这样功能的支撑柱头为早拆柱头或早拆托座，其构造型式有多种，如卡板式、丝杠式等。早拆模板的垂直支撑体系可以是门式架、碗扣架以及其他各种支撑，而门式架支撑体系的优点较多，尤其是在支撑系统中的纵横通道更便于支模和拆模，其工效更高。（2）新型支模架用于现浇混凝土楼盖的支模体系，除了常用的独立式钢支柱和门式架、碗扣架以及扣件式钢管支架外，近几年涌现出不少新型支模架。主要有：梯型支模架，它是门式架的一种型式，由于它的高度比门式架高，与住宅建筑标准层高的尺寸相适应，所以使支模拆模更简单快捷。八角盘轮扣式支架，无锡速接器模板公司将台湾省的圆盘轮扣式支架开发成八角盘轮扣式并有较大发展，它主要由带有八角盘连接节点的立杆、横杆和斜杆等部件组成，杆件表面镀锌。模块式支架，由北京安德固脚手架公司引进法国CRAB模块式支架成套技术，在不少重大工程上应用，取得良好效果。主要由带有可同时安装水平杆和斜杆的十字形连接节点的立杆、横杆、水平斜杆、竖向斜杆等部件组成。后两种新型支架的共同特点主要有：立杆材质为Q345低合金钢管，立杆上的连接节点采用特殊材质制造；支架设有自成体系的斜拉杆自锁系统；支架承载力较高、稳定性较好、安全度较大、适用性较强；采用机械化、自动化技术加工生产。（3） 悬空支模与桁架支模技术现浇混凝土水平结构的施工，大都采用传统的满堂支撑架施工工艺，即便采用早拆模板技术施工，虽然模板一次投入量减少较多，但由于支撑间距较小而用量依然较多。如果根据不同的结构型式，利用已施工好的竖向结构或已架设好的水平型钢梁，采用桁架支模施工方法，会使支模工艺得到进一步简化，并能提供可利用的空间，以便于立体交叉作业的快速施工和安全施工。比如，可在跨度较小的墙体之间直接架设桁架进行支模。又如，在柱子上部安装调节支腿并在支腿顶部架设通长的型钢，并使悬空支模桁架与飞模技术进行有机结合，此种技术称为天马平台（飞模的一种形式）能取得更好的施工效果。（4）液压自动爬模技术爬模施工综合了大模和滑模两大施工工艺的优点，是高大竖向结构施工中理想的一种施工工艺。在爬模施工中，继模板与模板互爬、模板与架子互爬两种爬模型式之后开发成功了模板与爬架联体爬升的新型式。它主要由附着装置、H型钢导轨、架体系统、模板系统、液压升降系统以及吊篮设备系统和安全防护系统等部分组成。这种新型爬模是用液压为动力的自动爬模新技术。其主要特征是：架体由主承力架与施工作业架和装饰作业挂架组装而成，能联体上升完成爬模施工，可分体下降进行在结构施工期间同时要进行的装饰作业，如不做装饰作业时可不安装吊篮挂架使架体高度减低更利于爬升；附着装置具有附着承载、爬升导向和防倾覆等多种功能；主承力架的作业平台宽度2.0m，能使模板向外移动0.50.7m，便于支模拆模和清理模板；由附着在H型钢导轨上的上下爬升箱和液压油缸、油泵等组成的爬升机构与爬升系统，爬升功能和防坠功能合一，爬升平稳，爬升速度快，爬升安全。二、我国模板技术发展中的主要问题自从1994年建设部把新型模板和脚手架应用技术作为建筑业重点推广的10项新技术以来，虽然我国的模板技术有较大发展和长足进步，并缩短了与发达国家的差距，但在推广应用和发展中仍然存在不少问题，主要表现在以下四方面：1、研究开发的模板新技术还不完整由我国自主创新的和研究开发的模板新材料、新产品、新工艺和新技术，经工程应用表明还不完善，不配套，在一定程度上影响着推广应用。比如，竹胶合板模板和钢框竹（木）胶合板模板，不少单位对其进行了几起几落的不断研究，一些单位还进行了比较深入地试验研究并有重大进展，极大地推进了它的推广应用。然而，竹胶合板模板的平整度和厚度误差在不少厂家还未能得到有效地控制；竹木胶合板模板的封边处理技术以及胶合板与钢框间的缝隙处理技术等问题，还未能得到有效解决，周转使用的次数较少，常常有开裂现象等达不到使用要求。