項目名稱：基于施工時變性的單立桿早拆模撐體系關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用推廣

推薦獎種： 科技進步獎

推薦單位：福建省教育廳

項目簡介：

單立桿早拆模板支撐體系是通過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)模板，模板之間銷釘聯(lián)結(jié)，立桿采用可調(diào)支柱并與梁底或板底模處晚拆頭連接，實現(xiàn)墻、柱、梁、板模板一次性拼裝，利用模板平面內(nèi)剛度為立桿提供側(cè)向支撐，從而可不增加縱橫拉桿，具有安裝快、周轉(zhuǎn)率高、成本低等優(yōu)勢，逐漸得到廣泛運用。但是，相應(yīng)理論和設(shè)計方法并不完善，實際施工過程往往過分依靠經(jīng)驗、隨意不規(guī)范，缺乏工法，存在極大的施工安全隱患。亟待解決三個核心技術(shù)難點：（1）單立桿模板支撐體系的設(shè)計及其整體穩(wěn)定性；（2）單立桿模撐體系與早齡期時變鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的多層空間受荷體系的傳力機制；（3）單點支撐作用下早齡期鋼筋混凝土梁板損傷機理。此外，由于齡期較早通過試塊確定砼強度方法的誤差較大，如果過早拆除底模容易導(dǎo)致混凝土損傷，嚴(yán)重涉及國家財產(chǎn)人民生命安全等問題。

自2014年開始研究，先后得到國家自然科學(xué)基金、省自然科學(xué)基金、省住建廳以及產(chǎn)學(xué)合作項目的資助，針對上述三個核心技術(shù)難點展開產(chǎn)學(xué)合作攻關(guān)研究，主要創(chuàng)新成果為：

(1)提出了考慮齡期、養(yǎng)護累計溫度、持荷軸拉比、持荷時間的砼各項施工控制指標(biāo)，建立了其受壓應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系模型；通過大量實驗和理論推導(dǎo)獲得了基于齡期和養(yǎng)護累計溫度的精細(xì)化砼立方體抗壓強度及劈裂強度、棱柱體抗壓強度及彈性模量等預(yù)測公式，為施工現(xiàn)場砼強度精準(zhǔn)預(yù)測提供了可靠依據(jù)，解決了早齡期砼梁板承擔(dān)荷載控制標(biāo)準(zhǔn)不明確的難題。

(2）發(fā)明了對多個早齡期混凝土試件同時長時間施加穩(wěn)定拉、壓、扭的加載裝置，提高了試驗的工作效率；發(fā)明了樓板鋼筋、墻體精準(zhǔn)布設(shè)裝置，消除了鋼筋不均勻布置對早拆模板條件砼梁板、剪力墻承載力影響的不利因素。

(3) 提出了基于施工時變性的單立桿早拆模板支撐體系的設(shè)計理論，建立了點支撐條件下混凝土梁、板抗彎承載力的設(shè)計方法，建立了基于施工時變性多層樓板及其支撐空間受力體系的荷載分配原則，提出了整體穩(wěn)定性驗算歸結(jié)為單根立桿穩(wěn)定承載力計算的驗算方法，優(yōu)化了斜撐布置、單立桿間距等構(gòu)造措施。為其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。

(4) 發(fā)明了一套可伸縮、可與大直徑立桿靈活連接的斜撐，該斜撐與單立桿、頂部的模板形成三角形穩(wěn)定體系，提高了單立桿支撐體系的整體穩(wěn)定性和運用范圍；通過建立鋁合金模板及支撐部件的標(biāo)準(zhǔn)化，形成了具有自主產(chǎn)權(quán)的整套單立桿早拆鋁合金模板支撐體系?？娠@著提高質(zhì)量和安全性、節(jié)省造價，綠色環(huán)保、施工高效。

主要完成單位：福建工程學(xué)院、中建海峽建設(shè)發(fā)展有限公司、廈門特房建設(shè)工程集團有限公司、福建優(yōu)建建筑科技有限公司、福州建工（集團）總公司、精易建工集團有限公司

主要完成人及其貢獻：

1. 蔡雪峰：項目負(fù)責(zé)人，全面負(fù)責(zé)本項目的研究工作，包括研究思路、關(guān)鍵技術(shù)和難點的解決，研發(fā)工作的組織、關(guān)鍵技術(shù)的分析等。對本項目創(chuàng)新點1、創(chuàng)新點2.、創(chuàng)新點3均有重要貢獻。

2. 莊金平：主要負(fù)責(zé)創(chuàng)新點1和3的研究，進行了早領(lǐng)期混凝土系列力學(xué)性能試驗研究以及單立桿早拆模板體系系列研究，獲得發(fā)明專了3項，實用新型2項，論文5篇。

3. 連世洪：參與創(chuàng)新點3的研究，主要參與鋁合金模板及支撐體系整套產(chǎn)品生產(chǎn)的設(shè)計以及生產(chǎn)線的建設(shè)。對創(chuàng)新點3作出重要的貢獻。獲得授權(quán)國家專利《應(yīng)用于鋁合金模板轉(zhuǎn)換層的防漏加固裝置》ZL 2018 2 0538656.2。

4. 陳兵：研發(fā)了樓板和墻體自動化鋼筋布設(shè)裝置，對創(chuàng)新點二有重要貢獻。完成了發(fā)明專利3項。

5. 鄭居煥：主要參與了創(chuàng)新點一和創(chuàng)新點四的研究， 取得了2項發(fā)明專利，發(fā)表了文章1篇。

6. 蘇清濡：參與創(chuàng)新點4的研究，主要參與鋁合金模板及支撐體系整套產(chǎn)品生產(chǎn)的設(shè)計以及生產(chǎn)線的建設(shè)。對創(chuàng)新點4作出重要的貢獻。

