国外建筑模板和支承系统

一、模板系统的发展概况

模板工程在国外有相当长的发展历史，最初的混凝土模板是采用木制散板，按结构形状拼装成混凝土的成型模型。这种模板装拆很费时间和劳动力，拆模后成一堆散板，材料损耗也很大。

20世纪初，开始出现了装配式定型木模板， 根据工程需要，预先设计出一套有几种不同尺寸的定型模板， 由加工单位进行批量生产。

20世纪50年代后半期，在法国等国家开始出现了大型模板，采用机械代替人工，进行大块模板的安装、拆除和搬运，采用流水法进行施工，从而提高劳动效率，节省劳动力和缩短施工工期，这种施工方法很快便普及到欧洲各国。

20世纪60年代，又开始发展组合式定型模板，这种模板是在原来的装配式定型模板的基础上加以改进的，加上配套的拼装附件，可以拼装成不同尺寸的大型模板。它与此前尺寸固定的大型模板不同，由于采用模数制设计，可以通过板块的组合变化大型模板的尺寸。

20世纪70年代以来，模板发展为体系化，形成了具有各种不同特点的模板体系。模板制作出现了不少专业模板工厂，模板工厂不仅能设计、制作模板，供应配套附件和支撑系统，还生产必要的辅助材料和专业工具。

二、模板的体系化

上世纪70年代以来，欧美、日本等国家的模板规格已各具特色，如适用于各种浇筑混凝土墙体的大模板体系，适用于各种混凝土结构的组合式模板体系，适用于浇筑混凝土楼板、平台的台模体系，适用于同时浇筑混凝土墙体与楼板的隧道模体系，适用于筒体结构和高层建筑的滑动模板、爬升模板及提升模板体系，以及适用于坝堤施工的悬臂模板体系等。在当前模板工程中，大模板体系和组合式模板体系的应用范围最广，使用量最多。

1、墙体模板体系

目前国外墙体模板体系主要有无框模板体系、钢框胶合板模板体系和钢模板体系三种。 

1）无框模板体系。用木工字梁或型钢作檩条，面板为实木模板或胶合板模板, 还有一种胶合板模板和钢连接件连接的简易无框模板。无框模板的特点是价格较低，使用灵活，可以拼装成各种形状的模板结构，尤其是形状比较复杂的结构。

2）钢框胶合板模板体系。有小型钢框胶合板模板、轻型钢框胶合板模板和重型钢框胶合板模板三种。

小型钢框胶合板模板的边框和肋为热轧扁钢，板厚一般为6mm，边框截面高度为63～80mm，面板为12mm 胶合板，规格尺寸较小，一般最大规格为1500mm×900mm，其特点是重量轻，适宜手工操作，装拆方便灵活。

轻型钢框胶合板模板, 其边框和肋为冷弯型钢，或边框为空腹钢框，肋为冷弯型钢，边框截面高度为100～120mm，面板为14 mm 胶合板，其特点是模板规格尺寸较大，一般最大规格为3000mm×900mm，模板重量较轻，强度和刚度较大，装拆灵活。

重型钢框胶合板模板。其边框和肋均为空腹钢框，边框截面高度为140～160mm，面板为18mm胶合板，其特点是模板规格尺寸大，最大规格为3300mm×2400mm，模板强度和刚度大，可承受混凝土侧压力80kN/m2。

钢框胶合板模板的共同特点是钢框的强度和刚度都较大，模板组装时不需要附加纵横楞条，只需用夹具将两块模板的边肋夹紧固定即可，因此装拆速度很快，省工省料，非常方便。

3）钢模板体系。有全钢大模板、轻型钢模板和组合钢模板三种。

全钢大模板的特点是模板强度和刚度较大、使用寿命长、模板面积大、模板上可带有支撑架、装拆和搬运方便、操作简便等，主要适用于墙体结构混凝土施工。按其结构形式可分为整体式、拼装式和模数式三种, 但模板重量较大，目前在欧洲应用较少。

轻型钢模板既有全钢大模板面积大的特点，又具有重量轻、便于人工操作、使用范围广等特点，可用于各类墙、板、梁、柱和圆形结构的混凝土工程，装拆灵活，配件轻巧，装拆作业方便，施工效率高，混凝土表面平整，受到施工单位的欢迎。

