一起看看国外建筑模板、脚手架技术的发展动向

           

糜嘉平

中国模板脚手架协会原副理事长兼秘书长

《施工技术（中英文）》杂志荣誉编委

模板是浇筑混凝土构件的重要施工工具，模板工程是混凝土和钢筋混凝土结构工程施工中量大面广的施工工艺。在现浇混凝土结构工程的费用中，模板工程的工程费用一般约占30%以上。其中人工费占的比例很高，一般约占现浇混凝土结构工程人工费的28～45%。

据德国PERI模板公司的资料介绍，在现浇混凝土结构工程总费用中，模板工程的人工费占46.7%，材料费只占6%。混凝土工程的人工费占7.8%，材料费占21.8%。钢筋工程的人工费占8.7%，材料费占9.0%。

由此可见，在现浇混凝土结构工程中，模板工程所需的工程费用和劳动量，要比混凝土工程和钢筋工程大得多。

国外模板和脚手架技术发展动向

（一）模板技术的发展

1、模板规格的体系化

20世纪之前，最初的模板是采用木散板，按结构形状拼装成混凝土模型。

20世纪初，开始出现了装配式定型木模板，可以在现场拼装，拆模后可周转使用。

50年代后半期，在法国等国家开始应用了大型模板，可采用机械吊装。这种大模板施工方法在欧洲、美国、日本等国家都有了很大的发展，在许多国家的模板公司都已形成了各具特色的大模板体系。

60年代初，组合式定型模板在工程中开始应用，由于具有通用性强、周转次数多、应用范围广等特点，已成为主导模板。

70年代以来，许多国家的模板规格已形成了各具特色的模板体系。如适用于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；适用于混凝土楼板、平台的台模体系；适用于同时浇灌混凝土墙体和楼板的隧道模体系；适用于高层建筑的滑动模板、爬升模板和提升模板体系；以及适用于坝堤施工的悬臂模体系等。

80年代以来，许多国家的模板企业都实行了集团化经营、规模化生产，逐步形成企业集团，成立了各种模板集团公司、跨国模板公司（专业化、集团化）等。

2、模板材料的多样化

20世纪之前，最早的模板是使用木材制作的。木胶合板的应用也已有了百年以上历史，在欧美等国家很早已开始应用，1912年左右，芬兰最早应用木胶合板，1934年美国开始应用木胶合板，日本是在二次大战后从美国引进的。

1908年美国最早使用钢模板，并且很快传入其他国家，30年代后，钢模板传到日本，50年代开始大量应用。钢模板有全钢大模板、轻型钢模板和组合钢模板等几种类型。

60年代初，美国研制了铝合金模板，70年代，美国国际房屋有限公司生产了一套铸铝合金模板体系，这种模板具有刚度好，周转次数多，表面可带装饰图案等特点，在50多个国家和地区得到应用。

80年代以后，美国等国家一般已采用铝合金型材加工制作铝合金模板了，美国许多模板公司还生产装饰铝合金模板。在韩国建筑工程中，采用轻型全铝合金模板较多，在欧洲很少采用全铝合金模板，采用铝框胶合板模板作楼板模板施工比较多。

60年代中期，日本开始使用ABS树脂制作塑料模板，德国Alkus塑料模板公司从1985年开始研究和开发能替代木模板的塑料模板。90年代以后，塑料模板在国外工业发达国家发展很快，GMT、EPIC和轻型塑料模板、塑料模壳、塑料衬模等的品种规格也越来越多。

另外，还有采用玻璃钢、耐水纸、橡胶、纺织品等材料制作成的模板，以及树脂砂浆的装饰模板、透光模板、透水模板、柔性充气模板、密助网眼钢模板等。

（二）脚手架技术的发展

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支架（脚手架），很快推广应用到世界各地。在许多国家已形成各种形式的扣件式钢管支架，并成为当前应用最普遍的模板支架。

30年代，瑞士发明了可调钢支柱，这是一种单管式支柱，其结构形式有螺纹外露式和螺纹封闭式两种。

50年代，美国首先研制成功了门式脚手架，到了60年代初，欧洲、日本等国先后引进并发展了这种脚手架。在欧洲许多国家还研制和应用了与门形支架结构形式相似的梯形、四边形、三角形等模板支架体系。

