高效低耗组合模架体系及施工方法

摘要

本发明公开了一种高效低耗组合模架体系及施工方法，该模架体系包括早拆架架体和模板；模板包括早拆模板和非早拆模板，模板采用塑料模板，早拆模板采用整板915mm×1830mm，整板宽度方向采用1142mm规格的横杆，另一方向横杆不限；早拆模板整板与整板之间为非早拆模板，宽度为1/4整板，板宽227mm；在楼板非早拆区域留设300mm×300mm的传料口用于早拆后的钢管木方向上一层转运；在早拆模板下方设有钢背楞，钢背楞下方设有钢管主楞，在非早拆模板下方设有早拆头。本发明采用自行研制的早拆头及楔形连接件，在混凝土强度达到50％时就可对模板进行早拆(保留立杆支撑部分模板)，以简单的方式实现了早拆目的。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效低耗组合模架体系及施工方法，属于建筑工程施工技术领域。

背景技术

钢筋混凝土现浇构件是当今建筑物结构的主要部分，而模架体系是现浇混凝土成型必不可少的支撑和模具，故其在涉及建筑施工安全、质量和成本等方面的重要性不言而喻。目前国内模架体系普遍使用的模板支撑架是扣件式钢管脚手架，使用的模板是木胶合板。

如公开号为CN102733599A的发明专利公开了一种适用于型钢混凝土梁的扣件式钢管脚手架模板支架。支架采用Φ48×3.5钢管搭设，各节点用扣件连接，支架纵向34跨、横向4跨、架高10.3m，立杆步距1.2m，立杆纵向间距0.6m，立杆横向间距0.6m，支架上部为可调托座，可调托座上用70mm×150mm双铝梁作为支托模板的主梁，可调托座底部插入支架固定，可调托座伸出立杆钢管0.2m，在0.2m范围内可调节；在支架的上部是型钢混凝土梁模板，在施工过程中混凝土的自重加载在模板上，模板传递到立杆上的荷载为混凝土自重荷载总和的一半。

又如，公开号为CN101560829A的发明专利一种扣件式钢管脚手架模板支架，支架纵向5跨，横向5跨，在5跨×5跨范围内加载；加载区外无加跨；支架高宽比为4.07。架高8.15m，立杆步距0.62m，立杆纵向间距0.4m，立杆横向间距0.4m，用Φ48×3.5钢管搭设，各节点用扣件连接。支架上部由可调托座托顶Φ48×3.5双钢管作为支托模板的主梁，可调托座底部插入支架立杆固定，可调托座上表面至支架最上横向水平杆上表面的距离为0.5m，可调托座伸出立杆钢管0.3m，在0.3m范围内调节。

但此类模板体系依然不够理想，扣件式钢管脚手架其架体搭设速度较慢，周转效率低，加之架体搭设有较大随意性，搭设不当将有较大的安全隐患，故每年全国各地都有因模板支撑架坍塌而造成的重大安全事故。而木胶合板周转次数少，一般仅周转6～8次即报废，还要消耗大量的森林资源。

发明内容

本发明的主要目的是为解决现有技术存在的问题而提供一种高效低耗组合模架体系及施工方法。本发明适用于层高在2700～4200之间的现浇构件模板支撑，对于层高一致的标准层尤为适合，对于楼层数小于模板周转次数的建筑物更为经济。除此之外，架体可应用于舞台搭设、桥梁支撑等均可适用。对高支模、悬挑外架及非竖直支撑等搭设方式禁用。

本发明是这样实现的：

首先，本发明提出一种高效低耗组合模架体系，包括早拆架架体和模板；模板包括早拆模板和非早拆模板，模板采用塑料模板，早拆模板采用整板915mm×1830mm，整板宽度方向采用1142mm规格的横杆，另一方向横杆不限；早拆模板整板与整板之间为非早拆模板，宽度为1/4整板，板宽227mm；在楼板非早拆区域留设300mm×300mm的传料口用于早拆后的钢管木方向上一层转运；在早拆模板下方设有钢背楞，钢背楞下方设有钢管主楞，在非早拆模板下方设有早拆头。