又如，模板早拆技术，虽然研究开发出多种型式的早拆头，但与之配套的模板支承梁等部件还不配套、不完善，使用不灵活，不利于拆模，不利于不同型号模板的使用等。再如，爬模架的水平梁架与竖向主框架的连接，国家的有关文件规定为螺栓连接，实际操作中是拧得紧了又紧。这样的规定是否科学，这样的操作是否得当，是否利于安全爬升等等，这些都是值得深入研究和急待解决的问题。2、模板新技术的推广应用还不广泛，推广应用投入的资金不足。我国虽然开发出不少模板新材料、新产品、新工艺和新技术，但在工程上的推广应用，曾经有一个时期不少省市、不少地方、不少单位都在积极地推广应用，但持续性地推广应用、大面积地推广应用和广泛性地推广应用与政府的要求还有较大的差距。不去说不发达地区的推广应用情况，就是发展较快的大中城市的推广应用情况也不能令人乐观，常常也是新老材料、新旧产品、新老工艺和新旧技术同时并存、同时使用得较多。不去说一些小的承包公司不情愿投入资金用于新技术的推广应用，就是一些较大的集团公司想投入资金用于推广应用新型模板，但由于投标中标过程中的种种原因和进行工程总包与分包过程中的种种情况，也不得不投入较少的资金在应用新型模板的同时较多地使用不先进的技术，比如密林似的满堂红支架到处可见。3、模板管理机制和模板加工技术还比较落后。在模板的经营与管理方面，虽然已经涌现出一批生产、销售与租赁的专业厂家或专业公司，并向商品化、市场化方向迈出了一大步，但大都是属于单纯的租赁性和经营性质，像发达国家模板公司那样既能研究设计和专业加工新型模板产品又能承揽模板工程的设计与施工的厂家和公司为数很少。同时，不少生产厂家的加工设备陈旧、生产条件简陋，生产工艺不合理，加工技术落后，产品质量难以达到使用要求。即使是少数厂家有一二套较为先进的生产设备，但使用率很低。4、模板工程专业性的标准、规范的编制工作还比较滞后。虽然，我国的模板技术有不少的进步，但相应的专业性的施工规程和设计计算方法以及安全技术标准等行业性标准的制定工作进展缓慢。尤其是混凝土楼盖模板的支撑安全技术标准已开始编制快二十年了，至今还未出台。有的标准虽已发布实施，但由于编制周期较长，等编制好出台了而又由于施工技术的快速发展而显得又不很适用或需要进行修订补充了。三、我国模板技术的发展方向模板技术的发展不仅关系着提高工程质量、降低成本、缩短建设周期、增加施工效益和文明安全施工，也关系着我国建筑技术的发展与进步，在今后较长的时间内，应着力把握好以下几方面的发展。1、以清水混凝土为中心，积极完善现有的新型模板技术，大力推广应用性能良好、价格合理、安全适用和环保节能的各种清水混凝土模板。为了避免和防止因抹灰脱落直接伤人砸物，确保人民的生命和财产不受其害，要大力推广应用清水混凝土模板技术。而清水混凝土模板并非是指某一种模板是或者不是，因为清水混凝土通俗地讲是指浇筑成型后对其表面不再抹灰就能达到清水混凝土建筑或清水混凝土结构相应的质量要求的混凝土，凡能成型出这种混凝土的模板均可称为清水混凝土模板。目前推广应用的新型模板，一般来说只要精心设计和精心加工、精心管理和精心施工，皆可达到清水混凝土模板施工的质量要求。但要针对使用中出现的问题，及时改进和不断完善，提高其性能，合理使用，满足使用要求。2、因地制宜，研究开发质量轻、强度高、刚度大的新型模板材料及其节省、环保、适用的新产品。（1）要充分利用我国竹材资源的优势，继续深入研究由我国自主创新的胶合板模板，进一步研究和改进加工工艺，提高竹胶合板模板产品的质量，尤其是要提高对板面平整度和厚度的精度要求，生产优质高档次的竹胶合板模板，努力促进其推广应用；与此同时，要继续创新，研究开发与其它材料的复合技术及其高新产品。（2）要充分了解我国木材资源的劣势（我国是一个森林资源非常贫乏的国家，人均森林面积仅为世界人均水平的1/51/8），积极贯彻节约木材的方针，在模板工程中要合理利用木材和尽量做到节省木材。