我国模板、脚手架企业和技术的发展动向
中国模板脚手架协会 糜加平
一、概况
据有关资料介绍,欧洲模板工程的费用占钢筋混凝土结构工程费用的52.7%,其中人工费占钢筋混凝土费用的46.7%,材料费用只占6%。
我国情况不同,模板工程的费用约占钢筋混凝土工程费用的20~30%,其中人工费用较低,材料费用较高。
70年代,我国建筑结构以砖混结构为主,建筑施工用模板以木模板为主。80年代,各种新结构建筑体系不断出现,现浇混凝土结构猛增,研制成功了组合钢模板先进施工技术。
90年代以来,我国建筑结构体系又有了很大发展,使建筑施工技术必须进行重大改革,对模板、脚手架技术也提出了新要求。我国不断引进国外先进模板、脚手架体系,也研制开发了各种新型模板、脚手架。
二、我国模板企业的发展方向
1、我国建筑产品按功能可分为四类
(1)重大基础设施:如高速公路、铁路、地铁、桥梁、大型水利工程等。
(2)大型公用建筑:如各种会展中心、商务大楼、文体场馆、航空港等。
(3)市政设施:如环保、交通、供水、电气等。
(4)房地产业:如住宅楼盘、商业建筑、厂房建筑等。
前三类建筑工程都属专业施工特征,其施工应用的模板均为专业模板,如大模板、桥梁模板、隧道模板、道路模板、水坝模板等。
第四类是一般工民建工程,其施工应用的模板主要是通用模板,如组合钢模板、钢框胶合模板、还有专用模板,如全钢大模板等。
目前,国内的模板产品主要是第四类,各模板生产厂对模板市场的定位主要都在第四类,大都是通用模板的生产厂,当然也有些厂可以加工专业模板,而作为专业模板厂的厂家很少,如河北三博桥梁模板厂等。
但是,目前我国基础设施和大型公用建筑的任务非常大,如高速公路、铁路、高速铁路、地铁、桥梁、商业楼、火电、水电等。尤其是西部地区的开发,大部分是基础设施的投资。而我国却好在这些方面,适应这些工程施工的专业模板很少,尤其是没有定型模板,这方面将是模板行业的发展重点,也是模板行业的机遇。
2、我国模板企业可以分为三种模式
(1)具备综合技术开发能力的专业化模板公司
这类模板公司必须具有自己的模板、脚手架体系,具有开发、设计、制作和技术服务等全方位的能力,应是国家级的排头兵,是模板行业的龙头企业,能逐步走向国际跨国模板公司的模式。
(2)具有行业特征的模板专业公司
这类模板公司虽然也具备设计、开发、制造和技术服务的功能,但是,只局限于某一特定范围。如全钢大模板生产厂、桥梁模板生产厂、碗扣、门式、爬式脚手架生产厂等。
(3)专业生产厂
目前大部分钢模板厂和木、竹胶合板厂都是属于这种类型,只能进行产品生产,缺乏开发、设计能力,技术力量薄弱,生产工艺落后,企业管理水平低,产品质量难以保证。
这三种模式的模板企业,其中第三类的占90%以上,第二类的占10%以内,第一类的还没有。今后应发展第二类和第一类的模板企业,当然第一类的企业目前还缺乏这个实力,难以达到第一类企业的水平,第二类企业可以重点发展,尤其是对准基础设施的模板、脚手架技术,要大力进行开发。
三、我国模板的发展动向
(一)模板材料多样化
1、木模板;60年代之前,最初的模板都是采用木散板,在施工现场按结构形状拼装成混凝土模型。
2、钢模板;70年代以来,开始研究钢模板,一直没有形成钢模板体系,组合钢模板:1979年初,首先在上海宝钢建设工程中大量应用。组合钢模板是传统木模板的更新换代,由于推广应用组合钢模板,不仅是“以钢代木”,节约木材的重要措施,也是模板工程施工工艺的重大改革,
