鋁合金模板變截面連接裝置制作技術(shù)研究

汪鉦東

（中交第四公路工程局有限公司，北京 100010）

隨著我國城市化進(jìn)程的加快，建筑工程建設(shè)如火如荼，城市超高層建筑大量涌現(xiàn)。在城市建設(shè)過程中，混凝土模板體系關(guān)系著工程進(jìn)度、質(zhì)量，占據(jù)了工程成本的較大部分。超高層建筑中，外框柱多為臨邊結(jié)構(gòu)，且鋼骨混凝土組合柱較多，其模板體系在搭設(shè)過程中面臨高空墜人、墜物的風(fēng)險，同時鋼骨柱截面尺寸大，型鋼鋼骨設(shè)置對拉螺栓難度大。鋁合金模板體系由于其高強輕質(zhì)的特性，使得澆筑完成后的混凝土表面觀感極佳且操作方便，極大地減少了臨邊作業(yè)強度，并減少了木模板等大量建筑垃圾，使現(xiàn)場文明、綠色施工程度大幅提升[1]。

當(dāng)今建筑行業(yè)市場上，鋁合金模板的使用技術(shù)已經(jīng)成熟。在設(shè)計建筑鋁合金模板設(shè)計時，總會遇到隨著樓層數(shù)的增高而導(dǎo)致墻體截面尺寸出現(xiàn)變換的情況，由于各個建筑的墻體截面變換層及變換尺寸不同，因此每個建筑的變換層墻體配模不同。針對此情況，現(xiàn)有的墻體變換層配模方法為根據(jù)截面變換之后的截面尺寸另外進(jìn)行相應(yīng)部位模板設(shè)計以備用，等施工到該處變換層之后再整塊替換備用模板，由于每個建筑的墻體變換層截面變換尺寸不同，因此這類模板后期回廠時重復(fù)使用率較低[2]。

1 鋁合金模板變截面連接裝置

1.1 鋁合金模板變截面連接裝置的組成部分

鋁合金模板變截面連接裝置包括鋁合金模板面板、水平背楞、螺栓、邊楞、連接塊、支撐架和斜撐，具體鋁合金模板變截面連接裝置的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。其中，鋁合金模板面板的外側(cè)面設(shè)置有水平背楞，在外側(cè)面上沿豎向間隔連接有支撐架，支撐架與水平背楞呈對應(yīng)布置，且托接在水平背楞的底部。另外，兩側(cè)端部分設(shè)置有豎向的邊楞，且兩個鋁合金模板面板之間通過邊楞連接。

1.2 鋁合金模板變截面連接裝置各組成部分的作用

（1）鋁合金模板面板。在鋁合金模板變截面連接裝置中，鋁合金模板面板有4塊，鋁合金模板面板由一種模數(shù)化的若干鋁合金模板面板單元拼合而成。鋁合金模板面板單元呈盒狀，包括矩形面板單元主體，矩形面板單元主體的四條邊分別向外垂直彎折形成四條翻邊，且鋁合金模板面板單元的四條翻邊上有均勻間隔排布的孔洞，相鄰兩個鋁合金模板面板單元通過穿在孔洞中的緊固件連接。在進(jìn)行鋁合金模板安裝施工時，先拼接鋁合金模板面板單元再投入施工，這樣可使安裝施工方便快捷，操作簡單。通過連接緊固件貫穿于相鄰兩個鋁合金模板面板單元的孔洞，可以使相鄰兩個鋁合金模板面板單元拼接成一個整體。

圖1 鋁合金模板變截面連接裝置結(jié)構(gòu)圖

（2）水平背楞。在鋁合金模板變截面連接裝置中，有一組水平背楞，沿著豎向平行間隔包裹在四塊鋁合金模板面板的外側(cè)面上。每個水平背楞由兩個L形雙型鋼背楞單元首尾拼接圍成矩形，并通過兩個螺栓固定。