7. 吳志鴻：參與創(chuàng)新點3的研究，主要進行考慮施工時變的單立桿鋁合金模撐體系中墻體模板的對接技術(shù)的研究和實驗，在鋁合金模板及支撐體系優(yōu)化方面做出突出貢獻。

8. 周繼忠：參與了創(chuàng)新點四的研究， 參與了福建省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)《鋁合金模板體系技術(shù)規(guī)程》的編制。

9. 鄭蓮瓊：參與了創(chuàng)新點四的研究， 參與福建省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)《鋁合金模板體系技術(shù)規(guī)程》的編制。

10. 林品偉：參與創(chuàng)新點四的研究， 在鋁合金模板截面設(shè)計、銷釘連接形式設(shè)計、立桿形式等方面提出了有效的改進意見。

代表性論文專著目錄：

[1]莊金平, 蔡雪峰, 鄭永乾, 周繼忠. 高大模板扣件式鋼管支撐系統(tǒng)整體受力性能研究.土木工程學(xué)報, 2016, 49(10):57-63. 

[2]莊金平, 張三鵬, 蔡雪峰, 邱豪. 早齡期持續(xù)拉力對混凝土性能影響的試驗研究. 重慶大學(xué)學(xué)報. 2018,41(7): 37-47.

[3]莊金平, 張三鵬, 蔡雪峰, 邱豪. 早齡期持壓對混凝土軸心抗壓強度影響試驗研究. 建筑科學(xué). 2018, 34(5):50-55.

[4]莊金平, 邱豪, 崔洪亨, 蔡雪峰, 楊尊煌, 張三鵬. 鋁合金模板銷釘半剛性連接性能研究.工業(yè)建筑, 2017,47(12)：152-156.

[5]潘欽鋒,崔洪亨, 蔡雪峰, 莊金平,楊尊煌.鋁合金模板抗彎性能試驗研究及參數(shù)分析.工業(yè)建筑, 2017, 47(11)：142-147.

主要知識產(chǎn)權(quán)證明目錄：

[1]發(fā)明專利:對多個混凝土試件施加持久軸拉損傷荷載的試驗裝置及方法（ZL 2015 1 0827859.4.發(fā)明人:莊金平, 邱豪, 蔡雪峰, 鄭永乾, 李振, 楊尊煌.

[2]發(fā)明專利:對多個混凝土試件同時施加持久軸壓荷載的試驗裝置(ZL 2016 1 0493712.0). 發(fā)明人: 蔡雪峰,  邱豪, 莊金平, 楊尊煌, 張三鵬, 吳敏.

[3]發(fā)明專利: 對混凝土構(gòu)件施加壓扭損傷荷載的試驗裝置(ZL 2016 1 0493715.4). 發(fā)明人：莊金平, 楊尊煌, 蔡雪峰, 邱豪, 張三鵬, 陳起棟.

[4]發(fā)明專利: 滑動式樓板鋼筋布設(shè)裝置（ZL 2016 1 0377373.X）.發(fā)明人: 陳兵.

[5]]發(fā)明專利:變距式墻鋼筋布設(shè)裝置（ZL 2016 1 0375759.7）.發(fā)明人:陳兵.

[6]發(fā)明專利: 滑動變變距式墻鋼筋布設(shè)裝置（ZL 2016 1 037574X）.發(fā)明人:陳兵.

[7]發(fā)明專利: 一種反力墻加載孔內(nèi)壓工具(ZL 2015 1 0995987.X). 發(fā)明人: 鄭居煥, 曹小霞, 莊金平, 陳敏慧, 王仁發(fā).

[8]發(fā)明專利: 一種臺座加載孔上提工具(ZL 2015 1 0999123.5). 發(fā)明人: 鄭居煥, 曹小霞, 莊金平, 陳敏慧, 王仁發(fā).

[9]發(fā)明專利：帶螺紋工件用清洗機. (ZL 2015 1 1003434.8). 發(fā)明人:黃鑫，吳志鴻，孫沖.

[10]實用新型專利: 一種新型混凝土受拉預(yù)埋裝置(ZL 2015 2 0952962.7). 發(fā)明人:莊金平, 邱豪, 蔡雪峰, 鄭永乾, 李振, 楊尊煌.

[11]實用新型專利：任意角度連接的自由伸縮裝配式斜支撐裝置（ZL 2016 2 0374057.2）發(fā)明人:郭東彬，張俊峰，黃杰，陳光旭，劉怡慧，莊金平.

[12] 實用新型專利：應(yīng)用于鋁合金模板轉(zhuǎn)換層的防漏加固裝置（ZL 2018 2 0538656.2）發(fā)明人: 潘一翔, 連世洪, 郭廷杰, 張江洲. 

推廣應(yīng)用情況：

本項目所開發(fā)的單立桿早拆模撐體系關(guān)鍵技術(shù)，形成了專利、論文、福建省《福建省鋁合金模板體系技術(shù)規(guī)程》DBJ/T13-236-2016等系列創(chuàng)新成果，在核心技術(shù)上擁有獨立的自主知識產(chǎn)權(quán)。項目整體技術(shù)在全國知名特級企業(yè)中建海峽發(fā)展有限公司、福州建工集團有限責(zé)任公司、精易建工集團有限公司等公司應(yīng)用，助推企業(yè)躋身我國建筑行業(yè)綜合實力的第一梯隊前列。根據(jù)對幾家知名企也的建筑施工企業(yè)調(diào)研反饋及福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳施工安全統(tǒng)計資料顯示，推廣應(yīng)用本項目成果后，單立桿早拆模撐體系施工質(zhì)量好，未出現(xiàn)施工安全事故。取得很好的經(jīng)濟效益與社會效益。