可移动式高大支模架节能技术研究

熊家铭 曹 珊 邱壮丰 孙传亮 姚寿朋

随着全球对节能减排和可持续发展的持续关注，建筑施工行业也在积极探索新的节能技术和方法。在大型工程项目中，高大支模架是一项常见的施工工艺。但是传统的支模架技术在能源消耗和材料利用方面存在一定的局限性。为了提高施工效率、减少资源浪费和降低能源消耗，可移动式高大支模架节能技术应运而生，最大限度地降低了能源消耗，优化了材料利用，提高了施工效率。

1 架体构造

可移动式高大支模架架体构造流程涉及的内容较多，主要包括工字钢焊接、支模架搭设与加固、模板安装、钢筋混凝土浇筑、顶部模板架体拆除、连接杆件拆除、架体顶升安装滚轮、架体移动、连接杆件安装以及顶部架体模板安装。通过详细分析项目建筑施工中的支模架设计明确发现，底座采用两层相互垂直摆放的工字钢焊接成整体，下层7 根用于支撑立杆，上层4 根用于连成整体并顶升受力支撑滚轮。立杆间距为0.9 m 或1.2 m，错开梁底，步距1.5 m。架体外围1 圈在工字钢上焊接钢筋头固定立杆，四角斜拉钢丝绳稳固架体，并满设斜拉杆。中部隔一拉一，设置2 道水平剪刀撑，其中扫地杆处1 道，间隔4.5 m 处1 道。在架体顶部向下2 m 处满设1 道走道板，下方再设置1 道安全兜网，与周围新搭设的固定架连成整体。这种支模架设计具有结构稳定、安全可靠、施工效率高等优点，适用于不同类型的建筑施工。可移动式高大支模架立面图，如图1 所示。

图1 可移动式高大支模架立面图（来源：网络）

2 前期准备

2.1 方案编制、论证与审批

为保证施工方案的科学性和可行性，需要编制专项施工方案并组织专家论证。在编制完成后，需要按照专家论证意见进行修改完善，并上报公司、监理和业主审批完成。在实施前，需要组织管理人员进行方案交底，确保所有施工人员都清楚的了解施工方案和相关要求，提高施工质量和施工效率。

2.2 组织人员与材料进场

为保证施工进度的顺利进行，需要根据进度计划安排提前组织作业人员进场交底，使他们更加清楚施工任务和要求，提高施工效率。同时，需要提前安排材料的进场验收，确保材料的质量和数量符合要求，避免因材料问题影响施工进度。

2.3 模拟移动架搭设试验

为保证可移动式高大支模架的安全性和可操作性，进行模拟移动架的搭设试验。根据实际结构按比例搭设1 个模拟移动架（图2），确保架体尺寸、连接加固、受力荷载以及移动方式等保持一致。通过试验结果不断优化改进移动架，达到可实施的效果后才能投入现场施工。移动架的模拟移动如图3 所示。这种试验方法对于保障施工安全、提高施工效率具有重要意义。

图2 模拟架搭设（来源：网络）

图3 模拟移动（来源：网络）

3 可移动式高大支模架的设计原理

根据结构跨距相等、梁截面相同及分布一致等特点，将施工过程划分为4 个相同流水段。根据立杆排布图摆放工字钢焊接成底座，并在工字钢上搭设支模架，与两侧主梁底固定架连成整体。在拆模时，先拆除移动架顶部2 m 处的架体模板以及连接固定架的水平杆，然后用千斤顶将整个架体同步提升一定高度后，在底座4 个角下方放置滚轮支撑，朝同一方向整体移动到下1 个施工段，定位后再与周围固定架连接成整体支模架体。浇筑混凝土后转至下1 个施工段，直至完成全部施工段。

3.1 支撑系统设计

在可移动式高大支模架节能技术中，支撑系统设计是为了保证支模架在施工过程中的稳定性和承载能力。支撑系统应根据具体的施工条件和支模架的结构特点，合理安排立杆、梁板和加固部件的布置与连接方式。通过合理的结构设计，使支模架能够承受施工荷载和自重，保持稳定性，并满足一定的强度和刚度要求。

根据支模架的高度、跨度和承载要求，选择合适的材料和断面尺寸，确保支撑系统具有足够的强度和刚度，能够承受施工荷载和变形影响。系统中的梁板和立杆之间的配合关系对于支模架的稳定性至关重要，因此设计应考虑梁板与立杆之间的连接方式，确保连接紧密、牢固可靠，并通过适当的加固措施提高整体的稳定性。通过设置斜拉杆和支撑杆，能够有效提高支模架的整体刚度和稳定性，抵抗水平荷载和侧向力的影响。另外，还应考虑采用预应力技术来提高支撑系统的承载能力和稳定性。通过施加预应力，使支撑系统能够有效控制变形，提高整体刚度。

3.2 移动系统设计

在可移动式高大支模架节能技术中，移动系统设计是为了实现支模架的便捷移动和灵活调整位置，以提高施工效率和节约能源。移动系统的设计要保证支模架在移动过程中的结构稳定性和安全性，应选择适当的移动装置和连接方式，确保支模架能够承受移动过程中的荷载作用，防止结构失稳或破坏。应充分考虑施工现场的具体条件和要求，以实现支模架的便捷移动。选择合适的移动装置，如滑轮、轨道或液压系统等，确保移动过程中的平稳性和可控性，便于施工人员进行操作和控制。过程中允许支模架在施工过程中进行位置的调整和变换，以适应不同的施工需求和工序要求。