3、全钢大模板;70年代初,北京一建在开发全钢大模板方面做了大量工作,首先在北京前三门建成大量住宅建筑。90年代,大模板施工方法在北京、上海、广州等地大量推广应用。
4、木胶合板模板:80年代初,开始从国外引进胶合板模板,在上海、北京、广州、南京等一些高层建筑工程中应用。90年代初,开发了素面木胶模板,90年代中,开发了复面合木胶合板模板。其中青岛华林胶合板公司是最早开发的,在1987年引进芬兰的生产设备和技术,首先生产了酚醛覆膜木胶合板模板。以后,覆面木胶合板模板成为我国的主导模板。
5、竹胶合板模板:80年代后期,由四川和浙江的竹胶合板厂最早研究开发生产,1989年8月,由冶金部建筑研究总院等科研、生产、施工和管理等18个单位,经过四年多的努力,对竹胶合板的结构性能和生产工艺等方面有了很大改进。90年代期间,竹胶板模板被国家科委、建设部等部门列入新型模板推广应用后,推广应用量越来越大,生产厂家越来越多。
6、钢框木(竹)胶合板模板:80年代后期,不少单位开发了钢框胶合板模板,1994~1996年得到大量应用,但在1997年以后,使用量明显减少,不少生产厂纷纷转产。主要原因是钢框、胶合板的生产技术和产品质量问题没有解决。
7、中型钢模板:90年初,开发了中型钢模板(也称宽面模板),这种模板具有面积较大,施工工效高,可与组合钢模板配套使用。97年后,70型的钢模板得到大量应用,原因是这种模板刚度较大,能散装也能拼装大模整体吊装,使用寿命可达到200次左右。
8、塑料模板:1982年初,上海、江苏等地最早开发了塑料平面模板。1995年,唐山现代模板股份合作公司在清华大学等单位的技术支持下,研制和开发了增强塑料模板,最早在建筑和桥梁工程中得到大量应用。新世纪以后,各地塑料模板企业开发了多种塑料模板,如增强塑料模板、空心塑料模板、低发泡多层结构塑料模板、工程塑料大模板、GMT建筑模板、钢框塑料模板、木塑复合模板等。
9、铝合金模板:1986年北京市铸铝制品厂和北京市二轻建筑公司联合研制成功了稀土铸铝合金模板,这是我国最早开发的铝合金模板技术。2005年北京捷安建筑脚手架有限公司多次到美国进考察,了解铝合金模板的生产和使用情况,并于2008年开发了54型铝合金模板。到了2010年前后,有一大批钢模板生产企业和铝制品加工企业,加入到铝合金模板制造的行业,铝合金模板的推广应用得到很大的发展。
(二)模板施工多方法
1、台模;也称飞模,它是由面板和支架两部分组成。我国在70年代末,首先在一些冷库的无梁楼盖工程中大量应用。80年代中期,我国台模施工方法得到较快发展,出现了各种形式的台模;
(1)立柱式台模;
(2)桁架式台模;
(3)悬架式台模;
(4)门架式台模;
(5)构架式台模
2、筒模;由模板、角模和紧伸器等组成。主要适用于电梯井内模的支设,同时也可用于方形或矩形狭小建筑单间、构筑物及筒仓等结构。90年代,随着高层建筑的大量兴建,电梯井筒模的推广应用发展很快,开发了各种形式的筒模;
(1)模板;采用大钢模板或钢框胶合板模板;
(2)角模;有固定角模和活动角模两种;
(3)紧伸器;有集中式和分散操作式等。
3、滑升模板(简称滑模);由模板结构系统和提升系统两部分组成,50年代,我国已经用滑模施工筒壁结构,只是用的手动丝杠千斤顶。70年代,从罗马尼亚引进液压千斤顶,液压滑模施工工艺得到迅速推广应用和发展。主要用于筒塔、烟囱和高层建筑,也可以水平横向滑动,用于隧道、地沟等工程。
