传统木模板耗材量大、周转次数极低,极易产生建筑垃圾;普通铝合金模板采购成本高、耐酸碱腐蚀性能有限;常规钢制模板虽强度高、可回收,但是普遍存在自重偏大、拆装工序繁琐、对起重设备依赖性强、板块通用性差、不同户型与异形结构适配能力弱等问题。模板长期在工地露天存放,受雨水、混凝土碱性物质、沿海地区盐雾侵蚀,板面容易锈蚀变形,每次周转后清理校正、除锈刷漆养护工作量大,维保成本高、使用寿命受限,综合经济效益不足。
随着住宅、市政路桥、地下管廊等工程项目结构形式日趋多样,施工现场对模板产品提出了通用性强、拆装速度快、免大型吊装、长效耐腐蚀、后期养护简单、高周转复用的综合需求。依托高强钢材、防腐镀层工艺、模块化快拆节点、BIM参数化适配设计等成熟技术条件,开展高适配可快速拆装的长效养护型装配式钢制建筑模板优化技术开发,破解现有钢模板施工效率低、养护难度大、通用性不足的行业痛点,对推动绿色建造、降低项目综合施工成本具备十分重要的现实意义。
1、模板板块适配性差,标准化与异形工况难以兼顾
现有装配式钢模板板块尺寸固化,模块兼容性不足,针对飘窗、转角、梁柱节点、变截面墙体等异形部位往往需要单独定制加工,定制周期长、改造成本高;不同项目之间模板板块互换复用率低,闲置模板库存积压严重,难以做到一套模板适配多种建筑户型与结构工况。
2、拆装结构设计落后,现场施工效率偏低
传统钢模板大多依靠大量螺栓进行锁止固定,拆装时螺栓数量多、工序复杂、人工耗时久;板块重量偏大,往往需要大型起重机械配合吊装,小型工作面无法人工快速拆装;拼接定位缺少导向结构,现场对位困难,拼缝间隙难以控制,浇筑过程易出现漏浆、胀模等质量通病,返工修补工作量大。
3、防腐长效性能不足,后期养护成本高、周转寿命受限
普通钢模板防腐镀层抗混凝土碱性腐蚀、抗盐雾能力弱,板面、切割切口位置容易发生锈蚀变形;混凝土浆体极易粘附板面,脱模后清理难度大;每一轮周转结束后都要开展除锈、打磨、刷防锈漆等养护工序,维保耗时较长,模板实际周转次数达不到设计预期,长期使用综合成本上升。
4、模板整体结构力学性能与轻量化难以平衡
若降低钢材自重,模板刚度不足,浇筑混凝土侧压力作用下容易发生板面挠曲变形;加厚钢材提升刚度又会造成模板过重,进一步加大拆装、转运难度。加劲肋布局、背楞配套体系缺少优化设计方案,刚度‑自重‑拆装便利性三者难以实现最优平衡。
5、缺少一体化配套体系,数字化适配程度不足
多数钢模板产品只考虑面板本身,没有同步开发快拆连接件、密封配件、便捷脱模、长效防护的成套配套方案;模板和 BIM 深化设计脱节,前期无法快速完成板块拆分排布,进场后才发现板块错配,造成工期延误。
项目团队已对高强建筑钢材、长效防腐镀层工艺开展前期调研与试样试验,掌握钢模板加劲肋布置、有限元力学仿真验算、挠度变形模拟分析方法;对楔形快锁销轴、导向企口拼接节点等多种快速拆装连接结构完成方案对比,初步筛选出快拆节点的技术路线,具备模块化装配式结构优化的技术基础。
1、研发高适配模块化装配式钢制模板主体结构体系
优化模板板块标准化尺寸与可调适配配件,开发转角、变截面、梁柱节点通用适配模块,提升模板对不同户型、异形结构的兼容能力,大幅提高模板跨项目复用率;通过加劲肋布局优化,实现轻量化与高刚度平衡,在满足混凝土浇筑侧压力的强度、挠度标准前提下,降低单块模板自重。
2、开发快速拆装锁止连接系统,显著提升施工效率
研发自锁式快拆连接节点,减少螺栓使用数量,增设拼接导向定位结构,实现板块快速对位、锁紧、拆卸;降低对大型起重设备依赖,可实现人工快速拆装;有效控制拼缝间隙,减少漏浆、胀模问题,缩短现场支模、拆模工期,降低人工成本。
3、攻克长效养护防护技术,降低后期维保工作量
优化模板表面长效防腐抗粘防护工艺,提升板面抗混凝土碱性腐蚀、抗盐雾锈蚀能力,切口位置具备防腐自防护效果;降低混凝土浆料粘附程度,脱模后清理简单;延长模板整体周转使用寿命,大幅减少除锈、刷漆等周期性养护工作,实现长效低养护目标。
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