福建省科学技术奖申报项目公示内容

发布时间:2020/12/18 15:37:50  来源:  点击次数:1558
项目名称:基于施工时变性的单立杆早拆模撑体系关键技术及产业化应用推广
推荐奖种: 科技进步奖
推荐单位:福建省教育厅
项目简介:
单立杆早拆模板支撑体系是通过设计标准和非标模板,模板之间销钉联结,立杆采用可调支柱并与梁底或板底模处晚拆头连接,实现墙、柱、梁、板模板一次性拼装,利用模板平面内刚度为立杆提供侧向支撑,从而可不增加纵横拉杆,具有安装快、周转率高、成本低等优势,逐渐得到广泛运用。但是,相应理论和设计方法并不完善,实际施工过程往往过分依靠经验、随意不规范,缺乏工法,存在极大的施工安全隐患。亟待解决三个核心技术难点:(1)单立杆模板支撑体系的设计及其整体稳定性;(2)单立杆模撑体系与早龄期时变钢筋混凝土结构的多层空间受荷体系的传力机制;(3)单点支撑作用下早龄期钢筋混凝土梁板损伤机理。此外,由于龄期较早通过试块确定砼强度方法的误差较大,如果过早拆除底模容易导致混凝土损伤,严重涉及国家财产人民生命安全等问题。
自2014年开始研究,先后得到国家自然科学基金、省自然科学基金、省住建厅以及产学合作项目的资助,针对上述三个核心技术难点展开产学合作攻关研究,主要创新成果为:
(1)提出了考虑龄期、养护累计温度、持荷轴拉比、持荷时间的砼各项施工控制指标,建立了其受压应力-应变本构关系模型;通过大量实验和理论推导获得了基于龄期和养护累计温度的精细化砼立方体抗压强度及劈裂强度、棱柱体抗压强度及弹性模量等预测公式,为施工现场砼强度精准预测提供了可靠依据,解决了早龄期砼梁板承担荷载控制标准不明确的难题。
(2)发明了对多个早龄期混凝土试件同时长时间施加稳定拉、压、扭的加载装置,提高了试验的工作效率;发明了楼板钢筋、墙体精准布设装置,消除了钢筋不均匀布置对早拆模板条件砼梁板、剪力墙承载力影响的不利因素。
(3) 提出了基于施工时变性的单立杆早拆模板支撑体系的设计理论,建立了点支撑条件下混凝土梁、板抗弯承载力的设计方法,建立了基于施工时变性多层楼板及其支撑空间受力体系的荷载分配原则,提出了整体稳定性验算归结为单根立杆稳定承载力计算的验算方法,优化了斜撑布置、单立杆间距等构造措施。为其产业化应用奠定了坚实的基础。
(4) 发明了一套可伸缩、可与大直径立杆灵活连接的斜撑,该斜撑与单立杆、顶部的模板形成三角形稳定体系,提高了单立杆支撑体系的整体稳定性和运用范围;通过建立铝合金模板及支撑部件的标准化,形成了具有自主产权的整套单立杆早拆铝合金模板支撑体系。可显著提高质量和安全性、节省造价,绿色环保、施工高效。
主要完成单位:福建工程学院、中建海峡建设发展有限公司、亚搏真人直播、福建优建建筑科技有限公司、福州建工(集团)总公司、精易建工集团有限公司
主要完成人及其贡献:
1. 蔡雪峰:项目负责人,全面负责本项目的研究工作,包括研究思路、关键技术和难点的解决,研发工作的组织、关键技术的分析等。对本项目创新点1、创新点2.、创新点3均有重要贡献。
2. 庄金平:主要负责创新点1和3的研究,进行了早领期混凝土系列力学性能试验研究以及单立杆早拆模板体系系列研究,获得发明专了3项,实用新型2项,论文5篇。
3. 连世洪:参与创新点3的研究,主要参与铝合金模板及支撑体系整套产品生产的设计以及生产线的建设。对创新点3作出重要的贡献。获得授权国家专利《应用于铝合金模板转换层的防漏加固装置》ZL 2018 2 0538656.2。
4. 陈兵:研发了楼板和墙体自动化钢筋布设装置,对创新点二有重要贡献。完成了发明专利3项。
5. 郑居焕:主要参与了创新点一和创新点四的研究, 取得了2项发明专利,发表了文章1篇。
6. 苏清濡:参与创新点4的研究,主要参与铝合金模板及支撑体系整套产品生产的设计以及生产线的建设。对创新点4作出重要的贡献。
7. 吴志鸿:参与创新点3的研究,主要进行考虑施工时变的单立杆铝合金模撑体系中墙体模板的对接技术的研究和实验,在铝合金模板及支撑体系优化方面做出突出贡献。
8. 周继忠:参与了创新点四的研究, 参与了福建省工程建设地方标准《铝合金模板体系技术规程》的编制。
9. 郑莲琼:参与了创新点四的研究, 参与福建省工程建设地方标准《铝合金模板体系技术规程》的编制。
10. 林品伟:参与创新点四的研究, 在铝合金模板截面设计、销钉连接形式设计、立杆形式等方面提出了有效的改进意见。
代表性论文专著目录:
[1]庄金平, 蔡雪峰, 郑永乾, 周继忠. 高大模板扣件式钢管支撑系统整体受力性能研究.土木工程学报, 2016, 49(10):57-63. 
