自由伸缩建筑模架系统在景德镇御窑博物馆工程中的应用

[摘要]由同力德所承接的景德镇御窑博物馆8个拱体均为双曲面拱形结构，拱体高度、跨度、长度等均不一致，拱体主要为钢筋混凝土结构。由于拱体形状变化及空间跨度迥然不同，导致传统木模以及大钢模的可行性较低。施工是一大难题，经由承建单位及承接单位同力德铝模板团队深入合作，同力德最终研发出一套全新首创的拱体模板采用自由伸缩建筑模架系统，令整体施工得以顺利進行。,拱体模板采用自由伸缩建筑模架系统。下面将重点介绍自由伸缩建筑模架系统在工程中应用的可行性分析和经济分析以及施工工艺。

[关键词]模板工程；双曲面拱；精准度；

0 引言

江西省景德镇御窑博物馆工程是目前施工难度最大的模板工程之一，为双曲面拱形结构（如图1、图2所示），在装饰装修之前，拱体主要由钢筋混凝土构成，地上部分的拱体厚度通常为300mm，单个拱体高差高达1.5m。因此在模板工程施工中，由于拱体高大且变 

  化以分毫来计，导致传统木模较难精准地完成拱体模板的搭设及混凝土的浇筑工作。而自由伸缩建筑模架系统（图3所示）拥有较好的灵活度，可以较为自由地调节自身形状，从而影响混凝土的成型。并且自由伸缩建筑模架系统是模板与架体的结合，在体现其较好的灵活度的同时还拥有稳固的支架体系。针对现场施工中存在的问题，自由伸缩建筑模架系统基本能够有效的应对，而大钢模对于大型工程的强大影响也使其进入重要考察对象之一。

1 传统大钢模的应用情况

    景德镇御窑博物馆拱体混凝土浇筑模板最初设想是采用大钢模的方案，如若采用大钢模方案的话，需通过穿墙螺杆使内、外侧钢模进行连接，下方通过脚手架、钢架等进行支撑。这样的模板体系主要面临的不足是：外侧钢模通过槽钢背楞加固，过于沉重，钢模安装辅材投入大，并且吊装、安装困难；大钢模由于自身局限性的原因，难以满足拱体造型要求（拱体为双曲面拱即水平、垂直方向皆为曲面）；大钢模异形模板的周转使用次数约为30次，并且8个拱体高度、大小、长度以及变化幅度等均参差不齐，这样造成钢模无法重复使用，明显不经济。

2 自由伸缩建筑模架系统实施可行性分析

2.1 自由伸缩建筑模架系统设计方案可行性分析

2.1.1自由伸缩建筑模架系统设计组成

自由伸缩建筑模架系统采用穿墙螺杆连接内、外模的形式，内模利用可调支撑连接铝架进行支撑，并采用钢管脚手架进行加固。这样的方式虽与大钢模类似，但是无异于在保证了安全稳固的前提下大量的减轻了自重，从而方便了安装也减轻了对楼板的荷载（拱体下方有地下室两层，拱体施工在地下室浇筑完成后进行），具体如图5、图6所示。模架系统按功能分为两部分，第一个部分为支撑系统，第二部分为模板系统。两个部分通过各自的可调节性进行太小尺寸及不同形状的改变。这样的设计方式造就了自由伸缩建筑模架系统灵活、适应性强的特点，也就解决了拱体复杂的异形结构问题。

2.1.2施工准备流程

（2）材料储存及使用。

a.根据施工期间的工程量，施工进度，确定材料的数量及进场时间，由专人负责按照公司检验验收规范对来料进行检测，确保合格材料按时进场，并妥善保管，对于不合格材料严禁入场。

b.对于发生变形、翘角、起皮及平面不平整的模板，及时组织退场。

c.原材料进场后，堆放整齐，上部覆盖严密，下部垫起架空，防止日晒雨淋。

d.模板脱模剂采用水性脱模剂，不得采用影响结构性能或妨碍装饰工程施工的隔离剂。

2.1.3自由伸缩建筑模架系统现场安装流程

     （1）进行测量放线。由于拱体上的弧度不断变化，每一个点的弧度均不相同，没有办法将拱体的无数个点全部捕捉到，故可根据设计方提拱的500mm间距定位图以及剖面图中所示的点位，作为空间放线的依据。

