可移動式高大支模架節能技術研究

熊家銘 曹 珊 邱壯豐 孫傳亮 姚壽朋

隨著全球對節能減排和可持續發展的持續關注，建筑施工行業也在積極探索新的節能技術和方法。在大型工程項目中，高大支模架是一項常見的施工工藝。但是傳統的支模架技術在能源消耗和材料利用方面存在一定的局限性。為了提高施工效率、減少資源浪費和降低能源消耗，可移動式高大支模架節能技術應運而生，最大限度地降低了能源消耗，優化了材料利用，提高了施工效率。

1 架體構造

可移動式高大支模架架體構造流程涉及的內容較多，主要包括工字鋼焊接、支模架搭設與加固、模板安裝、鋼筋混凝土澆筑、頂部模板架體拆除、連接桿件拆除、架體頂升安裝滾輪、架體移動、連接桿件安裝以及頂部架體模板安裝。通過詳細分析項目建筑施工中的支模架設計明確發現，底座采用兩層相互垂直擺放的工字鋼焊接成整體，下層7 根用于支撐立桿，上層4 根用于連成整體并頂升受力支撐滾輪。立桿間距為0.9 m 或1.2 m，錯開梁底，步距1.5 m。架體外圍1 圈在工字鋼上焊接鋼筋頭固定立桿，四角斜拉鋼絲繩穩固架體，并滿設斜拉桿。中部隔一拉一，設置2 道水平剪刀撐，其中掃地桿處1 道，間隔4.5 m 處1 道。在架體頂部向下2 m 處滿設1 道走道板，下方再設置1 道安全兜網，與周圍新搭設的固定架連成整體。這種支模架設計具有結構穩定、安全可靠、施工效率高等優點，適用于不同類型的建筑施工。可移動式高大支模架立面圖，如圖1 所示。

圖1 可移動式高大支模架立面圖（來源：網絡）

2 前期準備

2.1 方案編制、論證與審批

為保證施工方案的科學性和可行性，需要編制專項施工方案并組織專家論證。在編制完成后，需要按照專家論證意見進行修改完善，并上報公司、監理和業主審批完成。在實施前，需要組織管理人員進行方案交底，確保所有施工人員都清楚的了解施工方案和相關要求，提高施工質量和施工效率。

2.2 組織人員與材料進場

為保證施工進度的順利進行，需要根據進度計劃安排提前組織作業人員進場交底，使他們更加清楚施工任務和要求，提高施工效率。同時，需要提前安排材料的進場驗收，確保材料的質量和數量符合要求，避免因材料問題影響施工進度。

2.3 模擬移動架搭設試驗

為保證可移動式高大支模架的安全性和可操作性，進行模擬移動架的搭設試驗。根據實際結構按比例搭設1 個模擬移動架（圖2），確保架體尺寸、連接加固、受力荷載以及移動方式等保持一致。通過試驗結果不斷優化改進移動架，達到可實施的效果后才能投入現場施工。移動架的模擬移動如圖3 所示。這種試驗方法對于保障施工安全、提高施工效率具有重要意義。

圖2 模擬架搭設（來源：網絡）

圖3 模擬移動（來源：網絡）

3 可移動式高大支模架的設計原理

根據結構跨距相等、梁截面相同及分布一致等特點，將施工過程劃分為4 個相同流水段。根據立桿排布圖擺放工字鋼焊接成底座，并在工字鋼上搭設支模架，與兩側主梁底固定架連成整體。在拆模時，先拆除移動架頂部2 m 處的架體模板以及連接固定架的水平桿，然后用千斤頂將整個架體同步提升一定高度后，在底座4 個角下方放置滾輪支撐，朝同一方向整體移動到下1 個施工段，定位后再與周圍固定架連接成整體支模架體。澆筑混凝土后轉至下1 個施工段，直至完成全部施工段。

