问题:大跨度钢筋混凝土结构施工中,模板支架体系既是成型质量的关键环节,也是制约工期与成本的“卡点”。
按常规做法,底模及其支撑往往需待混凝土强度达到设计值较高比例后方可拆除,模板、方木、盘扣架等周转材料被长期占用。
对车站站房这类大跨度空间结构而言,支撑体量大、占地多、周转频次低,容易造成材料堆积、作业面被挤占,进而拖慢流水组织。
同时,拆除时机把握不当,过早易引发结构变形与坍塌风险,过晚则造成资源浪费与节点延误,安全与效率的矛盾尤为突出。
原因:矛盾的根源在于传统顶托与模板支架受力路径相对单一,拆模过程对支撑体系稳定性要求高,施工通常采取“整体等待、整体拆除”的保守策略,以强度增长来换取安全冗余。
这一策略在常规楼层施工中尚可接受,但在大跨度构件中会被放大:其一,混凝土早期强度发展受温湿度、养护条件等影响,等待时间难以压缩;其二,跨度越大,底模拆除对挠度控制与局部承载要求越严,传统构造缺少“分段释放荷载、分区保留支撑”的精细手段;其三,现场空间受限时,材料周转与运输组织相互牵制,形成连锁效应,带来综合成本上升。
影响:周转材料占用周期拉长,首先体现为租赁与采购成本上升,项目资金占压随之增加;其次,材料集中堆放影响现场文明施工与通行效率,吊装、运输、绑扎、浇筑等工序衔接被迫调整,施工节奏易出现“等料、等面、等强度”;再次,拆模作业本身属于高风险工序,若因赶工出现拆除时机偏差或支撑体系受力不清,容易埋下质量与安全隐患。
对铁路站房等节点工程而言,工期与质量要求高、社会关注度高,施工组织的任何波动都可能放大为整体履约压力。
对策:针对上述痛点,保定南站项目团队在多轮受力计算与试验验证基础上,对模板支架顶托构造及荷载传递逻辑进行微创新,研发“双螺母早拆头”装置。
装置通过优化受力路径与构造细节,将传统顶部U型托的局部受力方式调整为平板顶托形式,并引入新型托撑来承托双槽钢主龙骨;下部设置双调节螺母,分别用于控制托撑与顶托高度,与盘扣架体共同形成稳定、可调的支撑体系。
其关键在于把“拆模”从一次性动作转变为可控的分阶段释放:在底模拆除满足国家标准及强度条件的前提下,保留必要的狭窄底模板与养护支撑单元,将拆除后的受力跨度控制在规范允许范围内,实现“大部分先拆、关键部位续撑”的动态平衡。
由此,既提高了周转材料的利用效率,又为后续工序打开作业面,减少现场拥堵和交叉作业风险。
前景:从行业趋势看,建筑施工正加快向绿色化、工业化、精细化管理转型,提升周转效率、降低材料消耗、强化本质安全,已成为大型工程管理的重要方向。
类似“双螺母早拆头”这类面向一线痛点的微创新,投入不高、见效较快,若能在不同跨度、不同结构类型中形成参数化应用与标准化工法,有望进一步推动模板支架体系从“经验控制”走向“计算—验证—实施”的闭环管理。
下一步,围绕装置的适用边界、拆模流程、验算方法与现场验收要点进行系统梳理,并结合数字化测量与监测手段强化过程控制,将有助于提升可复制性与推广价值,为大体量公共建筑、交通枢纽等工程提供更具韧性的施工组织方案。
建筑施工是一个充满挑战的领域,每一个看似微小的改进都可能产生深远的影响。
"双螺母早拆头"装置的成功研发与应用,不仅为保定南站项目的顺利推进提供了技术支撑,更为整个建筑施工行业提供了一个有益的启示:坚持问题导向,深入调研论证,敢于创新突破,就能在传统工艺的基础上找到新的突破口。
随着这类微创新技术的不断涌现和推广,建筑施工必将朝着更加绿色、高效、安全的方向迈进。