一种混凝土模板自适应加压及变形补偿施工方法

本发明涉及建筑工程施工，尤其涉及一种混凝土模板自适应加压及变形补偿施工方法。

背景技术：

1、目前，混凝土模板施工是建筑工程中混凝土结构成型的关键环节，模板的承载能力、刚度和稳定性直接影响混凝土结构的成型质量和施工安全。传统混凝土模板施工过程中，模板的受力状态主要依靠施工人员的经验判断，缺乏实时、准确的监测手段，导致模板受力状态不透明，难以及时发现受力异常。同时，传统施工方法中模板的加压参数在混凝土浇筑前设定后即固定不变，无法根据混凝土浇筑过程中荷载的实时变化和混凝土状态的动态演变进行自适应调节，而混凝土从浇筑到凝固的过程中，其侧压力经历快速增长、峰值维持和逐渐降低的完整变化周期，固定加压参数难以匹配这一动态变化过程。此外，模板在侧压力作用下会发生弹性或塑性变形，传统施工方法中模板变形的监测存在严重滞后性，往往在变形已经发生并造成质量缺陷后才能被发现，且模板变形后缺乏自动补偿机制，需要人工干预处理，不仅效率低下，而且补偿精度难以保证。由于上述受力状态不透明、加压参数固定化、变形监测滞后和补偿机制缺失等问题，混凝土模板施工中存在模板失稳、爆模等安全事故风险，且不同施工段、不同操作人员之间的施工质量差异大，混凝土成型质量离散性高，难以满足现代大型复杂混凝土结构对施工质量和安全性的高标准要求。

2、中国专利公开号：cn120291702a公开了一种高大模板工程支撑系统施工方法，属于建筑工程技术领域。包括以下步骤：步骤1，在高大模板支撑系统中布置智能节点，实现节点间的信息共享与群体协同调控；步骤2，将支撑系统划分为多个相互关联的荷载控制区，设定差异化的荷载控制参数；步骤3，自动优化浇筑路径；步骤4，当混凝土强度达到预设阈值时，按预设程序自动调整支撑刚度或预留变形量，使混凝土结构逐步承担自重；步骤5，对临时荷载进行自动补偿，当荷载超出安全阈值时，触发荷载再分配机制与加固装置，同时启动警报并推送异常数据；步骤6，持续优化控制参数，积累施工数据，构建数字化施工记录与知识库，实现施工方法的智能迭代升级。

3、但是，现有技术还存在以下问题：

4、缺乏对模板表面各监测点压力偏差和位移偏差的独立实时反馈与联动补偿机制，无法实现模板全施工过程中各点位受力状态的精细化自适应调节和变形的逐点动态补偿。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种混凝土模板自适应加压及变形补偿施工方法，用以克服现有技术中缺乏对模板表面各监测点压力偏差和位移偏差的独立实时反馈与联动补偿机制，无法实现模板全施工过程中各点位受力状态的精细化自适应调节和变形的逐点动态补偿的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种混凝土模板自适应加压及变形补偿施工方法。包括：

3、步骤s1，在混凝土模板外侧设置加压执行元件及对应的检测元件，通过控制系统将各所述加压执行元件调节至预设初始压力，使模板与待浇筑混凝土之间形成初始压紧力，并记录各监测点的初始位移基准值；

4、步骤s2，在混凝土浇筑过程中，通过所述检测元件实时获取各监测点的当前压力值和当前位移值，并传输至所述控制系统；

5、步骤s3，所述控制系统以所述预设初始压力为目标，根据各监测点的所述当前压力值与所述目标之间的差异，向对应位置的加压执行元件输出第一调节量，并将调节后的实际压力值作为更新后的当前压力值；