其中，早拆头包括钢托板，在钢托板下方焊接连接有微调丝杆，在微调丝杆上连接有带罗盘套管，在带罗盘套管上设有连接件母头，在带罗盘套管底部设有罗盘。

进一步的，在前述的带罗盘套管下方穿入有内钢管，内钢管底部连接设有丝杠，在丝杠上连接设有丝杠螺母，在内钢管上设有定位销。在带罗盘套管的侧面设有槽口。在钢管主楞的端头设有连接件公头，连接件公头与连接件母头互相匹配。前述的连接件母头为一段圆管四面设置楔形凹槽的结构；前述的连接件公头为一段圆管端部设有楔形凸榫的结构。

该高效低耗组合模架体系的施工方法，包括如下步骤：模板图设计→快拆架体搭设→早拆头安装→板底横杆安装→铺设塑料背楞→模板安装→钢筋绑扎→混凝土浇筑→拆除横杆、背楞、早拆模板→拆除立杆及非早拆模板。其中，在早拆头安装步骤后还进行竖向标高调齐；在铺设塑料背楞步骤后还进行校正早拆头顶板标高；在混凝土浇筑步骤后还进行上层结构快拆架体搭设；在拆除横杆、背楞、早拆模板步骤后还进行横杆、背楞、早拆模板传递至上一层。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：

首先，本发明采用自行研制的早拆头及楔形连接件，在混凝土强度达到50％时就可对模板进行早拆(保留立杆支撑部分模板)，以简单的方式实现了早拆目的，故技术较先进。

其次，该早拆架构造简单、操作方便，只需一把榔头通过简单的敲击，即可完成早拆架和早拆头的安装和拆卸，施工工艺容易掌握，支拆快捷，与传统支模方式(扣件式脚手架)比较，工作效率可提高2倍左右，为此，可加快施工进度，缩短施工工期。

另外，本发明从工艺、劳动力、材料投入三方面进行了优化，可降低劳动强度、提高工作效率，节约成本。通过早拆，加快了材料的周转，减少材料投入量，该模板早拆体系与传统支模方式比较，模板、背楞及横杆材料仅需1层，材料投入量可减少2/3左右，实现周转材料一次性投入费用低。

而且，该架体是目前建筑模架体系中安全系数较高架体：没有自由端，不存在自由端失稳的问题；顶部横杆与立杆有可靠的约束，在泵管等水平荷载作用下不会滚动(顶托上的钢管在水平荷载作用下容易滚动而导致架体和模板的变形)；对于普通标准层，相比采用顶托等有自由端的架体(顶部立杆与横杆无可靠约束)，该早拆架多一步，架体整体稳定性提高一倍。

最后，该早拆体系模板、连接件及早拆头标准化，减少了搭设时的随意性，施工过程规范化，工程质量、安全有保证。塑料模板及背楞周转次数高，可回收再利用，加之模板架料用量大大减少，节约了木材资源，实现绿色节材且满足环保可持续发展施工目标；同时，用工量减小、工人劳动强度的减轻，有利于施工现场的管理，体现绿色节能。

与现有技术相比，本发明的架体是以楔形连接件和早拆头装置为核心的钢管早拆架架体，其模板及背楞均采用塑料材质，周转次数可达30次，并属绿色建材，可回收再利用，可节约大量的木材资源。通过反复在实践中改进优化，该体系最终实现快速安拆、早拆：在混凝土浇筑后其强度值达到设计值的50％(或混凝土抗压强度10MPa)及以上便可提前拆除板底模板、钢管、塑料背楞及架体的横杆，加快了材料周转，缩短了工期，降低了劳动强度。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明的模板设计图；