3.1 支撐系統設計

在可移動式高大支模架節能技術中，支撐系統設計是為了保證支模架在施工過程中的穩定性和承載能力。支撐系統應根據具體的施工條件和支模架的結構特點，合理安排立桿、梁板和加固部件的布置與連接方式。通過合理的結構設計，使支模架能夠承受施工荷載和自重，保持穩定性，并滿足一定的強度和剛度要求。

根據支模架的高度、跨度和承載要求，選擇合適的材料和斷面尺寸，確保支撐系統具有足夠的強度和剛度，能夠承受施工荷載和變形影響。系統中的梁板和立桿之間的配合關系對于支模架的穩定性至關重要，因此設計應考慮梁板與立桿之間的連接方式，確保連接緊密、牢固可靠，并通過適當的加固措施提高整體的穩定性。通過設置斜拉桿和支撐桿，能夠有效提高支模架的整體剛度和穩定性，抵抗水平荷載和側向力的影響。另外，還應考慮采用預應力技術來提高支撐系統的承載能力和穩定性。通過施加預應力，使支撐系統能夠有效控制變形，提高整體剛度。

3.2 移動系統設計

在可移動式高大支模架節能技術中，移動系統設計是為了實現支模架的便捷移動和靈活調整位置，以提高施工效率和節約能源。移動系統的設計要保證支模架在移動過程中的結構穩定性和安全性，應選擇適當的移動裝置和連接方式，確保支模架能夠承受移動過程中的荷載作用，防止結構失穩或破壞。應充分考慮施工現場的具體條件和要求，以實現支模架的便捷移動。選擇合適的移動裝置，如滑輪、軌道或液壓系統等，確保移動過程中的平穩性和可控性，便于施工人員進行操作和控制。過程中允許支模架在施工過程中進行位置的調整和變換，以適應不同的施工需求和工序要求。

通過設計可調節的移動裝置或支撐機構實現支模架的位置調整，確保施工的靈活性和效率。另外，應充分考慮節能和環保的原則，選擇低能耗的移動裝置，減少能源消耗。設計要符合環保要求，避免對施工現場和周圍環境造成污染或破壞。采用安全裝置和保護措施，確保施工人員在移動過程中的安全，同時考慮防滑、防摔、防傾覆等安全因素，提供必要的防護設施和緊急停止裝置[1]。

3.3 組合方式設計

在可移動式高大支模架節能技術中，組合方式設計是為了實現支模架的靈活組合和可調節性，以適應不同的工程需求和施工場景。支模架設計通常由多個模塊組成，每個模塊具有特定的功能和結構，可以獨立使用或組合使用。模塊化設計使支模架的組合更加靈活和方便，可根據實際需要選擇合適的模塊組合形成支模架結構。支模架的組合方式設計要考慮可調節性，以適應不同尺寸、高度和形狀的施工場景。

通過設計可調節的連接件、支撐柱和橫梁等部件，支模架可以根據具體需求進行調整和變形，以適應不同的工程要求。組合方式設計應考慮支模架的快速拆裝特性，以提高施工效率，節約時間。通過采用可拆卸的連接件和快速固定裝置，支模架可以在較短的時間內進行組裝和拆解，方便移動和重新組合使用。

在此過程中，還要考慮經濟性和可重復利用性，以降低成本和資源浪費。選擇適當的材料和構造方式，設計耐用的組合件，以便支模架經過適當的維護和保養后可以多次使用，提高經濟效益和環境的可持續性[2]。

4 可移動式高大支模架的實現方法

4.1 設計和制造

通過分析工程需求、完善結構設計、合理選擇材料、優化制造工藝、提高質量控制以及強化設備配套等方式，能夠實現可移動式高大支模架節能技術的設計和制造。需要根據具體工程要求和場地情況進行適當的調整和改進，確保支模架能夠滿足工程施工的需求，提高施工效率和施工質量。