4、爬升模板(简称爬模);由大模板、爬模系统和爬升设备三部分组成。我国爬模起步较晚,80年代初,首先在烟囱、筒仓等工程中试用。80年代中期,爬模在高层建筑工程中获得成功,在施工技术上不断创新,应用范围越来越广。
爬升模板主要适用于桥墩、筒仓、烟囱和高层建筑等形状比较简单,高度较大,墙壁较厚的模板工程。
5、大模板;大模板由于模板面积大,所以称为大模板,大模板施工主要适用于浇筑钢筋混凝土墙体。70年代初,北京的建筑公司开始研制全钢大模板,80年代,全钢大模板没有得到推广应用。到了90年代,随着各地高层建筑的大量建造,大模板施工方法得到设计、施工和建设单位的欢迎,推广应用到国内很多地方。大模板按其结构型式的不同可分为以下几种:
(1) 整体式大模板:
(2) 拼装式大模板:
(3) 模数式大模板。
四、我国脚手架的发展动向
我国长期以来普遍使用竹、木脚手架,60年代以来,开发了各种形式的钢脚手架。钢脚手架可分为固定组合式脚手架、移动式脚手架和吊脚手架三大类,其中固定式组合脚手架又有钢管脚手架和框式脚手架两大类;
(一)钢管脚手架(又称单管脚手架),是各国应用最广泛的脚手架之一,其中又可分为扣件式脚手架、承插式脚手架等。
1、扣件式脚手架;这种脚手架由钢管和扣件两部分组成,60年代初,我国开始应用扣件式钢管脚手架,具有加工简便、搬运方便、通用性强等特点,已成为我国使用量最大、应用最普遍的一种脚手架。但是,这种脚手架的安全性较差,施工工效低,不能满足高层建筑施工的发展需要。
2、承插式脚手架;这种脚手架是单管脚手架的一种形式,主要由主杆、横杆、斜杆、可调底座等组成,由于各国对插座和插头的结构设计不同,形成了各种形式的承插式脚手架。
(1)碗扣式脚手架;这种脚手架的插座由上、下碗和限位销组成。1976年,英国首先研制成功碗扣式脚手架,80年代中期,我国铁科院在学习英国SGB公司有关资料的基础上,结合实际情况,在结构上作了一点修改。当时,这种脚手架在新型脚手架中,发展速度最快,推广应用量最多,在高层建筑和桥梁工程施工中,均已大量应用。
(2)楔紧式脚手架;这种脚手架是由北京比尔特模板公司研制的,脚手架的构造与碗扣式脚手架基本相仿,插座也是由上、小碗和限位锁组成。在每个下碗内,可以同时插入6个不同方向的横杆。其主要特点:1)横杆的插头插入下碗内,利用斜面能楔紧自锁;2)利用下碗上4个互相垂直的定位凹槽,可以搭设四边和多边形脚手架。
(3)圆盘式脚手架;这种脚手架由德国莱亚公司在80年代首先研制成功,1997年,我国有的生产厂开始试制这种脚手架。这种脚手架由主杆、横杆和斜杆组成,主干上的圆盘插座开设8个插孔,可以连接8个不同方向的横杆和斜杆,每根横杆的插头与立杆的插座可以独立锁紧,单独拆除。可广泛用作各种脚手架、支架和大空间支撑。这种脚手架在欧洲各国已成为主导脚手架。
(4)卡板式脚手架;90年代,日本朝日产业株式会社研制成功了方板式脚手架,并在1996年,在我国建立无锡正大生建筑器材公司,生产这种脚手架。其插座为方形钢板,四边各开设2个矩形孔,四角设有4个圆孔。横杆插头的构造设计新颖独特,组装时,将插头插入插座的矩形孔内,打下插头的楔板锁定接头。拆卸时,只要松开楔板,就能拿下横杆。
(5)轮扣式脚手架;这种脚手架由北京金兴泰建筑器材公司开发成功,这种脚手架的插座为轮扣形的钢板,四边凸出部分开设矩形孔。横杆两端各焊接一个长形插头,每个轮扣上可以同时插入4根横杆。拆卸时,只要敲击插头松开,就能拿下横杆。