 （2）进行架体组装。按序安装架体部分、安装内外模板、在架体上安装可调螺杆、在内外模板的主龙骨上安装可调铰链、在架体的顶部安装可调杆，并调到理想的形状位置。其安装流程如图7所示。

    （3）架体的吊装。首先把组合好的架体吊至开始施工的位置然后将组装好的内模板用塔吊运到架体的顶部并用可调螺杆固定再用架体上的可调支撑固定内模板；最后检查安装好的架体高度及曲面的尺寸（用全站仪进行测量）确认无误后将架体整体稳定，然后进行内模龙骨安装。

（4）吊装外模、浇筑混凝土。内模尺寸调节好后，进行钢筋的绑扎，在内模板上开好过墙丝杆孔然后吊装外模，之后用三段式阻水螺杆拉结好；用全站仪进行复测，若发生形变则通过丝杆及螺杆进行校正；确认无误后进行加固工作，最后进行混凝土浇筑，由于场地限制及出于施工安全、质量考虑，混凝土浇筑采用塔吊吊装吊斗进行浇筑，并在外模开振捣口。

2.1.4自由伸缩建筑模架系统现场循环施工流程

（1）模架系统的拆除。混凝土强度达到一定强度后，将固定内外墙模板的对拉螺杆松开，清理模板上的残留混凝土；用塔吊将外墙模板吊至下一流段；另外一边对称模板用以上同样的方式施工；拆除内墙板（不完全拆除，将内墙模板完全与混凝土分离即可），将4台移动车放置在架体的下部，向下摇动手动托车，使整个架体及模板下降，并落在移动车的托架上，模板与混凝土分离后，架体与模板通过移动车向前移动，进入下一个施工段。

（2）循环施工。一套单独模架单次浇筑的拱体长度为大约为3米，第一次浇筑为4套模架并列浇筑，浇筑长度大约为12米，第一次浇筑完毕后移动架体分别往拱体两端进行浇筑，即每边两套架体，单次浇筑长度约为6米。

3 自由伸缩建筑模架系统受力计算分析

4 自由伸缩建筑模架系统施工效果及效益分析

4.1 施工效果

自由伸缩建筑模架系统在景德镇御窑博物馆拱体浇筑完成后经过测量，拱体成型效果完全满足后期的装饰要求。

4.  2  效益分析

景德镇御窑博物馆工程8个拱体及景德镇为民瓷厂一个拱体共计9个拱体共用自由伸缩建筑模架系统20个架体，该工程建筑面积总共达11000㎡，而拱体浇筑架体模板面积约为3000平方米，单个架体周转次数平均次数约为7次，远未超过架体的设计周转次数。而倘若能成功采用异形钢模的话，基于拱体造型考虑，异形钢模几乎极难重复周转，并且在安装上必须耗费更大的人工及机械。且异形钢模在此使用过后，后期极难在其余工程上使用，而自由伸缩建筑模架系统基于其独特的灵活性以及主要材料的通用性，所以可以应用在其它工程当中，所以自由伸缩建筑模架系统具有较好的经济效益。

5 结语

自由伸缩建筑模架系统在设计、使用过程中，自由伸缩建筑模架系统的重点在于系统设计，难点在于拱体的造型，亮点在于解决问题的方案。自由伸缩建筑模架系统设计方案的合理性体现在了材料普遍、加工方便、吊装方便、调节方便、施工安全、经济合理等方面。自由伸缩建筑模架系统针对不同的造型对象时，就要有不同的设计方式，所以在设计时就必须提前考虑如何降低施工难度，如何提高经济效益型、如何塑造更好的成型效果等。并依据现场情况协调设计，尽量做到方案的合理化、双方效益的最大化。相信随着对自由伸缩建筑模架系统研究的深入，在工程中更多的应用以及设计经验的积累，自由伸缩建筑模架系统必定会有更好的发展前景以及更先进的技术展示。