裝配式建筑中拉桿式懸挑架體系的技術(shù)與安全研究

王金龍

0 引言

拉桿式懸掛腳手架使用材料輕便，安裝周期短，不僅節(jié)約了挑架層施工的時(shí)間，還節(jié)省安裝材料及需要的費(fèi)用和工時(shí)，節(jié)材省錢效果顯著。

1 拉桿式懸挑架體系的工藝構(gòu)造簡(jiǎn)述

拉桿式懸挑架體系主要由懸挑型鋼、固定螺栓、吊耳板、斜拉桿、花籃螺栓等組成，用以作為上部腳手架的承載基座，該體系上部適用于扣件式鋼管腳手架和承插型盤扣式腳手架，懸挑腳手架架體的搭設(shè)高度應(yīng)控制在20m 以內(nèi)，腳手架的搭拆工藝以及各項(xiàng)參數(shù)如材質(zhì)要求、連墻件布置等均需要符合現(xiàn)行規(guī)范要求，在此文中對(duì)腳手架的搭拆工藝不過多贅述，僅對(duì)拉桿式懸挑架體系進(jìn)行技術(shù)與安全研究。拉桿式懸挑架體系的工藝構(gòu)造形式詳見圖1。

圖1 拉桿式懸挑架體系構(gòu)造詳圖

拉桿式懸挑架體系所使用的懸挑型鋼通常采用16#、18#工字鋼，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要可局部設(shè)置12#槽鋼橫梁。

可調(diào)拉桿是懸挑架體中的重要受力構(gòu)件之一，采用直徑22mm 的Q235 級(jí)鋼筋制作，拉桿分為兩段構(gòu)成，中間用花籃螺栓連接，上端通過M24 高強(qiáng)螺栓固定在建筑物，下端與懸挑型鋼通過螺栓相連接，建筑內(nèi)的螺栓孔采用預(yù)埋套管形式，上拉端套管的中心線與懸挑型鋼軸線要偏移至少60mm，從而才能夠確保拉桿與腳手架立桿不發(fā)生碰撞。下拉端的固定位置宜靠近外側(cè)立桿，拉桿的水平夾角不應(yīng)小于45。

懸挑型鋼與220mm×220mm×12mm 鋼板通過滿焊連接，再用2M24 高強(qiáng)螺栓將鋼板固定于混凝土結(jié)構(gòu)面，鋼板上兩個(gè)螺栓孔應(yīng)為兩個(gè)垂直方向的橢圓形，以便于鋼板的調(diào)節(jié)。

通過以上的施工方法就形成了一個(gè)穩(wěn)定的三角形載荷體系。

2 對(duì)比傳統(tǒng)型鋼懸挑腳手架的優(yōu)勢(shì)

裝配整體式建筑中外墻多為預(yù)制構(gòu)件，采用傳統(tǒng)的型鋼懸挑腳手架工藝，需要在PC 構(gòu)件下端留置很多洞口，同時(shí)在疊合板上也不便于錨固螺栓的埋設(shè)，拉桿式懸挑架體系則將這些問題輕松解決，對(duì)比傳統(tǒng)型鋼懸挑腳手架具體優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)如下：

（1）減少滲漏隱患：傳統(tǒng)的型鋼懸挑式外架需要在外墻面留置洞口，即大家常說的“槽鋼層”，部分施工單位為了節(jié)約成本在樓板留置對(duì)穿螺栓孔，這些孔洞均為后期滲漏埋下隱患，拉桿式懸挑架體系取消了樓板螺栓孔，同時(shí)將外墻面的槽鋼洞減小為螺栓孔，從工藝上對(duì)滲漏起到了優(yōu)化作用，大大提高了結(jié)構(gòu)自身的抗?jié)B能力。

（2）增大工作效率：拉桿式懸挑架不需要將型鋼錨固入主體結(jié)構(gòu)內(nèi)，因此外墻砌體、剪力墻無需預(yù)留洞口，減少了后期大量的修補(bǔ)工作，同時(shí)因?yàn)闃前迳蠜]有型鋼和錨栓，室內(nèi)其他工序施工時(shí)也不會(huì)受到影響。

（3）節(jié)省施工用料：由于省去了傳統(tǒng)型鋼懸挑架的錨固長(zhǎng)度，大幅度的節(jié)省了型鋼的用量，經(jīng)計(jì)算可至少節(jié)約型鋼量50%以上，且拉桿式懸挑架的其他構(gòu)配件用量基本與傳統(tǒng)型鋼懸挑架相近，經(jīng)過總體測(cè)算，拉桿式懸挑架體系確實(shí)可以有效地降低成本。

3 現(xiàn)場(chǎng)施工中技術(shù)要點(diǎn)研究

拉桿式懸挑架體系的荷載最終會(huì)傳遞在主體結(jié)構(gòu)上，因此在安裝之前務(wù)必得到設(shè)計(jì)單位的認(rèn)可，防止對(duì)主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)要點(diǎn)主要體現(xiàn)在施工方案編制內(nèi)容上，方案中要明確地畫出懸挑架平面布置圖、剖面圖、立面圖及節(jié)點(diǎn)詳圖等，并應(yīng)有詳細(xì)的尺寸標(biāo)注。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工中的經(jīng)驗(yàn)，將容易忽視的技術(shù)問題總結(jié)為如下幾點(diǎn)：

