模板工程在国外有相称长的发展历史,最初的混凝土模板是采取木制散板,按构造形状拼装成混凝土的成型模型。这种模板装拆很费韶光和劳动力,拆模后成一堆散板,材料损耗也很大。
20世纪初,开始涌现了装置式定型木模板, 根据工程须要,预先设计出一套有几种不同尺寸的定型模板, 由加工单位进行批量生产。
20世纪50年代后半期,在法国等国家开始涌现了大型模板,采取机器代替人工,进行大块模板的安装、拆除和搬运,采取流水法进行施工,从而提高劳动效率,节省劳动力和缩短施工工期,这种施工方法很快便遍及到欧洲各国。
20世纪60年代,又开始发展组合式定型模板,这种模板是在原来的装置式定型模板的根本上加以改进的,加上配套的拼装附件,可以拼装身分歧尺寸的大型模板。它与此前尺寸固定的大型模板不同,由于采取模数制设计,可以通过板块的组合变革大型模板的尺寸。
20世纪70年代以来,模板发展为体系化,形成了具有各种不同特点的模板体系。模板制作涌现了不少专业模板工厂,模板工厂不仅能设计、制作模板,供应配套附件和支撑系统,还生产必要的赞助材料和专业工具。
模板的体系化
上世纪70年代以来,欧美、日本等国家的模板规格已各具特色,如适用于各种浇筑混凝土墙体的大模板体系,适用于各种混凝土构造的组合式模板体系,适用于浇筑混凝土楼板、平台的台模体系,适用于同时浇筑混凝土墙体与楼板的隧道模体系,适用于筒体构造和高层建筑的滑动模板、爬升模板及提升模板体系,以及适用于坝堤施工的悬臂模板体系等。在当前模板工程中,大模板体系和组合式模板体系的运用范围最广,利用量最多。
1、墙体模板体系
目前国外墙体模板体系紧张有无框模板体系、钢框胶合板模板体系和钢模板体系三种。
1)无框模板体系。用木工字梁或型钢作檩条,面板为实木模板或胶合板模板, 还有一种胶合板模板和钢连接件连接的大略单纯无框模板。无框模板的特点是价格较低,利用灵巧,可以拼装成各种形状的模板构造,尤其是形状比较繁芜的构造。
2)钢框胶合板模板体系。有小型钢框胶合板模板、轻型钢框胶合板模板和重型钢框胶合板模板三种。
小型钢框胶合板模板的边框和肋为热轧扁钢,板厚一样平常为6mm,边框截面高度为63~80mm,面板为12mm 胶合板,规格尺寸较小,一样平常最大规格为1500mm×900mm,其特点是重量轻,适宜手工操作,装拆方便灵巧。
轻型钢框胶合板模板, 其边框和肋为冷弯型钢,或边框为空腹钢框,肋为冷弯型钢,边框截面高度为100~120mm,面板为14 mm 胶合板,其特点是模板规格尺寸较大,一样平常最大规格为3000mm×900mm,模板重量较轻,强度和刚度较大,装拆灵巧。
重型钢框胶合板模板。其边框和肋均为空腹钢框,边框截面高度为140~160mm,面板为18mm胶合板,其特点是模板规格尺寸大,最大规格为3300mm×2400mm,模板强度和刚度大,可承受混凝土侧压力80kN/m2。
钢框胶合板模板的共同特点是钢框的强度和刚度都较大,模板组装时不须要附加纵横楞条,只需用夹具将两块模板的边肋夹紧固定即可,因此装拆速率很快,省工省料,非常方便。
3)钢模板体系。有全钢大模板、轻型钢模板和组合钢模板三种。
全钢大模板的特点是模板强度和刚度较大、利用寿命长、模板面历年夜、模板上可带有支撑架、装拆和搬运方便、操作简便等,紧张适用于墙体构造混凝土施工。按其构造形式可分为整体式、拼装式和模数式三种, 但模板重量较大,目前在欧洲运用较少。
轻型钢模板既有全钢大模板面历年夜的特点,又具有重量轻、便于人工操作、利用范围广等特点,可用于各种墙、板、梁、柱和圆形构造的混凝土工程,装拆灵巧,配件轻巧,装拆作业方便,施工效率高,混凝土表面平整,受到施工单位的欢迎。