6、步骤s4，所述控制系统根据所述初始位移基准值与所述当前位移值确定各监测点的位移偏差，并基于所述位移偏差及所述更新后的当前压力值确定目标补偿位移量，根据所述目标补偿位移量向对应位置的加压执行元件输出第二调节量，以反向补偿模板变形，补偿完成后以补偿后的实际位移值更新所述初始位移基准值，并以补偿后的实际压力值更新所述当前压力值；

7、步骤s5，在混凝土凝固过程中，所述控制系统以所述更新后的当前压力值为起始值，根据混凝土强度变化逐次降低各监测点的当前压力值，直至各监测点的当前压力值达到拆模条件。

8、进一步地，在步骤s3中，向对应位置的加压执行元件输出第一调节量，包括：

9、步骤s31，所述控制系统将各监测点的所述当前压力值分别与所述预设初始压力进行比较，计算各监测点处的当前压力偏差值；

10、步骤s32，所述控制系统判断各监测点处的所述当前压力偏差值是否处于预设压力容差范围内；

11、步骤s33，当任一监测点处的所述当前压力偏差值超出所述预设压力容差范围时，所述控制系统根据该监测点处的所述当前压力偏差值确定该监测点对应的第一调节量。

12、进一步地，在步骤s4中，所述控制系统根据所述初始位移基准值与所述当前位移值确定各监测点的位移偏差，并基于所述位移偏差及所述更新后的当前压力值确定目标补偿位移量，包括：

13、步骤s41，所述控制系统将各监测点的所述当前位移值分别与对应的所述初始位移基准值进行比较，计算各监测点处的位移偏差值；

14、步骤s42，所述控制系统判断各监测点处的所述位移偏差值是否处于预设位移容差范围内；

15、步骤s43，当任一监测点处的所述位移偏差值超出所述预设位移容差范围时，所述控制系统获取该监测点处所述更新后的当前压力值；

16、步骤s44，所述控制系统根据所述位移偏差值和所述更新后的当前压力值，确定该监测点对应的目标补偿位移量。

17、进一步地，在步骤s5中，所述控制系统以所述更新后的当前压力值为起始值，根据混凝土强度变化逐次降低各监测点的当前压力值，直至各监测点的当前压力值达到拆模条件，包括：

18、步骤s51，所述控制系统获取混凝土的当前强度值，并根据所述当前强度值确定各监测点对应的当前阶段目标压力值；

19、步骤s52，所述控制系统将各监测点的所述当前压力值分别与对应的所述当前阶段目标压力值进行比较；

20、步骤s53，当任一监测点的所述当前压力值高于对应的所述当前阶段目标压力值时，所述控制系统向该监测点对应的加压执行元件输出释放调节量，以降低该监测点的当前压力值至所述当前阶段目标压力值；

21、步骤s54，所述控制系统监测混凝土强度变化，并在混凝土强度达到下一预设强度等级时，更新所述当前阶段目标压力值为下一阶段目标压力值，直至各监测点的当前压力值均达到拆模条件。

22、进一步地，在步骤s1中，所述检测元件还包括应变传感器，所述应变传感器与所述压力传感器及所述位移传感器布设于同一监测点位置。

23、进一步地，在步骤s4中，所述控制系统向对应位置的加压执行元件输出第二调节量以反向补偿模板变形之后，还包括补偿效果验证步骤：

24、所述控制系统在所述加压执行元件完成所述第二调节量的输出动作后，重新获取该监测点的当前位移值，并将重新获取的当前位移值与所述初始位移基准值进行比较，若偏差仍超出所述预设位移容差范围，则再次计算并输出补充调节量，直至该监测点的当前位移值处于所述预设位移容差范围内，或直至重复补偿次数达到预设最大尝试次数，当达到所述预设最大尝试次数时所述控制系统发出补偿失效预警。

25、进一步地，所述控制系统在计算所述第一调节量和所述目标补偿位移量时，均根据各监测点处的当前温度值对所述当前压力值和所述当前位移值进行温度漂移修正，所述温度漂移修正依据预先存储于所述控制系统中的各传感器的温度漂移特性曲线执行。

