铝合金模板变截面连接装置制作技术研究

2020-12-11汪钲东

工程技术研究 2020年20期

汪钲东

（中交第四公路工程局有限公司，北京 100010）

随着我国城市化进程的加快，建筑工程建设如火如荼，城市超高层建筑大量涌现。在城市建设过程中，混凝土模板体系关系着工程进度、质量，占据了工程成本的较大部分。超高层建筑中，外框柱多为临边结构，且钢骨混凝土组合柱较多，其模板体系在搭设过程中面临高空坠人、坠物的风险，同时钢骨柱截面尺寸大，型钢钢骨设置对拉螺栓难度大。铝合金模板体系由于其高强轻质的特性，使得浇筑完成后的混凝土表面观感极佳且操作方便，极大地减少了临边作业强度，并减少了木模板等大量建筑垃圾，使现场文明、绿色施工程度大幅提升[1]。

当今建筑行业市场上，铝合金模板的使用技术已经成熟。在设计建筑铝合金模板设计时，总会遇到随着楼层数的增高而导致墙体截面尺寸出现变换的情况，由于各个建筑的墙体截面变换层及变换尺寸不同，因此每个建筑的变换层墙体配模不同。针对此情况，现有的墙体变换层配模方法为根据截面变换之后的截面尺寸另外进行相应部位模板设计以备用，等施工到该处变换层之后再整块替换备用模板，由于每个建筑的墙体变换层截面变换尺寸不同，因此这类模板后期回厂时重复使用率较低[2]。

1 铝合金模板变截面连接装置

1.1 铝合金模板变截面连接装置的组成部分

铝合金模板变截面连接装置包括铝合金模板面板、水平背楞、螺栓、边楞、连接块、支撑架和斜撑，具体铝合金模板变截面连接装置的结构图如图1所示。其中，铝合金模板面板的外侧面设置有水平背楞，在外侧面上沿竖向间隔连接有支撑架，支撑架与水平背楞呈对应布置，且托接在水平背楞的底部。另外，两侧端部分设置有竖向的边楞，且两个铝合金模板面板之间通过边楞连接。

1.2 铝合金模板变截面连接装置各组成部分的作用

（1）铝合金模板面板。在铝合金模板变截面连接装置中，铝合金模板面板有4块，铝合金模板面板由一种模数化的若干铝合金模板面板单元拼合而成。铝合金模板面板单元呈盒状，包括矩形面板单元主体，矩形面板单元主体的四条边分别向外垂直弯折形成四条翻边，且铝合金模板面板单元的四条翻边上有均匀间隔排布的孔洞，相邻两个铝合金模板面板单元通过穿在孔洞中的紧固件连接。在进行铝合金模板安装施工时，先拼接铝合金模板面板单元再投入施工，这样可使安装施工方便快捷，操作简单。通过连接紧固件贯穿于相邻两个铝合金模板面板单元的孔洞，可以使相邻两个铝合金模板面板单元拼接成一个整体。

图1 铝合金模板变截面连接装置结构图

（2）水平背楞。在铝合金模板变截面连接装置中，有一组水平背楞，沿着竖向平行间隔包裹在四块铝合金模板面板的外侧面上。每个水平背楞由两个L形双型钢背楞单元首尾拼接围成矩形，并通过两个螺栓固定。

（3）边楞。边楞的水平切面呈L形，且边楞的两个竖向侧面分别与其两侧的铝合金模板面板边部竖向翻边连接。在边楞的竖向侧面上且沿竖向设置通孔，该通孔与铝合金模板面板的四条翻边上排布的孔洞相互对应，边楞与铝合金模板面板之间通过穿在孔洞和通孔中的紧固件进行连接。

（4）连接块。连接块设置在背楞的外侧面上，由角钢切割而成。连接块之间根据变截面矩形墙柱相邻两个柱段截面尺寸差而定。连接块通过螺栓的螺杆两端的垫片和螺母进行固定。

（5）斜撑。斜撑设置在铝合金模板面板外侧，斜撑的上端支撑在背楞的底部，下端支撑在地面上。通过设置斜撑装置，在安装好铝合金模板之后，可以使用斜撑装置来给铝合金模板面板提供稳固支撑。在斜撑装置中，可根据铝合金模板的受力情况，调节斜撑的位置，从而满足铝合金模板的支撑要求。

2 铝合金模板变截面连接装置制作技术

2.1 铝合金模板变截面连接装置设计方法

施工过程遇到多个墙柱截面变换层时，要进行墙柱截面模板安装。文章介绍了铝合金模板变截面连接装置，并提供了该铝合金模板变截面连接装置的设计方法。首先，要对变截面矩形墙柱按照截面尺寸相同的柱段为一段的原则进行分段；然后，对所分的柱段从下而上逐段进行施工。具体设计步骤如下。