60年代，德国首先开发应用了方塔式脚手架，名称为ID15，在西欧各国已广泛应用，90年代初，我国在大大亚湾核电站工程中，引进这种脚手架。

70年代中，英国SGB模板公司首先研制成功了碗扣式钢管脚手架，至今在世界各地已得到推广应用，我国也引进了碗扣脚手架，并在全国大量推广应用。

80年代以来，欧美等发达国家开发了各种类型的插销式钢管脚手架。由于这种脚手架的插座、插头和插销的种类和品种规格很多，主要有二种形式，即盘销式钢管脚手架和插接式钢管脚手架。

(1) 盘销式钢管脚手架

盘销式钢管脚手架的插座有圆盘形插座、方板形插座、圆角形插座、多边形插座、十字形插座等，插孔有四个，也有八个，插孔的形状插头和插销的形式也多种多样。

这种脚手架是德国莱亚(Layher)公司在80年代首先研制成功，目前在许多国家采用并发展了这种脚手架，它的插座、插头和楔板的形状及连接方式各不相同，脚手架的名称也不同。

该脚手架是德国PERI公司开发研制成功的，圆角盘插座上有四个大圆孔和四个小圆孔，横杆插头插入大圆孔内，斜杆插头插入小圆孔内。不但可广泛用作各种脚手架，模板支架，还可用作看台支架。

90年代，日本朝日产业株式会社研制成功了方板式脚手架，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，将插头的2个小头插入插座的2个矩形孔内，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。

（2）插接式钢管脚手架

该脚手架是在80年代，法国Entrepose  Echaudages 公司首先研制成功，该公司是一家有50多年历史的老企业，它开发设计的 U形耳插接式钢管脚手架在欧洲和亚洲建筑市场已得到大量推广应用。

这种脚手架是在90年代，由欧洲脚手架公司研制成功的，其结构型式是每个插座是由4个V形卡组成，插头为C形卡，结构比较简单，组装很方便。目前，已有不少国家采用这种脚手架，如智利、印度、阿联酋等国家。

（三）模板系统的体系化

1、墙体模板体系

（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。

▲无框墙体模板

（2）带框模板体系： 小型钢框胶合板模板的边框和肋为热轧扁钢； 轻型钢框胶合板模板的边框和肋为冷弯型钢； 重型钢框胶合板模板的边框和肋均为空腹钢框。

▲钢框胶合板墙模板

（3）全钢墙体模板体系： 全钢大模板；轻型钢模板；组合钢模板。

▲钢模板墙模板

（4）铝合金墙体模板体系： 铝框胶合板模板；组合式铝合金模板；全铝合金大模板。

▲铝合金墙模板

（5）塑料墙体模板体系： 钢框塑料模板；装饰塑料模板；保温泡沫塑料模板。

▲装饰塑料墙模板

2、楼板模板体系

（1）活动支架体系： 木梁、木模、钢（铝合金）支柱支模体系；钢梁、木模、钢支柱体系；钢桁架、插销式支架支模体系；钢梁、钢框胶合板模板、钢支柱支模体系；铝框胶合板模板、铝合金（钢）支柱支模体系。