组合钢模板具有使用灵活、通用性强，装拆灵活、搬运方便，承载能力强、使用寿命长等特点，这种模板的种类很多，使用范围也很广，既适用于工业和民用建筑，也适用于筒仓、桥梁、隧道、水坝等构筑物。

2、楼板模板体系

国外楼板模板施工方法很多，主要有活动支柱体系和台模体系两种。1）活动支柱体系。每层楼板施工后，拆除支柱，再移到上一层施工。这类体系使用的支柱为钢支柱或铝合金支柱，面板为胶合板、钢框胶合板模板或铝框胶合板模板，横梁为木工字梁、型钢或钢桁架等，利用这些支柱、面板、横梁相互组合，形成了多种多样的施工方法。

2）台模体系。也称飞模，由面板和支架两部分组成，可以整体安装、脱模和转运，利用起重设备在施工中层层向上转运使用，适用于各种结构体系的现浇混凝土楼板和梁的模板工程。

20世纪60年代，台模施工首先在欧洲推广应用，台模施工可以一次组装多次重复使用，节省装拆时间，施工操作简便，具有显著的优越性, 发达国家已形成各具特色的台模体系。

3、柱模板体系

国外柱模板体系也很多，有木梁和木模体系、型钢和钢模体系、型钢和钢框胶合板模板体系等，采用木梁、型钢与木模、钢框胶合板模板或钢模板组合，形成各种柱模板施工方法。

4、筒体模板体系

国外筒体模板一般采用型钢和钢框胶合板模板体系，也有采用全钢模板体系。调节筒模的方法，以前采用转动中央调节螺杆，或四角紧伸器来使四面模板移位，这种调节方法比较麻烦。目前国外模板公司采用新的调节方法，施工非常方便。如德国PERI 模板公司采用在四面模板中间各加一块梯形TSE模块，通过提插梯形模块来完成筒模的装拆。奥地利DOKA模板公司在筒模四角采用可调角模，各角模顶部固定一个螺管，螺管内插一根方管，方管上有两处与角模相连，调节螺管带动方管上下，改变角模角度来完成筒模的装拆。意大利ALPI模板公司和FARESIN模板公司在筒模四角采用三角形模板，通过拉插三角形模板来完成筒模板的装拆施工。

5、爬升模板体系

爬升模板由大模板、爬升系统和爬升设备三部分组成，吸收了滑模和大模板两者的优点，能像滑模一样以墙体为支承点，利用爬升设备自下而上逐层爬升,又与大模板支模形式相似，能得到大面积支模的效果。爬升模板在桥墩、筒仓、烟囱和高层建筑等高度较大、形状比较简单、墙壁较厚的模板工程中得到大量应用。爬升模板可采用人工爬模和自动爬模两种方法。

爬模于20世纪70年代中期首先在西欧兴起，由于爬模不需要连续爬升施工，工人操作较易掌握。另外，爬模施工是在混凝土达到一定强度后脱模，混凝土结构尺寸和表面质量都较好，施工也较安全可靠，所以很快在欧洲、南美、日本、非洲等地推广应用，并形成多种形式的爬模施工方法。

6、单面模板体系

单面模板主要适用于大坝、护坡、大型基础等，由于只有单面模板，不能用对拉螺杆，因此模板的支撑体系必须坚固，能承受较大的混凝土侧压力。

7、桥梁模板体系

桥面箱梁等构件一般采用预制工艺制作，随着桥梁设计和施工技术的进步，在高速铁路和公路的桥梁设计中，已向大体积、大吨位的整孔预制箱梁方向发展。在现浇箱梁的施工中，已大量采用移动模架造桥机及挂篮，广泛应用于城市高架、轻轨、高速铁路和公路桥施工。

8、隧道模板体系

在隧道衬砌施工中，已广泛使用模板台车，近几年模板台车技术不断创新，从平移式发展到穿行式，从边顶拱模板发展到全断面模板。目前模板台车主要有穿行式全断面模板台车、平移式全断面模板台车、针梁模板台车、穿行式马蹄形模板台车、非全圆断面模板台车等，广泛应用于公路、铁路、水利水电的隧道施工中。