组合钢模板具有利用灵巧、通用性强,装拆灵巧、搬运方便,承载能力强、利用寿命长等特点,这种模板的种类很多,利用范围也很广,既适用于工业和民用建筑,也适用于筒仓、桥梁、隧道、水坝等构筑物。
2、楼板模板体系
国外楼板模板施工方法很多,紧张有活动支柱体系和台模体系两种。
1)活动支柱体系。每层楼板施工后,拆除支柱,再移到上一层施工。这类体系利用的支柱为钢支柱或铝合金支柱,面板为胶合板、钢框胶合板模板或铝框胶合板模板,横梁为木工字梁、型钢或钢桁架等,利用这些支柱、面板、横梁相互组合,形成了多种多样的施工方法。
2)台模体系。也称飞模,由面板和支架两部分组成,可以整体安装、脱模和转运,利用起重设备在施工中层层向上转运利用,适用于各种构造体系的现浇混凝土楼板和梁的模板工程。
20世纪60年代,台模施工首先在欧洲推广运用,台模施工可以一次组装多次重复利用,节省装拆韶光,施工操作简便,具有显著的优胜性, 发达国家已形成各具特色的台模体系。
3、柱模板体系
国外柱模板体系大概多,有木梁和木模体系、型钢和钢模体系、型钢和钢框胶合板模板体系等,采取木梁、型钢与木模、钢框胶合板模板或钢模板组合,形成各种柱模板施工方法。
4、筒体模板体系
国外筒体模板一样平常采取型钢和钢框胶合板模板体系,也有采取全钢模板体系。调节筒模的方法,以前采取迁徙改变中心调节螺杆,或四角紧伸器来使四面模板移位,这种调节方法比较麻烦。目前国外模板公司采取新的调节方法,施工非常方便。如德国PERI 模板公司采取在四面模板中间各加一块梯形TSE模块,通过提插梯形模块来完成筒模的装拆。奥地利DOKA模板公司在筒模四角采取可调角模,各角模顶部固定一个螺管,螺管内插一根方管,方管上有两处与角模相连,调节螺管带动方管高下,改变角模角度来完成筒模的装拆。意大利ALPI模板公司和FARESIN模板公司在筒模四角采取三角形模板,通过拉插三角形模板来完成筒模板的装拆施工。
5、爬升模板体系
爬升模板由大模板、爬升系统和爬升设备三部分组成,接管了滑模和大模板两者的优点,能像滑模一样以墙体为支承点,利用爬升设备自下而上逐层爬升,又与大模板支模形式相似,能得到大面积支模的效果。爬升模板在桥墩、筒仓、烟囱和高层建筑等高度较大、形状比较大略、墙壁较厚的模板工程中得到大量运用。爬升模板可采取人工爬模和自动爬模两种方法。
爬模于20世纪70年代中期首先在西欧兴起,由于爬模不须要连续爬升施工,工人操作较易节制。其余,爬模施工是在混凝土达到一定强度后脱模,混凝土构造尺寸和表面质量都较好,施工也较安全可靠,以是很快在欧洲、南美、日本、非洲等地推广运用,并形成多种形式的爬模施工方法。
6、单面模板体系
单面模板紧张适用于大坝、护坡、大型根本等,由于只有单面模板,不能用对拉螺杆,因此模板的支撑体系必须坚固,能承受较大的混凝土侧压力。
7、桥梁模板体系
桥面箱梁等构件一样平常采取预制工艺制作,随着桥梁设计和施工技能的进步,在高速铁路和公路的桥梁设计中,已向大体积、大吨位的整孔预制箱梁方向发展。在现浇箱梁的施工中,已大量采取移动模架造桥机及挂篮,广泛运用于城市高架、轻轨、高速铁路和公路桥施工。
8、隧道模板体系
在隧道衬砌施工中,已广泛利用模板台车,近几年模板台车技能不断创新,从平移式发展到穿行式,从边顶拱模板发展到全断面模板。目前模板台车紧张有穿行式全断面模板台车、平移式全断面模板台车、针梁模板台车、穿行式马蹄形模板台车、非全圆断面模板台车等,广泛运用于公路、铁路、水利水电的隧道施工中。