（3）邊楞。邊楞的水平切面呈L形，且邊楞的兩個豎向側(cè)面分別與其兩側(cè)的鋁合金模板面板邊部豎向翻邊連接。在邊楞的豎向側(cè)面上且沿豎向設(shè)置通孔，該通孔與鋁合金模板面板的四條翻邊上排布的孔洞相互對應(yīng)，邊楞與鋁合金模板面板之間通過穿在孔洞和通孔中的緊固件進(jìn)行連接。

（4）連接塊。連接塊設(shè)置在背楞的外側(cè)面上，由角鋼切割而成。連接塊之間根據(jù)變截面矩形墻柱相鄰兩個柱段截面尺寸差而定。連接塊通過螺栓的螺桿兩端的墊片和螺母進(jìn)行固定。

（5）斜撐。斜撐設(shè)置在鋁合金模板面板外側(cè)，斜撐的上端支撐在背楞的底部，下端支撐在地面上。通過設(shè)置斜撐裝置，在安裝好鋁合金模板之后，可以使用斜撐裝置來給鋁合金模板面板提供穩(wěn)固支撐。在斜撐裝置中，可根據(jù)鋁合金模板的受力情況，調(diào)節(jié)斜撐的位置，從而滿足鋁合金模板的支撐要求。

2 鋁合金模板變截面連接裝置制作技術(shù)

2.1 鋁合金模板變截面連接裝置設(shè)計方法

施工過程遇到多個墻柱截面變換層時，要進(jìn)行墻柱截面模板安裝。文章介紹了鋁合金模板變截面連接裝置，并提供了該鋁合金模板變截面連接裝置的設(shè)計方法。首先，要對變截面矩形墻柱按照截面尺寸相同的柱段為一段的原則進(jìn)行分段；然后，對所分的柱段從下而上逐段進(jìn)行施工。具體設(shè)計步驟如下。

步驟1：對變截面矩形墻柱進(jìn)行分段，原則是相同截面尺寸的柱段為一段，柱段從下往上依次設(shè)置為第1段、第2段……第n段，其中n為整數(shù)。

步驟2：根據(jù)設(shè)計變截面矩形墻柱中第1段待澆矩形柱段的尺寸，將鋁合金模板面板單元拼接出與第1段待澆矩形柱段尺寸對應(yīng)的鋁合金模板面板，并將鋁合金模板面板運送至墻柱截面變換施工現(xiàn)場。

步驟3：將拼接好的鋁合金模板面板對應(yīng)圍設(shè)在第1段待澆矩形柱段的四個豎向側(cè)面外，并在相鄰鋁合金模板面板之間設(shè)置邊楞。

步驟4：將相鄰的兩個鋁合金模板面板均與設(shè)置在二者之間的邊楞利用緊固件進(jìn)行連接。

步驟5：根據(jù)第1段待澆矩形柱段截面尺寸制作L形雙型鋼背楞單元，并在L形雙型鋼背楞單元的外側(cè)面上平行間隔設(shè)置連接塊；連接塊與連接塊之間的間距根據(jù)變截面矩形柱相鄰兩個矩形柱段截面的尺寸差而定。

步驟6：在4塊鋁合金模板面板外側(cè)面上均沿豎向平行間隔設(shè)置支撐架，并對應(yīng)布置4塊鋁合金模板面板上的支撐架。

步驟7：將水平背楞對應(yīng)放置在支撐架上。其中，每個水平背楞由兩個L形雙型鋼背楞單元首尾拼接圍成矩形，并用兩個螺栓固定矩形的兩個拼接角。

步驟8：在4塊鋁合金模板面板外側(cè)分別設(shè)置斜撐進(jìn)行支撐，并利用支撐架和斜撐調(diào)整和固定墻柱截面模板，此時，鋁合金模板變截面連接裝置在第1段的設(shè)計完成。