9、其他材料塑面模板

1）塑面模板。在欧洲和美国考察中，看到不少模板公司研制开发了各种形式的塑料模板。如德国MEVA 模板公司在2002年开发了钢框塑覆塑模板，由于这种塑料板材质轻、耐磨性好，使用寿命长，可以周转使用500 次以上，并且清理和修补简便，该公司已逐步将木胶合板面板改为塑料板面板，大量租赁经营，效果很好。

德国PECA模板公司研制了在钢筋框上贴塑料布，作为一次性模板，主要用于基础、楼板等模板施工，施工简便，可节省大量费用。

斯洛文尼亚EPIC集团公司开发了塑料模板体系，模板、连接件、横梁等均采用复合材料制作，可用于基础、墙体、楼板等结构的模板工程。

在美国国际混凝土博览会上，看到很多塑料模板，有全塑料墙体模板、楼板施工用塑料模壳、塑料柱模板、泡沫塑料一次性模板，既可作墙体模板又可作为墙体外墙的塑料模板等，品种很多，用途很广。

另外，在韩国考察中也看到大量采用GMT塑料模板作楼板模板，并且可与胶合板通用，使用效果很好。日本开发了一种轻型塑面建筑模板，重量为6.8kg/m2，比木胶合板轻20％以上，主要用于楼板模板，加上木框可作墙体模板。

2）树脂装饰模板。目前，欧美等国家研制了各种清水混凝土装饰模板，如美国SYMONS模板公司开发了各种树脂装饰衬模，共有七大类，193种和705个规格，其中有线条型、木纹型、砖块型、石块型、石料型、平滑凹槽型等，品种规格非常多，可广泛用于各类建筑物的外墙和地坪。美国ACC 模板公司研制的树脂装饰模板，可以浇筑出各种仿石块的混凝土墙面，可与钢框胶合板模板组合使用。

德国NOE模板公司研制的树脂装饰衬模，有130多种不同的花纹，可用于桥梁、立交桥、建筑物外墙、公共建筑的地坪等。由于在混凝土内可加入各种颜料，浇筑的混凝土可以一次成型且有各种花纹、各种颜色的外装饰。这种模板施工工艺非常有前途。

3）铝合金模板。美国和加拿大采用铝合金模板较多，过去美国CONTECH 模板公司主要采用铸铝合金模板，这种模板具有用铝量多、价格高、使用寿命长、模板精度高等特点。目前，主要采用铝合金型材，这种模板重量轻，强度和刚度好，使用寿命长，能多次周转使用；板面经过涂刷处理后，易脱模不生锈；模板精度高，浇筑后的混凝土表面很漂亮，可用于墙、梁、柱、楼板、楼梯等各种部位。美国SYMONS、WTF、PFI 等模板公司还生产装饰铝合金模板，可以浇筑各种图形的混凝土墙面和地面。 

欧洲采用铝框覆塑建筑模板用作楼板模板施工比较多。在韩国考察时，看到的几乎全部为铝合金模板施工的工程。这种模板重量轻，一个人就可以搬运，使用寿命长，可以周转使用上百次，模板回收率高，在墙、梁、柱、板的模板施工中，结合楼板模板采用快拆模体系，使用效果好，采用租赁方式利于施工企业的综合经济效益。

另外还有玻璃钢模板、透水模板、透光模板、纸模板等。

三、支承系统

1、支承系统的发展概况

最早使用的脚手架是木脚手架，20世纪初，英国首先应用了用连接件与钢管组成的钢管支架，并逐步完善发展为扣件式钢管脚手架。20世纪50年代，日本开始大量应用扣件式钢管脚手架。

20世纪30年代，瑞士发明了可调钢支柱，由于这种支柱具有结构简单、装拆灵活等特点，在很多国家得到普遍应用。20世纪80年代以来，为增加钢支柱的使用功能，不少国家在钢支柱的转盘和顶部附件上做了改进，使钢支柱的使用功能大大增强。20世纪90年代，欧洲又开发了铝合金支柱，目前欧美不少模板公司都已生产，并已在工程中大量应用。