图3为本发明的早拆头安装示意图；

图4为本发明的早拆示意图；

图5为本发明的早拆后效果图；

图6为本发明的连接件母头结构；

图7为本发明的连接件公头结构；

图8为本发明的早拆头构造。

附图标记说明：1-非早拆模板，2-传料口，3-早拆模板，4-钢背楞，5-钢管主楞，6-早拆头，7-混凝土楼板，8-连接件公头，9-定位销，10-带罗盘套管，11-钢托板，12-连接件母头，13-微调丝杆，14-内钢管，15-丝杆螺母，16-丝杆，17-槽口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-8所示，本发明的楼板早拆原理：根据规范GB50204规定：竖向支撑横、纵向跨度在2m以内的板，在混凝土强度达到50％(混凝土抗压强度达到10MPa)以上时，可进行拆模。本发明的早拆体系在混凝土强度达50％(混凝土抗压强度达到10MPa)后，提前拆除钢管主楞5、早拆模板3及钢背楞4，保留立杆独立支撑，实现模板早拆，故构件在早拆状态下是安全的可靠的。该理论已经经过理论分析及试验验证，早拆后楼板加载至16KN/㎡，楼板仍然安全。

早拆实现步骤：通过简单敲击，旋转早拆头6的带罗盘套管10，可使板底模板支撑系统自由升降，当一块板区域早拆头6的带罗盘套管10全部下降后，即可轻松取下支撑的钢背楞4及早拆模板3，从而实现早拆。

本发明的施工工艺流程如图1所示。具体实施步骤还包括如下几个方面：

1.体系设计：

早拆架架体：横杆：横杆按立杆跨度模数规格划分为300mm、600mm、900mm、1142mm共四种规格。立杆：根据现场层高确定(最高不可超过4000mm)。步距：扫地杆离地350mm，步距1500mm。

2.配模设计(图2)：

模板采用塑料模板，为了实现模板的早拆，模板应与架体立杆的间距配套。模板早拆部分一般应为整板915mm×1830mm，整板宽度方向必须采用1142mm规格的横杆(立杆间距)，另一方向横杆(立杆间距)不限。早拆整板与整板之间为非早拆模板，宽度为1/4整板，板宽227mm。楼板边缘部分的非早拆模板1尺寸根据现场实际情况确定。

传料口2的留设：为便于早拆后的钢管木方向上一层转运，宜在楼板非早拆区域留设300mm×300mm的传料口2。

技术人员根据图纸不同开间及进深要求设计配模图，明确架体搭设的方式，明确板底早拆模板和非早拆区域的尺寸，然后计算出所需的不同规格立杆、横杆、早拆头和模板的数量。

3.快拆架体搭设：

定位放线：测量人员根据配模图立杆设置的位置，在现场中部区域弹出立杆的十字交叉通线。交叉点为该区域架体搭设的起点，可从交叉点往四周扩散搭设，十字线上的立杆位置应准确，否则可能会影响架体搭设的质量。

架体搭设时，两人配合完成一组立杆及横杆的组装，形成四边形支承格构，然后沿着已支成的水平支承格构按互相垂直或顺直的原则支完剩余的支承格构，完成所有立杆与横杆之后，采用榔头在钢管主楞5端部轻轻向下敲紧即可。

4.早拆头安装：

早拆头6安装前，应将带罗盘套管10上升，置于定位销9上。安装时将早拆头6的丝杆部位插入立杆钢管，将丝杆上的托盘在凹槽在钢管顶部放好。

调水平：根据立杆上的500标高线，通过旋转丝杆上的托盘调节早拆头6的高度，以适应楼层层高及板厚。

5.板底横杆安装：

板底钢管主楞5与架体的横杆相同，早拆头6标高调齐之后，开始安装钢管主楞5，卡上之后采用榔头在钢管主楞5端部轻轻向下敲紧即可。

6.早拆模板安装：

钢管主楞5安装完成后，即可铺设木方，木方铺设完毕后即可铺设模板，模板铺设时应按配模图，从一边向另一边逐块铺进，也就是早拆模板3和非早拆模板1交替进行。铺设非早拆模板1之前应微调早拆头6的顶板标高，使早拆头6顶部的钢托板11与非早拆模板1之间不能有间隙(如图3)。