首先，需要詳細分析具體工程需求，包括工程規模、結構要求和施工環境等。通過了解工程需求，確定支模架的設計參數和功能要求，為后續設計和制造提供依據。其次，基于工程需求和設計參數，進行支模架的結構設計。結構設計包括支撐系統、移動系統、連接件和加固方式等的設計，確保支模架的穩定性、可調節性和安全性。再次，根據設計要求和工程環境，選擇適當的材料用于支模架的制造。常用的材料包括鋼材、鋁合金等，它們具有較高的強度和耐久性，適用于支模架的制造。制造過程包括材料加工、焊接、組裝等工藝步驟，通過切割、成型、焊接等加工工藝將各個組件制造成合適的形狀和尺寸。最后，通過組裝工藝將各個組件連接起來，形成完整的支模架結構。在制造過程中，應當進行嚴格的質量控制，包括對材料的檢驗、焊接工藝的監控、尺寸的測量等相關環節，確保支模架的質量和性能符合設計要求以及相關標準。根據支模架的設計和制造要求，配備適當的設備和工具，例如起重設備、液壓系統和調整工具等，用于支模架的搭設、調整以及移動，以此更好的提高支模架的施工效率和操作便利性[3]。

4.2 支模架的組裝

通過不斷優化基礎準備、支模架組裝、調整與固定、加固措施、移動與調整、施工安全等措施，可實現可移動式高大支模架節能技術的施工過程。在實際施工中，需要嚴格按照設計要求和相關標準進行操作，合理安排施工順序和流程，確保支模架的安全性、穩定性和施工效率。同時，應及時進行施工質量檢查和監控，確保支模架的質量符合要求。在施工前，需要做好支撐基礎的準備工作，包括清理施工區域、測量標高以及設置基坑等，確保基礎平整、堅固。按照設計要求，進行支模架的組裝工作。

首先，將各個組件按照預定的組合方式進行安裝，如立桿、橫梁、水平支撐等。通過焊接、螺栓連接等方式，將各個組件固定在一起，形成支模架的整體結構。其次，在組裝過程中，需要對支模架進行調整和固定，確保其水平度和垂直度。使用水平儀、測量工具等進行調整，通過螺栓、鎖緊裝置等進行固定，使支模架達到設計要求。再次，根據支模架的設計要求和實際情況，采取加固措施增強其穩定性和承載能力，包括加裝斜拉桿、剪刀撐、斜支撐等，以提供額外的支撐和剛度。最后，可移動式支模架允許在施工過程中進行移動和調整，因此在需要改變支模架位置或高度時，可使用液壓或機械裝置進行移動和調整操作，確保支模架能夠適應不同的施工需求和工序。在施工過程中，保障施工人員的安全至關重要，需采取必要的安全措施，如佩戴安全帽、使用防護設備、設置警示標志等，確保施工現場的安全性[4]。

5 可移動式高大支模架的能耗分析

對于節能效果的具體能耗數據分析，需要進行實際的能耗監測和數據收集。通過對比可移動式支模架施工與傳統支模架施工的能耗數據，如能源消耗、材料使用量、施工時間等指標，可以評估可移動式支模架的節能效果。采用可移動式支模架可以實現材料的循環利用，支模架的結構設計和組裝方式可以最大限度減少材料的使用量，減少浪費。

可移動式支模架采用機械或液壓系統實現移動和調整，相比傳統的人力操作，可以減少施工人員的體力勞動，降低能源消耗。可移動式支模架具有靈活性和快速調整的特點，可以快速搭設和調整施工現場，進而縮短施工周期。

需要注意的是，能耗數據分析的結果可能會受到多種因素的影響，包括施工項目的規模、具體施工條件和施工環境等。因此，在進行能耗數據分析時，需要充分考慮這些因素，并結合實際情況進行評估和分析[5]。

6 結語

通過研究可移動式高大支模架的節能技術，希望能夠為建筑施工行業提供一種綠色環保的解決方案，推動節能減排和可持續發展目標的實現，同時為相關領域的學術研究和工程實踐提供有價值的參考和借鑒。