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國外建筑模板、腳手架技術(shù)的發(fā)展動向

糜嘉平

中國模板腳手架協(xié)會原副理事長兼秘書長

《施工技術(shù)（中英文）》雜志榮譽編委

一.

概況

模板是澆筑混凝土構(gòu)件的重要施工工具，模板工程是混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程施工中量大面廣的施工工藝。在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程的費用中，模板工程的工程費用一般約占30%以上。其中人工費占的比例很高，一般約占現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程人工費的28～45%。

據(jù)德國PERI模板公司的資料介紹，在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程總費用中，模板工程的人工費占46.7%，材料費只占6%?；炷凉こ痰娜斯べM占7.8%，材料費占21.8%。鋼筋工程的人工費占8.7%，材料費占9.0%。

由此可見，在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程中，模板工程所需的工程費用和勞動量，要比混凝土工程和鋼筋工程大得多。

二.

國外模板和腳手架技術(shù)發(fā)展動向

（一）模板技術(shù)的發(fā)展

1、模板規(guī)格的體系化

20世紀之前，最初的模板是采用木散板，按結(jié)構(gòu)形狀拼裝成混凝土模型。

20世紀初，開始出現(xiàn)了裝配式定型木模板，可以在現(xiàn)場拼裝，拆模后可周轉(zhuǎn)使用。

50年代后半期，在法國等國家開始應(yīng)用了大型模板，可采用機械吊裝。這種大模板施工方法在歐洲、美國、日本等國家都有了很大的發(fā)展，在許多國家的模板公司都已形成了各具特色的大模板體系。

60年代初，組合式定型模板在工程中開始應(yīng)用，由于具有通用性強、周轉(zhuǎn)次數(shù)多、應(yīng)用范圍廣等特點，已成為主導模板。

70年代以來，許多國家的模板規(guī)格已形成了各具特色的模板體系。如適用于混凝土墻體的大模板體系；適用于各種混凝土結(jié)構(gòu)的組合式模板體系；適用于混凝土樓板、平臺的臺模體系；適用于同時澆灌混凝土墻體和樓板的隧道模體系；適用于高層建筑的滑動模板、爬升模板和提升模板體系；以及適用于壩堤施工的懸臂模體系等。

80年代以來，許多國家的模板企業(yè)都實行了集團化經(jīng)營、規(guī)模化生產(chǎn)，逐步形成企業(yè)集團，成立了各種模板集團公司、跨國模板公司（專業(yè)化、集團化）等。

2、模板材料的多樣化

20世紀之前，最早的模板是使用木材制作的。木膠合板的應(yīng)用也已有了百年以上歷史，在歐美等國家很早已開始應(yīng)用，1912年左右，芬蘭最早應(yīng)用木膠合板，1934年美國開始應(yīng)用木膠合板，日本是在二次大戰(zhàn)后從美國引進的。

1908年美國最早使用鋼模板，并且很快傳入其他國家，30年代后，鋼模板傳到日本，50年代開始大量應(yīng)用。鋼模板有全鋼大模板、輕型鋼模板和組合鋼模板等幾種類型。

60年代初，美國研制了鋁合金模板，70年代，美國國際房屋有限公司生產(chǎn)了一套鑄鋁合金模板體系，這種模板具有剛度好，周轉(zhuǎn)次數(shù)多，表面可帶裝飾圖案等特點，在50多個國家和地區(qū)得到應(yīng)用。

80年代以后，美國等國家一般已采用鋁合金型材加工制作鋁合金模板了，美國許多模板公司還生產(chǎn)裝飾鋁合金模板。在韓國建筑工程中，采用輕型全鋁合金模板較多，在歐洲很少采用全鋁合金模板，采用鋁框膠合板模板作樓板模板施工比較多。