7.钢筋混凝土施工：模板铺设完毕经验收合格后方可铺设钢筋浇筑混凝土，混凝土浇筑过程中应派人守模，发现问题及时处理。

8.上一层模板架体施工：

当混凝土凝结硬化强度达到2MPa后即可开始上一层架体的搭设(一般时间为半天)，施工方法同上述早拆架架体搭设方法。架体横杆可以通过拆除下层的扫地杆和中层横杆使用，架体开始搭设一天后，顶层横杆、木方和模板待下层模板早拆后提供，时间基本上刚好接上。

9.模板早拆：

早拆过程中按从上往下顺序施工：顶端横杆→塑料背楞→塑料模板→其余横杆。

根据混凝土同条件试块的强度报告，当混凝土达到设计强度的50％并不小于10MPa时，即可进行模板早拆(架体扫地杆和中部横杆拆除时间可以提前)。早拆时间与气温有较大关系，一般20℃时约需36小时。

早拆时，使用榔头敲击带罗盘套管10的把柄，使其槽口17对准定位销9，带罗盘套管10下滑，套管上部的连接件及主楞也随之一起下滑(如图4)。当该区域所有早拆头6的带罗盘套管10均下降以后，即可开始拆除板底钢管、塑料背楞、模板，仅剩下立杆及顶部的非早拆区域模板(如图5)。

早拆后的钢管木方通过传料口2传递到上一层周转使用，模板无法通过传料口2传递，可搭设卸料平台吊运。

10.模板拆除：待混凝土强度达到规范拆模强度以后，且楼板足以支撑上部施工荷载时，方可拆除立杆和非早拆模板1。

11.材料与设备：

立杆：所用的钢管采用3号普通钢管，外径A48，壁厚t 3.0

连接件：连接件母头12和连接件公头5分别如图6和图7所示。

早拆头6如图8所示：包含组件钢托板11、微调丝杆13、连接件母头12、内钢管14、带罗盘套管10、定位销9、丝杆16、丝杆螺母15。

应用实例：

贵阳·未来方舟项目F1组团应用实例：

未来方舟项目F1组团位于贵阳市云岩区，结构形式为剪力墙结构，地上29～32层。2013年6月，本次体系使用在F1组团第14层试用，其安装与拆除施工方便、效率高、节省劳动力；组合模架可在混凝土达到一定强度后，提前拆除横杆、塑料背楞及模板，加快材料周转，从而达到节省材料，降低施工成本的目的。

贵阳·未来方舟项目G4、G5组团应用实例：

未来方舟项目G4、G5组团位于贵阳市云岩区，结构形式为剪力墙结构，地上29～33层。本发明的高效低耗组合模架组合模架体系在该组团使用，使用结果证明，该体系不仅仅降低了施工成本，还未本单位取得了较大的经济效益。

万科·玲珑湾项目应用实例：

贵阳万科金域蓝湾房地产有限公司开发兴建的“万科·玲珑湾项目”由中建四局第五建筑工程有限公司承建。本工程由18栋联排别墅和7栋高层住宅楼(其中4#楼为商业会所)组成，总建筑面积约为15万m2。高层住宅楼均为地上32层，有1～4层地下车库。结构型式为框架剪力墙结构，基础为人工挖孔桩基础。本工程5#高层住宅楼3-10层采用了本发明的高效低耗组合模架体系。混凝土成型后的质量良好，施工过程中未发生架体失稳等安全问题，大大节约了工期，为获得了巨大的经济效益及社会效益。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。