項(xiàng)目名稱：基于施工時(shí)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(jiǎng)種： 科技進(jìn)步獎(jiǎng)
推薦單位：福建省教育廳
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：
單立桿早拆模板支撐體系是通過(guò)設(shè)計(jì)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(shí)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(shì)，逐漸得到廣泛運(yùn)用。但是，相應(yīng)理論和設(shè)計(jì)方法并不完善，實(shí)際施工過(guò)程往往過(guò)分依靠經(jīng)驗(yàn)、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(gè)核心技術(shù)難點(diǎn)：（1）單立桿模板支撐體系的設(shè)計(jì)及其整體穩(wěn)定性；（2）單立桿模撐體系與早齡期時(shí)變鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的多層空間受荷體系的傳力機(jī)制；（3）單點(diǎn)支撐作用下早齡期鋼筋混凝土梁板損傷機(jī)理。此外，由于齡期較早通過(guò)試塊確定砼強(qiáng)度方法的誤差較大，如果過(guò)早拆除底模容易導(dǎo)致混凝土損傷，嚴(yán)重涉及國(guó)家財(cái)產(chǎn)人民生命安全等問(wèn)題。
自2014年開(kāi)始研究，先后得到國(guó)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(xiàng)目的資助，針對(duì)上述三個(gè)核心技術(shù)難點(diǎn)展開(kāi)產(chǎn)學(xué)合作攻關(guān)研究，主要?jiǎng)?chuàng)新成果為：
(1)提出了考慮齡期、養(yǎng)護(hù)累計(jì)溫度、持荷軸拉比、持荷時(shí)間的砼各項(xiàng)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(guò)大量實(shí)驗(yàn)和理論推導(dǎo)獲得了基于齡期和養(yǎng)護(hù)累計(jì)溫度的精細(xì)化砼立方體抗壓強(qiáng)度及劈裂強(qiáng)度、棱柱體抗壓強(qiáng)度及彈性模量等預(yù)測(cè)公式，為施工現(xiàn)場(chǎng)砼強(qiáng)度精準(zhǔn)預(yù)測(cè)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(duì)多個(gè)早齡期混凝土試件同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間施加穩(wěn)定拉、壓、扭的加載裝置，提高了試驗(yàn)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(duì)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(shí)變性的單立桿早拆模板支撐體系的設(shè)計(jì)理論，建立了點(diǎn)支撐條件下混凝土梁、板抗彎承載力的設(shè)計(jì)方法，建立了基于施工時(shí)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(yàn)算歸結(jié)為單根立桿穩(wěn)定承載力計(jì)算的驗(yàn)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(jiān)實(shí)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(yùn)用范圍；通過(guò)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(jià)，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(mén)特房建設(shè)工程集團(tuán)有限公司、福建優(yōu)建建筑科技有限公司、福州建工（集團(tuán)）總公司、精易建工集團(tuán)有限公司
主要完成人及其貢獻(xiàn)：
1. 蔡雪峰：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，全面負(fù)責(zé)本項(xiàng)目的研究工作，包括研究思路、關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)的解決，研發(fā)工作的組織、關(guān)鍵技術(shù)的分析等。對(duì)本項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)1、創(chuàng)新點(diǎn)2.、創(chuàng)新點(diǎn)3均有重要貢獻(xiàn)。
2. 莊金平：主要負(fù)責(zé)創(chuàng)新點(diǎn)1和3的研究，進(jìn)行了早領(lǐng)期混凝土系列力學(xué)性能試驗(yàn)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(xiàng)，實(shí)用新型2項(xiàng)，論文5篇。
3. 連世洪：參與創(chuàng)新點(diǎn)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(jì)以及生產(chǎn)線的建設(shè)。對(duì)創(chuàng)新點(diǎn)3作出重要的貢獻(xiàn)。獲得授權(quán)國(guó)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(dòng)化鋼筋布設(shè)裝置，對(duì)創(chuàng)新點(diǎn)二有重要貢獻(xiàn)。完成了發(fā)明專利3項(xiàng)。
5. 鄭居煥：主要參與了創(chuàng)新點(diǎn)一和創(chuàng)新點(diǎn)四的研究， 取得了2項(xiàng)發(fā)明專利，發(fā)表了文章1篇。
6. 蘇清濡：參與創(chuàng)新點(diǎn)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(jì)以及生產(chǎn)線的建設(shè)。對(duì)創(chuàng)新點(diǎn)4作出重要的貢獻(xiàn)。
7. 吳志鴻：參與創(chuàng)新點(diǎn)3的研究，主要進(jìn)行考慮施工時(shí)變的單立桿鋁合金模撐體系中墻體模板的對(duì)接技術(shù)的研究和實(shí)驗(yàn)，在鋁合金模板及支撐體系優(yōu)化方面做出突出貢獻(xiàn)。
8. 周繼忠：參與了創(chuàng)新點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)四的研究， 在鋁合金模板截面設(shè)計(jì)、銷釘連接形式設(shè)計(jì)、立桿形式等方面提出了有效的改進(jìn)意見(jiàn)。
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(bào), 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(duì)混凝土性能影響的試驗(yàn)研究. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2018,41(7): 37-47.
[3]莊金平, 張三鵬, 蔡雪峰, 邱豪. 早齡期持壓對(duì)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度影響試驗(yàn)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(yàn)研究及參數(shù)分析.工業(yè)建筑, 2017, 47(11)：142-147.
主要知識(shí)產(chǎn)權(quán)證明目錄：
[1]發(fā)明專利:對(duì)多個(gè)混凝土試件施加持久軸拉損傷荷載的試驗(yàn)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(duì)多個(gè)混凝土試件同時(shí)施加持久軸壓荷載的試驗(yàn)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(duì)混凝土構(gòu)件施加壓扭損傷荷載的試驗(yàn)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(dòng)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(dòng)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(tái)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(jī). (ZL 2015 1 1003434.8). 發(fā)明人:黃鑫，吳志鴻，孫沖.
[10]實(shí)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(shí)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(shí)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(xiàng)目所開(kāi)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(dú)立的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。項(xiàng)目整體技術(shù)在全國(guó)知名特級(jí)企業(yè)中建海峽發(fā)展有限公司、福州建工集團(tuán)有限責(zé)任公司、精易建工集團(tuán)有限公司等公司應(yīng)用，助推企業(yè)躋身我國(guó)建筑行業(yè)綜合實(shí)力的第一梯隊(duì)前列。根據(jù)對(duì)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(jì)資料顯示，推廣應(yīng)用本項(xiàng)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(jì)效益與社會(huì)效益。