[2]庄金平, 张三鹏, 蔡雪峰, 邱豪. 早龄期持续拉力对混凝土性能影响的试验研究. 重庆大学学报. 2018,41(7): 37-47.
[3]庄金平, 张三鹏, 蔡雪峰, 邱豪. 早龄期持压对混凝土轴心抗压强度影响试验研究. 建筑科学. 2018, 34(5):50-55.
[4]庄金平, 邱豪, 崔洪亨, 蔡雪峰, 杨尊煌, 张三鹏. 铝合金模板销钉半刚性连接性能研究.工业建筑, 2017,47(12):152-156.
[5]潘钦锋,崔洪亨, 蔡雪峰, 庄金平,杨尊煌.铝合金模板抗弯性能试验研究及参数分析.工业建筑, 2017, 47(11):142-147.
主要知识产权证明目录:
[1]发明专利:对多个混凝土试件施加持久轴拉损伤荷载的试验装置及方法(ZL 2015 1 0827859.4.发明人:庄金平, 邱豪, 蔡雪峰, 郑永乾, 李振, 杨尊煌.
[2]发明专利:对多个混凝土试件同时施加持久轴压荷载的试验装置(ZL 2016 1 0493712.0). 发明人: 蔡雪峰,  邱豪, 庄金平, 杨尊煌, 张三鹏, 吴敏.
[3]发明专利: 对混凝土构件施加压扭损伤荷载的试验装置(ZL 2016 1 0493715.4). 发明人:庄金平, 杨尊煌, 蔡雪峰, 邱豪, 张三鹏, 陈起栋.
[4]发明专利: 滑动式楼板钢筋布设装置(ZL 2016 1 0377373.X).发明人: 陈兵.
[5]]发明专利:变距式墙钢筋布设装置(ZL 2016 1 0375759.7).发明人:陈兵.
[6]发明专利: 滑动变变距式墙钢筋布设装置(ZL 2016 1 037574X).发明人:陈兵.
[7]发明专利: 一种反力墙加载孔内压工具(ZL 2015 1 0995987.X). 发明人: 郑居焕, 曹小霞, 庄金平, 陈敏慧, 王仁发.
[8]发明专利: 一种台座加载孔上提工具(ZL 2015 1 0999123.5). 发明人: 郑居焕, 曹小霞, 庄金平, 陈敏慧, 王仁发.
[9]发明专利:带螺纹工件用清洗机. (ZL 2015 1 1003434.8). 发明人:黄鑫,吴志鸿,孙冲.
[10]实用新型专利: 一种新型混凝土受拉预埋装置(ZL 2015 2 0952962.7). 发明人:庄金平, 邱豪, 蔡雪峰, 郑永乾, 李振, 杨尊煌.
[11]实用新型专利:任意角度连接的自由伸缩装配式斜支撑装置(ZL 2016 2 0374057.2)发明人:郭东彬,张俊峰,黄杰,陈光旭,刘怡慧,庄金平.
[12] 实用新型专利:应用于铝合金模板转换层的防漏加固装置(ZL 2018 2 0538656.2)发明人: 潘一翔, 连世洪, 郭廷杰, 张江洲. 
推广应用情况:
本项目所开发的单立杆早拆模撑体系关键技术,形成了专利、论文、福建省《福建省铝合金模板体系技术规程》DBJ/T13-236-2016等系列创新成果,在核心技术上拥有独立的自主知识产权。项目整体技术在全国知名特级企业中建海峡发展有限公司、福州建工集团有限责任公司、精易建工集团有限公司等公司应用,助推企业跻身我国建筑行业综合实力的第一梯队前列。根据对几家知名企也的建筑施工企业调研反馈及福建省住房和城乡建设厅施工安全统计资料显示,推广应用本项目成果后,单立杆早拆模撑体系施工质量好,未出现施工安全事故。取得很好的经济效益与社会效益。