26、进一步地，在步骤s3中，所述控制系统向对应位置的加压执行元件输出第一调节量时，还执行压力均衡调节策略：

27、所述控制系统获取同一水平高度层上全部监测点的当前压力值，计算该水平高度层的平均压力值，并将该水平高度层上各监测点的当前压力值分别与所述平均压力值进行比较，当任一监测点的当前压力值与所述平均压力值的偏差超出预设均衡容差范围时，所述控制系统对该监测点输出额外的均衡调节量。

28、进一步地，在步骤s5中，所述控制系统根据混凝土强度变化逐次降低各监测点的当前压力值的过程中，还同步执行位移监控步骤：

29、所述控制系统在每次降低当前压力值后，监测各监测点的当前位移值变化量，若在降低当前压力值后任一监测点的当前位移值出现反弹增大且反弹量超出预设反弹容差范围，则判定该监测点处混凝土尚未达到稳定硬化状态，所述控制系统暂停对该监测点的压力降低操作，并恢复至该监测点的前一次压力值，直至监测到该监测点的当前位移值稳定后重新尝试降低压力。

30、进一步地，还包括系统自诊断步骤，所述系统自诊断步骤在步骤s1完成后执行或在施工过程中按预设周期执行：

31、所述控制系统向各监测点的加压执行元件输出测试调节量，并通过对应的检测元件获取响应反馈值，将所述响应反馈值与预期响应值进行比较，当所述响应反馈值与所述预期响应值的偏差超出预设诊断容差范围时，所述控制系统标记该监测点对应的检测元件或加压执行元件为故障状态，并在后续步骤中自动屏蔽故障监测点的数据，同时以相邻正常监测点的检测数据的插值替代故障监测点的检测数据参与控制计算。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明实施例通过在各监测点独立设置压力容差判定和对应调节机制，实现了模板表面各区域压力的精细化独立调控。与传统整体调压方式相比，本实施例能够针对不同监测点的实际受力偏差进行差异化补偿，避免了因局部压力异常而整体调整导致的过调或欠调问题。通过将当前压力偏差值超出容差范围的超出量与第一调节量建立正相关关系，使调节幅度与实际偏差程度相匹配，既保证了调节效率又避免了调节震荡。同时，通过对压力偏差值进行带时间戳的时序存储，为后续施工质量追溯和调节策略优化提供了完整的数据基础，显著提升了模板加压控制的精度和适应性。

33、进一步地，本发明实施例通过将位移偏差值与更新后的当前压力值相结合来确定目标补偿位移量，实现了压力-位移耦合补偿机制。与单纯依据位移偏差进行补偿的方式相比，本实施例充分考虑了当前实际压力状态对模板变形回弹能力的影响，在压力偏高时增加补偿余量以防止补偿不足，在压力偏低时减少补偿量以避免过度补偿，使补偿精度和适应性显著提升。同时，通过按监测点独立判定、独立补偿，避免了对未变形区域的无效干预，补偿效率更高、定位更精准。位移偏差时序记录的建立也为后续补偿策略优化和模板系统刚度评估提供了数据支撑。

34、进一步地，本发明实施例通过将混凝土强度变化与模板压力释放过程直接关联，实现了拆模前压力卸载的精准控制和自动化管理。与传统依赖施工人员经验判断拆模时机和手动卸载压力的方式相比，本实施例根据实时获取的混凝土强度值自动匹配各阶段目标压力值，逐级、分阶段释放模板压力，避免了因过早卸载导致的混凝土结构损伤或因过晚卸载造成的模板周转效率低下问题。同时，通过在每个监测点独立执行压力比较和释放操作，确保了模板各区域压力卸载的同步性和均衡性，防止了因局部压力释放不均导致的混凝土表面不平整或开裂。压力释放过程记录的建立也为施工质量追溯和拆模工艺优化提供了完整的数据支持，显著提高了拆模环节的安全性和可靠性。