9、其他材料模板
1)塑料模板。在欧洲和美国稽核中,看到不少模板公司研制开拓了各种形式的塑料模板。如德国MEVA 模板公司在2002年开拓了钢框塑料板模板,由于这种塑料板材质轻、耐磨性好,利用寿命长,可以周转利用500 次以上,并且清理和修补简便,该公司已逐步将木胶合板面板改为塑料板面板,大量租赁经营,效果很好。
德国PECA模板公司研制了在钢筋框上贴塑料布,作为一次性模板,紧张用于根本、楼板等模板施工,施工简便,可节省大量用度。
斯洛文尼亚EPIC集团公司开拓了塑料模板体系,模板、连接件、横梁等均采取复合股料制作,可用于根本、墙体、楼板等构造的模板工程。
在美国国际混凝土展览会上,看到很多塑料模板,有全塑料墙体模板、楼板施工用塑料模壳、塑料柱模板、泡沫塑料一次性模板,既可作墙体模板又可作为墙体外墙的塑料模板等,品种很多,用场很广。
其余,在韩国稽核中也看到大量采取GMT塑料模板作楼板模板,并且可与胶合板通用,利用效果很好。日本开拓了一种轻型塑料模板,重量为6.8kg/m2,比木胶合板轻20%以上,紧张用于楼板模板,加上木框可作墙体模板。
2)树脂装饰模板。目前,欧美等国家研制了各种净水混凝土装饰模板,如美国SYMONS模板公司开拓了各种树脂装饰衬模,共有七大类,193种和705个规格,个中有线条型、木纹型、砖块型、石块型、石料型、平滑凹槽型等,品种规格非常多,可广泛用于各种建筑物的外墙和地坪。美国ACC 模板公司研制的树脂装饰模板,可以浇筑出各种仿石块的混凝土墙面,可与钢框胶合板模板组合利用。
德国NOE模板公司研制的树脂装饰衬模,有130多种不同的花纹,可用于桥梁、立交桥、建筑物外墙、公共建筑的地坪等。由于在混凝土内可加入各种颜料,浇筑的混凝土可以一次成型且有各种花纹、各种颜色的外装饰。这种模板施工工艺非常有出息。
3)铝合金模板。美国和加拿大采取铝合金模板较多,过去美国CONTECH 模板公司紧张采取铸铝合金模板,这种模板具有用铝量多、价格高、利用寿命长、模板精度高档特点。目前,紧张采取铝合金型材,这种模板重量轻,强度和刚度好,利用寿命长,能多次周转利用;板面经由涂刷处理后,易脱模不生锈;模板精度高,浇筑后的混凝土表面很俊秀,可用于墙、梁、柱、楼板、楼梯等各种部位。美国SYMONS、WTF、PFI 等模板公司还生产装饰铝合金模板,可以浇筑各种图形的混凝土墙面和地面。
欧洲采取铝框胶合板模板用作楼板模板施工比较多。在韩国稽核时,看到的险些全部为铝合金模板施工的工程。这种模板重量轻,一个人就可以搬运,利用寿命长,可以周转利用上百次,模板回收率高,在墙、梁、柱、板的模板施工中,结合楼板模板采取快拆模体系,利用效果好,采取租赁办法利于施工企业的综合经济效益。
其余还有玻璃钢模板、透水模板、透光模板、纸模板等。
支承系统
1、支承系统的发展概况
最早利用的脚手架是木脚手架,20世纪初,英国首先运用了用连接件与钢管组成的钢管支架,并逐步完善发展为扣件式钢管脚手架。20世纪50年代,日本开始大量运用扣件式钢管脚手架。
20世纪30年代,瑞士发明了可调钢支柱,由于这种支柱具有构造大略、装拆灵巧等特点,在很多国家得到普遍运用。20世纪80年代以来,为增加钢支柱的利用功能,不少国家在钢支柱的转盘和顶部附件上做了改进,使钢支柱的利用功能大大增强。20世纪90年代,欧洲又开拓了铝合金支柱,目前欧美不少模板公司都已生产,并已在工程中大量运用。