▲木梁、木模、钢（铝）支柱

▲连体钢梁支模

▲铝合金模板、钢支柱支模

（2）无支架体系： 可调桁架、胶合板支模体系；可调钢梁、胶合板支模体系。

（3）台模施工体系： 立柱式台模；框架式台模；桁架式台模；悬挂式台模；折叠式台模。

▲框架式台模

（4）模壳施工体系

（5）快拆模施工体系

3、柱模板体系

（1）圆形钢柱模板体系

▲全木柱模板

（2）钢（铝合金）框柱模板体系

▲钢框柱模板

▲铝合金支柱

（3）木梁、胶合板模板体系

（4）型钢、钢模板体系

（5）型钢、钢框胶合板模板体系

4、筒体模板体系

（1）HUNNEBECK筒模体系；

（2）PERI筒模体系；

（3）ALPA筒模体系；

（4）大型圆形筒模体系。

5、爬升模板体系

由大模板、爬升系统和爬升设备三部分组成。有人工爬模和自动爬模两种方法，悬挂式爬模也有采用吊车提升的人工爬模和采用液压油缸提升的自动爬模。

6、滑升模板体系

由模板结构系统和提升系统两部分组成，在液压系统的控制下，千斤顶带着模板和操作平台，沿爬杆自动向上爬升，也可以水平横向滑动。

7、单面模板体系

单面模板浇筑混凝土时，所有现浇混凝土的侧压力一面的支架承受。主要适用于大坝、护坡、大型基础等。

8、桥梁模板体系

桥面箱梁等构件一般采用预制工艺制作，在现浇箱梁的施工中，已大量采用移动模架造桥机及挂篮等。

9、隧道模板体系

在隧道衬砌施工中，已广泛使用模板台车，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。

（四）模板支承体系工具化

1、扣件式钢管支柱

2、可调钢（铝）支柱

3、铝合金支柱

4、门式支架（脚手架）

▲门式脚手架

5、框式支架（脚手架）

6、碗扣式支架（脚手架）

▲碗扣式脚手架

7、插销式支架（脚手架）

该脚手架主要有盘接式脚手架和插销式脚手架两种形式。

8、方塔式支架

▲方塔式支架

9、早拆支撑体系

技术不断创新、设备不断更新

欧洲许多跨国模板公司有不少是老企业，如奥地利多卡模板公司创立于1868年，芬欧汇川木业有限公司创立于1883年，英国SGB模板公司创立于1920年，德国HüNNEBECK 模板公司创立于1929年，德国NOE模板公司创立于1939年。这些老企业能够长久不衰，不断发展为跨国模板公司，就是靠技术不断创新，设备不断更新。PERI模板公司创建于1969年、MEVA模板公司创建于1970年，但都已发展为跨国模板公司，都是不断开发新产品，提高技术性能，满足施工工程的需要。

另外，采用先进的专用设备，模板、脚手架生产工艺都已形成自动化生产线，先进的生产设备确保产品的加工质量和加工速度。

规模化生产、集团化经营

当前，国外发达国家的模板公司数量都不多，但是生产规模很大，如德国的模板公司数量并不多，但德国模板公司在国际上有较大影响的有20多家，不少模板公司都已发展为跨国模板公司，如呼纳贝克、培利、诺埃、多卡、 帕夏尔、MEVA等。其中，德国呼纳贝克公司在世界范围内有60多个生产基地，在50个国家有代表处，有一批姐妹公司和50多个租赁公司，其规模应是较大的。

德国PERI公司在全世界55个国家拥有42个子公司或代表处，拥有客户25000个，每年可完成5万个以上模板工程项目，70％的业务都在国外。

又如奥地利DOKA公司在德国等国家有生产基地，在43个国家有办事处。芬兰是木材加工国家，现有木材加工企业130多家，其中，木胶合板企业有23家。其中舒曼公司是规模较大的一家，该公司拥有9家木材加工厂，2个姐妹厂，舒曼公司还是突曼斯多集团公司的成员。

欧洲许多国家是世界上模板技术最先进的国家，许多国家模板公司的数量不超过百家，但大多实行集团化经营、规模化生产。这些模板公司都很关注租赁方式，如德国呼纳贝克模板公司，在50个国家有代表处，有一批姐妹公司和50多个租赁公司。

德国MEVA模板公司，由于钢框塑料板模板的价格较贵，销售比较困难，因此以租赁为主，该公司的年营业额中，80%为租赁收入。

德国PASCHAL模板公司，其销售网点在德国国内有5个，分布在全球60多个国家，有60多个租赁公司。

英国SGB模板公司，有职工约5千人，在欧洲、亚洲、中东等地15个国家有代表处，在英国有60余个租赁和销售分部。

美国西蒙斯模板公司，在美国的建筑市场份额中约占70%，其模板租赁业务也遍及世界很多国家。