特别是在木胶合板模板的生产中，一方面要采用速生林木做原材料，另一方面要生产高性能高档次的木胶合板模板。此外，在工程应用中要周密地作好配模设计，避免或减少随意性切割，要合理切割和合理使用，并做好封边处理，增加周转使用的次数。（3）要充分学习和借鉴发达国家的先进技术，研究开发替代工程中大量使用的原木木方的新产品和新技术。铝合金梁和铝合金组合小梁，因其自重轻和刚度大，可作为工具进行重复使用。它既可替代木方作为水平模板的支承梁使用，也可替代型钢或木方与胶合板模板组装在一起作为拼装式模板使用。与模板拼装使用时，可减轻模板的自重和增加模板的整体刚度，并可延长模板的使用寿命。因此，要积极研究开发不同功能要求的铝合金梁，既要开发好又要使用好。工程木因其强度高、刚度大和寿命长并又有天然木的优点，在国外用得较多。从新加坡进口的工程木木梁已经在奥运工程中使用，效果良好。我们要结合国情，学习这一先进技术，利用速生林木加工工程木木梁，这是我国在模板工程中既要使用木材又要节省木材的最好的途径之一。此外，要因地制宜，研究开发其它人造板模板材料及其新产品。3、大力推广应用早拆模板成套技术，积极研究开发悬空支模技术。经过二十余年对模板早期拆除技术的开发和应用，表明这项技术既是模板工程先进的实用技术和安全技术，又是节省模板工程材料的有效途径。因此，要大力宣传和推广应用早拆模板的好经验和好作法，同时要继续完善和发展这一经济实用的先进技术。与此同时，要积极深入地研究开发水平楼盖施工的其它支模方法，比如一些单位已经研究开发的悬空支模技术。悬空支模技术一方面把楼盖施工时的各项荷载传递到已浇筑成型好的竖向结构上，另一方面又同时把其下面的空间留了出来，为立体交叉作业及早投入运行提供了条件，从而大大简化了水平楼盖的施工工艺，有利于加快施工进度，能取得良好的综合效益。如果，把上述两项技术有机地结合在一起，即将模板旱拆的核心技术融入到悬空支模架上，进行深入地研究、开发和创新，相信会取得更佳的效果。4、积极推广应用和深入开发大模板和液压自动爬模技术。经30余年对大模板施工技术的不断研究与应用，表明这是一项经济实用的技术，非常适合我国的国情。在小流水段施工工艺中，它不仅由于板块尺寸较大便于安装与拆卸，而且由于可以流水使用而能减少一次性的模板投入量，同时用它施工的混凝土结构，表面板缝少，墙面平整光洁，能达到清水混凝土的质量要求，应继续推广应用，但在应用中应注意：大模板应走标准化设计和工业化加工的方向，要注意节约，不要单纯地去追求一面墙只用1块非标准模板的做法；设计大模时，模板的刚度宜大不宜小，板面可以是钢板面也可以是竹木胶合板模板或其它材质的面板；对板缝及板底容易漏浆部位要采取有效地防止漏浆措施，提高施工质量；拆模后及时对大模板进行清理，并选好用好脱模剂。爬模具有许多优点，如前所说它只是在初次安装和最后拆除时才需要塔吊配合，而在爬模施工期间不再使用塔吊，从而使塔吊专门用于其它工艺的施工需要。液压自动爬模能平稳、快速和安全地爬升；爬模用的模板，其构造型式不受限制，即各种构造型式的全钢大模板和各种型式的拼装式模板都能用；拆模装模用的施工平台宽度大于2.0m，非常有利于安全作业，备受各界欢迎。在开发应用中应注意：要结合工程结构与所用模板的具体情况，合理配置爬升机位，安全储备宜大不宜小，即在验算爬升负荷时不要满负荷或超负荷配置；爬模架在爬升过程是一动态脚手架，为便于同步和稳定爬升，在自身的强度和刚度已经满足设计与使用要求的情况下，宜刚柔结合，即竖向结构的刚度要大些而横向则小些，因此在施工现场安装时，附加在爬模架上的用于加强作用的斜杆宜少不宜多。5、研究开发CAD在模板工程中的应用技术，加强科学试验，创造条件，监控重荷载及高大空间