20世纪50年代以来,美国首先开拓了门式脚手架,不久欧洲各国也先后引进并发展这种脚手架,形成了各种规格的门架体系。1955年,日本许多建筑公司开始引进这种门式脚手架,但当时日本扣件式钢管脚手架仍占主导地位。后来,由于扣件式钢管脚手架安全事件不断发生,脚手架的安全性被提到日程上来。
1963年,日本一些规模较大的建筑公司开拓、研究或购买门式脚手架,由于门式脚手架装拆方便,承载性能好,安全可靠,在一些工程中开始大量运用。门式脚手架首先利用在地下铁道、高速公路的支架工程中,1965年随着超高层建筑的增多,脚手架的利用量也越来越多。1970年各种脚手架租赁公司开始激增,由于租赁脚手架能知足建筑施工企业的哀求,减少企业投资,以是,门式脚手架运用量迅速增长。目前,门式脚手架仍在大量运用,并且对门架的安全护栏进行了改进。
20世纪70年代中期,英国SGB模板公司首先研制成功碗扣式脚手架,至今在世界各地已得到推广运用,许多国家的脚手架厂都有这种产品,只是其局部布局稍有不同。20世纪80年代,德国莱亚(Layher)公司首先研制成功圆盘式脚手架,随后欧美等发达国家开拓了各种类型的插销式脚手架。该脚手架的插座、插头和插销种类和品种规格很多,以两种形式为主,即盘接式脚手架和插接式脚手架。
2、支承系统的工具化
欧洲模板公司研制的脚手架和支架的品种规格非常多,这种工具化的支承系统使模板的组装和拆除灵巧方便。
1)钢支柱。钢支柱在国外楼板和梁模板施工中运用相称普遍,钢支柱大部分为螺纹封闭式,并且在钢支柱的转盘和顶部附件上做了很多改进,各家模板公司都有新颖设计,使钢支柱的利用功能大大增加。
2)铝合金支柱。近几年铝合金支柱在欧洲不少模板公司都已生产,并在工程中得到大量运用。支柱采取带槽的方形铝合金管作套管,插管是四角带齿牙的铝合金管,其特点是重量轻,承载能力大,单根支柱可承载60kN,支柱之间可用横杆连接成支架, 可承载90kN,提高承载力和稳定性;插管为通长螺纹,纵然几个螺纹有问题也无妨;插管上有标尺,可预调支柱高度。
3)门式支架。在欧洲运用已久,目前在不少工程中还大量运用,但在构造上已做了改进,门框改为封闭框,提高了门框的刚度,门架在搬运和利用过程中不易变形。日本在20世纪60年代就开始广泛利用门式支架,由于其安全性较好,因此目前仍在大量运用,且对门架的安全护栏做了改进。
4)碗扣式支架。碗扣式支架是英国SGB模板公司的专利,已有30多年的运用历史,目前欧洲仍在少量运用,在亚洲、非洲等国家正在大量推广运用,日本运用也比较多,不过做了改进,在横杆上加了两个连接件,以增强碗扣架的整体刚度。我国也大量推广运用碗扣式支架,但是没有充分发挥碗扣式支架的利用功能,有些部件没有学得手,如活动碗扣,方便与扣件钢管支架连接;伸缩横杆方便施工圆弧形构造。
5)插销式支架。20世纪80年代以来,欧美等发达国家开拓了各种类型的插销式脚手架,是立杆上的插座与横杆上的插头,采取楔形插销连接的一种新型脚手架。由于具有构造合理、承载力高、装拆方便、节省工料、技能前辈、安全可靠等特点,在欧、美发达国家运用广泛,是当前国际主流脚手架。插销式脚手架的插座、插头和插销种类很多,如插座有圆形、方形、梅花形、V 形耳、U 形耳等。圆盘式支架是在一个直径120mm、厚18mm的圆盘插座上,可以连接8个不同方向的横杆和斜杆,插头的布局设计前辈,组装稳定可靠,目前是欧洲运用最普遍的脚手架。
6)方塔式支架。方塔式支架在欧洲的桥梁、高架桥等工程中大量运用,具有构造合理、利用安全可靠、适用范围广、承载能力大、利用寿命长等特点。其余,还有其他各种形式的承插式脚手架。