2.2 鋁合金模板變截面連接裝置的施工方法

第1段鋁合金變截面連接裝置設(shè)計完成后，接下來完成其他柱段的施工，具體施工方法如下：（1）根據(jù)第1段劃分的矩形墻體段中的下一段待澆矩形柱段尺寸，對鋁合金模板面板的尺寸進(jìn)行調(diào)整，并使之與待澆矩形柱段尺寸對應(yīng)[3]。（2）將調(diào)整好的鋁合金模板面板對應(yīng)圍設(shè)在待澆矩形柱段的四個豎向側(cè)面外、位于已澆筑矩形柱段上，并在相鄰鋁合金模板面板之間設(shè)置邊楞。（3）將相鄰兩鋁合金模板面板均與二者之間設(shè)置的邊楞進(jìn)行連接。（4）根據(jù)待澆矩形柱段截面尺寸，將L形雙型鋼背楞在對應(yīng)的連接塊的部位截斷，調(diào)節(jié)斜拉螺栓，使之與下一段待澆筑的矩形截面柱段的截面相適應(yīng)，從而滿足下一段待澆筑的矩形截面柱段的鋁合金模板面板的固定。（5）直至變截面矩形墻柱所有分段施工完畢。（6）待混凝土強度達(dá)到設(shè)計拆模強度后，依次拆掉斜撐，水平背楞、邊楞和矩形柱段的四個豎向側(cè)面外的鋁合金模板面板。

3 鋁合金模板變截面連接裝置的使用效果

（1）隨著常規(guī)變截面矩形柱高的逐步增加，柱截面尺寸逐漸縮小，因而水平背楞采用L形雙型鋼背楞單元拼接，不同截面尺寸的矩形截面柱段的水平背楞可通過切割來滿足繼續(xù)使用的要求，從而節(jié)約材料和成本[4]。

（2）鋁合金模板變截面連接裝置中的水平背楞利用L形雙型鋼背楞單元拼合水平背楞實現(xiàn)模板的快支、早拆。經(jīng)實踐證明，墻柱澆筑24h之后即可拆模；另外，兩個L形雙型鋼背楞單元之間采用雙槽鋼通過連接板連接，連接板采用角鋼，角鋼的位置按照柱截面變化尺寸確定，當(dāng)矩形柱段截面尺寸變化時，將L形雙型鋼背楞在對應(yīng)的角鋼部位截斷，來滿足不同截面尺寸鋁合金模板面板的固定，其操作方法簡便，不需要準(zhǔn)備多組水平背楞，不僅節(jié)約了材料，還減少了大量臨邊作業(yè)，顯著縮減變截面矩形柱的施工工期，尤其適用于超高層建筑大截面柱的周轉(zhuǎn)施工。

（3）將截面變換前的鋁合金模板設(shè)置成兩個模板拼接，施工至變換層時只需將螺栓拆除即可使用截面變換之后的寬度尺寸模板，無須再進(jìn)行大量的備用模板加工，省時省力，滿足了各個建筑墻柱截面變換的多樣性，且可以實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)，加快了生產(chǎn)效率，減少了廢棄物的排放，符合廠家綠色生產(chǎn)的原則，并且制作簡單，周轉(zhuǎn)率高，減少了材料及人工成本，與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，此產(chǎn)品技術(shù)簡便，拆裝方便，有效提高了工作效率。

（4）鋁合金模板面板由多種模數(shù)的鋁合金模板面板通過第一緊固件連接而成，這種連接方式安裝及拆卸極其簡便，能大幅度簡化施工工藝、縮短工期和節(jié)約成本，而對于單個的鋁合金模板面板單元而言，其四邊均設(shè)置翻邊，這種設(shè)計不但為后期的施工提供了方便，而且這些翻邊在鋁合金模板面板上相當(dāng)于水平方向和豎直方向的肋板，能夠使得整個鋁合金模板變截面連接裝置更加穩(wěn)定。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過設(shè)計鋁合金模板變截面連接裝置，不但解決了在使用傳統(tǒng)模板體系對拉螺栓進(jìn)行連接時存在的操作難度大，臨邊作業(yè)強度大，高空墜人、墜物的風(fēng)險高，以及施工過程復(fù)雜且容易產(chǎn)生大量建筑垃圾的技術(shù)問題，而且該連接裝置設(shè)計為整體式，方便拆裝，提高了安裝效率，降低了工作量。