步骤1：对变截面矩形墙柱进行分段，原则是相同截面尺寸的柱段为一段，柱段从下往上依次设置为第1段、第2段……第n段，其中n为整数。

步骤2：根据设计变截面矩形墙柱中第1段待浇矩形柱段的尺寸，将铝合金模板面板单元拼接出与第1段待浇矩形柱段尺寸对应的铝合金模板面板，并将铝合金模板面板运送至墙柱截面变换施工现场。

步骤3：将拼接好的铝合金模板面板对应围设在第1段待浇矩形柱段的四个竖向侧面外，并在相邻铝合金模板面板之间设置边楞。

步骤4：将相邻的两个铝合金模板面板均与设置在二者之间的边楞利用紧固件进行连接。

步骤5：根据第1段待浇矩形柱段截面尺寸制作L形双型钢背楞单元，并在L形双型钢背楞单元的外侧面上平行间隔设置连接块；连接块与连接块之间的间距根据变截面矩形柱相邻两个矩形柱段截面的尺寸差而定。

步骤6：在4块铝合金模板面板外侧面上均沿竖向平行间隔设置支撑架，并对应布置4块铝合金模板面板上的支撑架。

步骤7：将水平背楞对应放置在支撑架上。其中，每个水平背楞由两个L形双型钢背楞单元首尾拼接围成矩形，并用两个螺栓固定矩形的两个拼接角。

步骤8：在4块铝合金模板面板外侧分别设置斜撑进行支撑，并利用支撑架和斜撑调整和固定墙柱截面模板，此时，铝合金模板变截面连接装置在第1段的设计完成。

2.2 铝合金模板变截面连接装置的施工方法

第1段铝合金变截面连接装置设计完成后，接下来完成其他柱段的施工，具体施工方法如下：（1）根据第1段划分的矩形墙体段中的下一段待浇矩形柱段尺寸，对铝合金模板面板的尺寸进行调整，并使之与待浇矩形柱段尺寸对应[3]。（2）将调整好的铝合金模板面板对应围设在待浇矩形柱段的四个竖向侧面外、位于已浇筑矩形柱段上，并在相邻铝合金模板面板之间设置边楞。（3）将相邻两铝合金模板面板均与二者之间设置的边楞进行连接。（4）根据待浇矩形柱段截面尺寸，将L形双型钢背楞在对应的连接块的部位截断，调节斜拉螺栓，使之与下一段待浇筑的矩形截面柱段的截面相适应，从而满足下一段待浇筑的矩形截面柱段的铝合金模板面板的固定。（5）直至变截面矩形墙柱所有分段施工完毕。（6）待混凝土强度达到设计拆模强度后，依次拆掉斜撑，水平背楞、边楞和矩形柱段的四个竖向侧面外的铝合金模板面板。

3 铝合金模板变截面连接装置的使用效果

（1）随着常规变截面矩形柱高的逐步增加，柱截面尺寸逐渐缩小，因而水平背楞采用L形双型钢背楞单元拼接，不同截面尺寸的矩形截面柱段的水平背楞可通过切割来满足继续使用的要求，从而节约材料和成本[4]。

（2）铝合金模板变截面连接装置中的水平背楞利用L形双型钢背楞单元拼合水平背楞实现模板的快支、早拆。经实践证明，墙柱浇筑24h之后即可拆模；另外，两个L形双型钢背楞单元之间采用双槽钢通过连接板连接，连接板采用角钢，角钢的位置按照柱截面变化尺寸确定，当矩形柱段截面尺寸变化时，将L形双型钢背楞在对应的角钢部位截断，来满足不同截面尺寸铝合金模板面板的固定，其操作方法简便，不需要准备多组水平背楞，不仅节约了材料，还减少了大量临边作业，显著缩减变截面矩形柱的施工工期，尤其适用于超高层建筑大截面柱的周转施工。

（3）将截面变换前的铝合金模板设置成两个模板拼接，施工至变换层时只需将螺栓拆除即可使用截面变换之后的宽度尺寸模板，无须再进行大量的备用模板加工，省时省力，满足了各个建筑墙柱截面变换的多样性，且可以实现标准化批量生产，加快了生产效率，减少了废弃物的排放，符合厂家绿色生产的原则，并且制作简单，周转率高，减少了材料及人工成本，与传统产品相比，此产品技术简便，拆装方便，有效提高了工作效率。

（4）铝合金模板面板由多种模数的铝合金模板面板通过第一紧固件连接而成，这种连接方式安装及拆卸极其简便，能大幅度简化施工工艺、缩短工期和节约成本，而对于单个的铝合金模板面板单元而言，其四边均设置翻边，这种设计不但为后期的施工提供了方便，而且这些翻边在铝合金模板面板上相当于水平方向和竖直方向的肋板，能够使得整个铝合金模板变截面连接装置更加稳定。