通过设计可调节的移动装置或支撑机构实现支模架的位置调整，确保施工的灵活性和效率。另外，应充分考虑节能和环保的原则，选择低能耗的移动装置，减少能源消耗。设计要符合环保要求，避免对施工现场和周围环境造成污染或破坏。采用安全装置和保护措施，确保施工人员在移动过程中的安全，同时考虑防滑、防摔、防倾覆等安全因素，提供必要的防护设施和紧急停止装置[1]。

3.3 组合方式设计

在可移动式高大支模架节能技术中，组合方式设计是为了实现支模架的灵活组合和可调节性，以适应不同的工程需求和施工场景。支模架设计通常由多个模块组成，每个模块具有特定的功能和结构，可以独立使用或组合使用。模块化设计使支模架的组合更加灵活和方便，可根据实际需要选择合适的模块组合形成支模架结构。支模架的组合方式设计要考虑可调节性，以适应不同尺寸、高度和形状的施工场景。

通过设计可调节的连接件、支撑柱和横梁等部件，支模架可以根据具体需求进行调整和变形，以适应不同的工程要求。组合方式设计应考虑支模架的快速拆装特性，以提高施工效率，节约时间。通过采用可拆卸的连接件和快速固定装置，支模架可以在较短的时间内进行组装和拆解，方便移动和重新组合使用。

在此过程中，还要考虑经济性和可重复利用性，以降低成本和资源浪费。选择适当的材料和构造方式，设计耐用的组合件，以便支模架经过适当的维护和保养后可以多次使用，提高经济效益和环境的可持续性[2]。

4 可移动式高大支模架的实现方法

4.1 设计和制造

通过分析工程需求、完善结构设计、合理选择材料、优化制造工艺、提高质量控制以及强化设备配套等方式，能够实现可移动式高大支模架节能技术的设计和制造。需要根据具体工程要求和场地情况进行适当的调整和改进，确保支模架能够满足工程施工的需求，提高施工效率和施工质量。

首先，需要详细分析具体工程需求，包括工程规模、结构要求和施工环境等。通过了解工程需求，确定支模架的设计参数和功能要求，为后续设计和制造提供依据。其次，基于工程需求和设计参数，进行支模架的结构设计。结构设计包括支撑系统、移动系统、连接件和加固方式等的设计，确保支模架的稳定性、可调节性和安全性。再次，根据设计要求和工程环境，选择适当的材料用于支模架的制造。常用的材料包括钢材、铝合金等，它们具有较高的强度和耐久性，适用于支模架的制造。制造过程包括材料加工、焊接、组装等工艺步骤，通过切割、成型、焊接等加工工艺将各个组件制造成合适的形状和尺寸。最后，通过组装工艺将各个组件连接起来，形成完整的支模架结构。在制造过程中，应当进行严格的质量控制，包括对材料的检验、焊接工艺的监控、尺寸的测量等相关环节，确保支模架的质量和性能符合设计要求以及相关标准。根据支模架的设计和制造要求，配备适当的设备和工具，例如起重设备、液压系统和调整工具等，用于支模架的搭设、调整以及移动，以此更好的提高支模架的施工效率和操作便利性[3]。

4.2 支模架的组装

通过不断优化基础准备、支模架组装、调整与固定、加固措施、移动与调整、施工安全等措施，可实现可移动式高大支模架节能技术的施工过程。在实际施工中，需要严格按照设计要求和相关标准进行操作，合理安排施工顺序和流程，确保支模架的安全性、稳定性和施工效率。同时，应及时进行施工质量检查和监控，确保支模架的质量符合要求。在施工前，需要做好支撑基础的准备工作，包括清理施工区域、测量标高以及设置基坑等，确保基础平整、坚固。按照设计要求，进行支模架的组装工作。

首先，将各个组件按照预定的组合方式进行安装，如立杆、横梁、水平支撑等。通过焊接、螺栓连接等方式，将各个组件固定在一起，形成支模架的整体结构。其次，在组装过程中，需要对支模架进行调整和固定，确保其水平度和垂直度。使用水平仪、测量工具等进行调整，通过螺栓、锁紧装置等进行固定，使支模架达到设计要求。再次，根据支模架的设计要求和实际情况，采取加固措施增强其稳定性和承载能力，包括加装斜拉杆、剪刀撑、斜支撑等，以提供额外的支撑和刚度。最后，可移动式支模架允许在施工过程中进行移动和调整，因此在需要改变支模架位置或高度时，可使用液压或机械装置进行移动和调整操作，确保支模架能够适应不同的施工需求和工序。在施工过程中，保障施工人员的安全至关重要，需采取必要的安全措施，如佩戴安全帽、使用防护设备、设置警示标志等，确保施工现场的安全性[4]。

5 可移动式高大支模架的能耗分析

对于节能效果的具体能耗数据分析，需要进行实际的能耗监测和数据收集。通过对比可移动式支模架施工与传统支模架施工的能耗数据，如能源消耗、材料使用量、施工时间等指标，可以评估可移动式支模架的节能效果。采用可移动式支模架可以实现材料的循环利用，支模架的结构设计和组装方式可以最大限度减少材料的使用量，减少浪费。

可移动式支模架采用机械或液压系统实现移动和调整，相比传统的人力操作，可以减少施工人员的体力劳动，降低能源消耗。可移动式支模架具有灵活性和快速调整的特点，可以快速搭设和调整施工现场，进而缩短施工周期。

需要注意的是，能耗数据分析的结果可能会受到多种因素的影响，包括施工项目的规模、具体施工条件和施工环境等。因此，在进行能耗数据分析时，需要充分考虑这些因素，并结合实际情况进行评估和分析[5]。

6 结语

通过研究可移动式高大支模架的节能技术，希望能够为建筑施工行业提供一种绿色环保的解决方案，推动节能减排和可持续发展目标的实现，同时为相关领域的学术研究和工程实践提供有价值的参考和借鉴。