20世纪50年代以来，美国首先开发了门式脚手架，不久欧洲各国也先后引进并发展这种脚手架，形成了各种规格的门架体系。1955年，日本许多建筑公司开始引进这种门式脚手架，但当时日本扣件式钢管脚手架仍占主导地位。后来，由于扣件式钢管脚手架安全事故不断发生，脚手架的安全性被提到日程上来。1963年，日本一些规模较大的建筑公司开发、研究或购买门式脚手架，由于门式脚手架装拆方便，承载性能好，安全可靠，在一些工程中开始大量应用。门式脚手架首先使用在地下铁道、高速公路的支架工程中，1965年随着超高层建筑的增多，脚手架的使用量也越来越多。1970年各种脚手架租赁公司开始激增，由于租赁脚手架能满足建筑施工企业的要求，减少企业投资，所以，门式脚手架应用量迅速增长。目前，门式脚手架仍在大量应用，并且对门架的安全护栏进行了改进。

20世纪70年代中期，英国SGB模板公司首先研制成功碗扣式脚手架，至今在世界各地已得到推广应用，许多国家的脚手架厂都有这种产品，只是其局部构造稍有不同。20世纪80年代，德国莱亚(Layher)公司首先研制成功圆盘式脚手架，随后欧美等发达国家开发了各种类型的插销式脚手架。该脚手架的插座、插头和插销种类和品种规格很多，以两种形式为主，即盘接式脚手架和插接式脚手架。

2、支承系统的工具化

欧洲模板公司研制的脚手架和支架的品种规格非常多，这种工具化的支承系统使模板的组装和拆除灵活方便。

1）钢支柱。钢支柱在国外楼板和梁模板施工中应用相当普遍，钢支柱大部分为螺纹封闭式，并且在钢支柱的转盘和顶部附件上做了很多改进，各家模板公司都有新颖设计，使钢支柱的使用功能大大增加。

2）铝合金支柱。近几年铝合金支柱在欧洲不少模板公司都已生产，并在工程中得到大量应用。支柱采用带槽的方形铝合金管作套管，插管是四角带齿牙的铝合金管，其特点是重量轻，承载能力大，单根支柱可承载60kN，支柱之间可用横杆连接成支架, 可承载90kN，提高承载力和稳定性；插管为通长螺纹，即使几个螺纹有问题也无妨；插管上有标尺，可预调支柱高度。

3）门式支架。在欧洲应用已久，目前在不少工程中还大量应用，但在结构上已做了改进，门框改为封闭框，提高了门框的刚度，门架在搬运和使用过程中不易变形。日本在20世纪60年代就开始广泛使用门式支架，由于其安全性较好，因此目前仍在大量应用，且对门架的安全护栏做了改进。 

4）碗扣式支架。碗扣式支架是英国SGB模板公司的专利，已有30多年的应用历史，目前欧洲仍在少量应用，在亚洲、非洲等国家正在大量推广应用，日本应用也比较多，不过做了改进，在横杆上加了两个连接件，以增强碗扣架的整体刚度。我国也大量推广应用碗扣式支架，但是没有充分发挥碗扣式支架的使用功能，有些部件没有学到手，如活动碗扣，方便与扣件钢管支架连接；伸缩横杆方便施工圆弧形结构。

5）插销式支架。20世纪80年代以来，欧美等发达国家开发了各种类型的插销式脚手架，是立杆上的插座与横杆上的插头，采用楔形插销连接的一种新型脚手架。由于具有结构合理、承载力高、装拆方便、节省工料、技术先进、安全可靠等特点，在欧、美发达国家应用广泛，是当前国际主流脚手架。插销式脚手架的插座、插头和插销种类很多，如插座有圆形、方形、梅花形、V 形耳、U 形耳等。圆盘式支架是在一个直径120mm、厚18mm的圆盘插座上，可以连接8个不同方向的横杆和斜杆，插头的构造设计先进，组装牢固可靠，目前是欧洲应用最普遍的脚手架。 

6）方塔式支架。方塔式支架在欧洲的桥梁、高架桥等工程中大量应用，具有结构合理、使用安全可靠、适用范围广、承载能力大、使用寿命长等特点。另外，还有其他各种形式的承插式脚手架。