60年代中期，日本開始使用ABS樹脂制作塑料模板，德國Alkus塑料模板公司從1985年開始研究和開發(fā)能替代木模板的塑料模板。90年代以后，塑料模板在國外工業(yè)發(fā)達國家發(fā)展很快，GMT、EPIC和輕型塑料模板、塑料模殼、塑料襯模等的品種規(guī)格也越來越多。

另外，還有采用玻璃鋼、耐水紙、橡膠、紡織品等材料制作成的模板，以及樹脂砂漿的裝飾模板、透光模板、透水模板、柔性充氣模板、密助網(wǎng)眼鋼模板等。

（二）腳手架技術(shù)的發(fā)展

20世紀初，英國首先應(yīng)用了用連接件與鋼管組成的鋼管支架，并逐步完善發(fā)展為扣件式鋼管支架（腳手架），很快推廣應(yīng)用到世界各地。在許多國家已形成各種形式的扣件式鋼管支架，并成為當前應(yīng)用最普遍的模板支架。

30年代，瑞士發(fā)明了可調(diào)鋼支柱，這是一種單管式支柱，其結(jié)構(gòu)形式有螺紋外露式和螺紋封閉式兩種。

50年代，美國首先研制成功了門式腳手架，到了60年代初，歐洲、日本等國先后引進并發(fā)展了這種腳手架。在歐洲許多國家還研制和應(yīng)用了與門形支架結(jié)構(gòu)形式相似的梯形、四邊形、三角形等模板支架體系。

60年代，德國首先開發(fā)應(yīng)用了方塔式腳手架，名稱為ID15，在西歐各國已廣泛應(yīng)用，90年代初，我國在大大亞灣核電站工程中，引進這種腳手架。

70年代中，英國SGB模板公司首先研制成功了碗扣式鋼管腳手架，至今在世界各地已得到推廣應(yīng)用，我國也引進了碗扣腳手架，并在全國大量推廣應(yīng)用。

80年代以來，歐美等發(fā)達國家開發(fā)了各種類型的插銷式鋼管腳手架。由于這種腳手架的插座、插頭和插銷的種類和品種規(guī)格很多，主要有二種形式，即盤銷式鋼管腳手架和插接式鋼管腳手架。

(1) 盤銷式鋼管腳手架

盤銷式鋼管腳手架的插座有圓盤形插座、方板形插座、圓角形插座、多邊形插座、十字形插座等，插孔有四個，也有八個，插孔的形狀插頭和插銷的形式也多種多樣。

1）圓盤式鋼管腳手架

這種腳手架是德國萊亞(Layher)公司在80年代首先研制成功，目前在許多國家采用并發(fā)展了這種腳手架，它的插座、插頭和楔板的形狀及連接方

3）方板式鋼管腳手架

90年代，日本朝日產(chǎn)業(yè)株式會社研制成功了方板式腳手架，其插座為方形鋼板，四邊各開設(shè)2個矩形孔，四角設(shè)有4個圓孔。橫桿插頭的構(gòu)造設(shè)計新穎獨特，組裝時，將插頭的2個小頭插入插座的2個矩形孔內(nèi)，打下插頭的楔板鎖定接頭。拆卸時，只要松開楔板，就能拿下橫桿。

（2）插接式鋼管腳手架

1）U形耳插接式鋼管腳手架

該腳手架是在80年代，法國Entrepose  Echaudages 公司首先研制成功，該公司是一家有50多年歷史的老企業(yè)，它開發(fā)設(shè)計的 U形耳插接式鋼管腳手架在歐洲和亞洲建筑市場已得到大量推廣應(yīng)用。

2）V形耳插接式鋼管腳手架

這種腳手架是在90年代，由歐洲腳手架公司研制成功的，其結(jié)構(gòu)型式是每個插座是由4個V形卡組成，插頭為C形卡，結(jié)構(gòu)比較簡單，組裝很方便。目前，已有不少國家采用這種腳手架，如智利、印度、阿聯(lián)酋等國家。