(二)框式脚手架有门型、梯型、三角型等多种形式。
1、门式脚手架;这种脚手架由立框、横框、交叉斜撑、脚手板、可调底座等组成。70年代以来,我国先后从日本、美国、英国等国家引进门式脚手架,在一些高层建筑工程施工中应用。到了80年代,国内有一些厂家开始试制门式脚手架,由于大部分是仿照国外产品,采用英制尺寸,产品规格不同,质量标准不一致。有些厂采用钢管的材质和规格不符合要求,严重影响了这项新技术的推广。到了90年代,这种脚手架没有得到发展,不少脚手架厂家关闭或转产。
2、方塔式脚手架;这种脚手架由标准架、交叉斜撑、连接棒、可调底座、顶托等组成。由德国首先开发应用,在西欧各国广泛应用。90年代初,我国在大亚湾核电站和二滩水电站工程中,首先引进这种脚手架,无锡远东建筑器材公司不久研究开发了这种脚手架。由于这种脚手架的承载能力大,每个单元塔架最大荷载可达180KN,主要用于桥梁工程。
3、三角框塔式脚手架;这种脚手架由三角框、横杆、对角杆、可调底座、顶托等组成。在英国、法国开发较早,70年代,日本开始大量应用这种脚手架。我国在秦山核电站二期工程中,首次使用这种脚手架。这种脚手架的承载能力大,每个单元塔架最大荷载可达120~150KN;装拆灵活、部件轻巧,可组成三角形和四角形塔架。
(三)附着式升降脚手架(也称爬架);80年代以来,随着高层建筑的大量增加,爬架施工工艺很快得到开发和应用,在高层和超高层建筑施工中的应用发展迅速,已成为高层和超高层建筑施工脚手架的主要形式。爬架主要由架体结构、提升设备、附着支撑结构和防倾、防坠装置等组成。这种脚手架吸收了吊脚手和挂脚手的优点,不但可以附墙升降,而且可以节省大量材料和人工。我国爬架施工技术起步较晚,爬架是对传统落地式脚手架的一次重大改革,将是高层建筑施工中主要的外脚手工具。
(四)早拆支撑体系;早拆支撑体系是现浇搂板模板施工的先进施工工艺,由平面模板、模板支架、早拆柱头、横梁和底座等组成。80年代末,北新施工技术研究所最早开发应用了北新早拆模板体系,早拆柱头采用滑动式升降头。天津也较早应用了早拆体系,早拆柱头为螺杆式升降头。后来不少模板公司研制出多功能早拆柱头,其构造一般采用螺杆与滑动结合的升降头。
五、几点建议
1、对模板公司发展的几点建议
(1)模板企业模式应发展为模板专业公司;
(2)产品定位在满足基础设施、公用建筑的专业模板体系;
(3)逐步形成规模化生产和集团化经营,有条件可与国外模板公司合作,今后,应向综合专业化模板公司发展,向跨国模板公司靠近。
2、制订配套政策、改革模板管理体制
(1)建立模板工程质量监理制度;
(2)完善项目承包制度;
(3)发展专业模板公司;
(4)进行资质审查和认证;
(5)大力开展租赁业务。
3、加强质量管理、提高产品质量
(1)加强生产厂的技术力量,提高产品技术水平;
(2)提高管理人员的质量意识,健全质量管理;
(3)组织有关人员进行产品质量监督和质量认证;
(4)尽快颁发和实施有关标准;
(5)防止劣质产品流入施工现场。
4、提高对新型模板和脚手架的认识
(1)认识推广应用新型模板的必要性;
(2) 对新型模板进行综合经济效益分析;
(3) 多种模板在施工中并存。
六、存在的主要问题
1、科技投入不足;
2、技术进步不快;
3、产品质量不高;
4、生产规模不大;
5、信息技术不强;
6、专业化队伍不多。
此文为2009年前书写草稿,于2022年9月整理