（三）模板系統(tǒng)的體系化

1、墻體模板體系

（1）無框模板體系：用木工字梁或型鋼作檁條，面板為實木模板或膠合板模板，還有一種膠合板模板和鋼連接件連接的簡易無框模板。

▲無框墻體模板

（2）帶框模板體系：小型鋼框膠合板模板的邊框和肋為熱軋扁鋼； 輕型鋼框膠合板模板的邊框和肋為冷彎型鋼； 重型鋼框膠合板模板的邊框和肋均為空腹鋼框。

▲鋼框膠合板墻模板

（3）全鋼墻體模板體系：全鋼大模板；輕型鋼模板；組合鋼模板。

▲鋼模板墻模板

（4）鋁合金墻體模板體系：鋁框膠合板模板；組合式鋁合金模板；全鋁合金大模板。

▲鋁合金墻模板

（5）塑料墻體模板體系：鋼框塑料模板；裝飾塑料模板；保溫泡沫塑料模板。

▲裝飾塑料墻模板

2、樓板模板體系

（1）活動支架體系：木梁、木模、鋼（鋁合金）支柱支模體系；鋼梁、木模、鋼支柱體系；鋼桁架、插銷式支架支模體系；鋼梁、鋼框膠合板模板、鋼支柱支模體系；鋁框膠合板模板、鋁合金（鋼）支柱支模體系。

▲

木梁、木模、鋼（鋁）支柱

▲鋁合金模板、鋼支柱支模

（2）無支架體系：可調(diào)桁架、膠合板支模體系；可調(diào)鋼梁、膠合板支模體系。

（3）臺模施工體系：立柱式臺模；框架式臺模；桁架式臺模；懸掛式臺模；折疊式臺模。

▲框架式臺模

（4）模殼施工體系

（5）快拆模施工體系

3、柱模板體系

（1）圓形鋼柱模板體系

▲全木柱模板

（2）鋼（鋁合金）框柱模板體系

▲鋁合金支柱

（3）木梁、膠合板模板體系

（4）型鋼、鋼模板體系

（5）型鋼、鋼框膠合板模板體系

4、筒體模板體系

（1）HUNNEBECK筒模體系；

（2）PERI筒模體系；

（3）ALPA筒模體系；

（4）大型圓形筒模體系。

5、爬升模板體系

由大模板、爬升系統(tǒng)和爬升設(shè)備三部分組成。有人工爬模和自動爬模兩種方法，懸掛式爬模也有采用吊車提升的人工爬模和采用液壓油缸提升的自動爬模。

6、滑升模板體系

由模板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和提升系統(tǒng)兩部分組成，在液壓系統(tǒng)的控制下，千斤頂帶著模板和操作平臺，沿爬桿自動向上爬升，也可以水平橫向滑動。

7、單面模板體系

單面模板澆筑混凝土時，所有現(xiàn)澆混凝土的側(cè)壓力一面的支架承受。主要適用于大壩、護坡、大型基礎(chǔ)等。

8、橋梁模板體系

橋面箱梁等構(gòu)件一般采用預制工藝制作，在現(xiàn)澆箱梁的施工中，已大量采用移動模架造橋機及掛籃等。

9、隧道模板體系

在隧道襯砌施工中，已廣泛使用模板臺車，目前模板臺車主要有穿行式全斷面模板臺車、平移式全斷面模板臺車、針梁模板臺車、穿行式馬蹄形模板臺車、非全圓斷面模板臺車等。

（四）模板支承體系工具化

1、扣件式鋼管支柱

2、可調(diào)鋼（鋁）支柱

3、鋁合金支柱

4、門式支架（腳手架）

▲門式腳手架

5、框式支架（腳手架）

6、碗扣式支架（腳手架）

▲碗扣式腳手架

7、插銷式支架（腳手架）

該腳手架主要有盤接式腳手架和插銷式腳手架兩種形式。

8、方塔式支架

▲方塔式支架

9、早拆支撐體系