（1）要熟悉工程的施工圖紙，對(duì)于如陽角、飄窗、懸挑陽臺(tái)等特殊部位應(yīng)細(xì)化考慮，例如陽角部位懸挑型鋼過長(zhǎng)，可考慮設(shè)置雙拉桿；飄窗及陽臺(tái)等懸挑部位的型鋼以及對(duì)應(yīng)的拉桿應(yīng)伸入至里面的主體結(jié)構(gòu)，切勿將陽臺(tái)等懸挑結(jié)構(gòu)作為該體系的荷載傳遞點(diǎn)；施工時(shí)應(yīng)避免陽臺(tái)等懸挑結(jié)構(gòu)所預(yù)留的洞口與懸挑型鋼產(chǎn)生接觸，防止接觸后改變受力形式。

（2）懸挑型鋼根部埋件以及墊片均應(yīng)與PC 結(jié)構(gòu)墻面緊密接觸，應(yīng)提前考慮到埋件擱置在PC 保溫層面上的情況，在PC墻板制作之前要與預(yù)制廠家做好溝通，在PC 保溫層的支座區(qū)域留設(shè)250mm×250mm 的孔洞，留洞部分由設(shè)計(jì)單位確認(rèn)變更為實(shí)心混凝土。

（3）在安裝懸挑型鋼前，懸挑型鋼擱置下層、懸挑型鋼擱置層、拉桿錨固層PC 吊裝完成后，要求及時(shí)灌漿，確保PC結(jié)構(gòu)件安全穩(wěn)定，確保懸挑型鋼與結(jié)構(gòu)的牢固連接，嚴(yán)禁PC結(jié)構(gòu)未灌漿前搭設(shè)懸挑腳手架。

（4）由于上部主體結(jié)構(gòu)未完成，無法安裝上懸斜拉架，現(xiàn)場(chǎng)施工中一般將型鋼搭設(shè)在下層腳手架立桿頂部，使該型鋼及上部腳手架荷載傳遞給下面的懸挑架體，相當(dāng)于下面的懸挑架體超搭，超搭高度按照3 步架體來考慮，這種情況屬于超過20m 的懸挑腳手架，因此應(yīng)組織專家論證，方案論證通過后方可實(shí)施。待上層的主體結(jié)構(gòu)完成以后，要及時(shí)進(jìn)行斜拉桿的安裝。需要注意的是在安裝懸挑型鋼時(shí)外端應(yīng)上翹2cm，這樣可減少上部架體安裝后，懸挑型鋼梁頭下垂現(xiàn)象。

（5）計(jì)算書是拉桿式懸挑架體系能否在理論上成立的重要依據(jù)，因此在計(jì)算書中切勿漏項(xiàng)，力學(xué)驗(yàn)算中有關(guān)于腳手架架體的驗(yàn)算嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范取值驗(yàn)算，需重點(diǎn)關(guān)注好拉桿式懸挑架體系的驗(yàn)算項(xiàng)目（注：計(jì)算書中應(yīng)該考慮到第④條里上下銜接超搭架體的高度荷載），具體驗(yàn)算項(xiàng)目列舉如下：懸挑型鋼主梁驗(yàn)算（包括抗彎驗(yàn)算、抗剪驗(yàn)算、撓度驗(yàn)算）、拉桿強(qiáng)度驗(yàn)算、拉桿與型鋼主梁連接驗(yàn)算（包括螺栓抗剪驗(yàn)算、吊耳板驗(yàn)算、角焊縫驗(yàn)算）、拉桿與結(jié)構(gòu)連接驗(yàn)算（包括螺栓抗拉驗(yàn)算、螺栓抗剪驗(yàn)算）、型鋼主梁整體穩(wěn)定性驗(yàn)算、型鋼主梁與結(jié)構(gòu)連接螺栓承載力驗(yàn)算。

4 現(xiàn)場(chǎng)施工中安全要點(diǎn)研究

針對(duì)扣件式鋼管腳手架或者承插型盤扣式腳手架的檢查驗(yàn)收，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行執(zhí)行，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工中的經(jīng)驗(yàn)，將拉桿式懸挑架體系里容易出現(xiàn)的安全問題總結(jié)為如下：

（1）拉桿式懸挑架體系中所使用的懸挑型鋼、拉桿、花籃螺栓等應(yīng)由專業(yè)廠家加工制作，并有相應(yīng)的采購質(zhì)量證明書、焊接檢測(cè)報(bào)告、自檢合格證明等資料。同時(shí)對(duì)懸挑型鋼尺寸進(jìn)行抽查，重點(diǎn)檢查懸挑型鋼表面的銹蝕、刻痕缺陷，允許偏差應(yīng)滿足該規(guī)格型鋼的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，單根懸挑型鋼梁應(yīng)采用完整的型鋼段，不得用焊縫、螺栓等拼接。在安裝過程中需要對(duì)所有牙具采用黃油包裹保護(hù)，定期檢查螺栓是否銹蝕、松動(dòng)。

（2）在陽角等使用超長(zhǎng)型鋼的部位一般會(huì)設(shè)計(jì)采用雙拉桿，現(xiàn)場(chǎng)施工中由于操作人員的疏忽往往僅安裝一根拉桿，另外，還會(huì)有雙拉桿共用一個(gè)拉結(jié)點(diǎn)的情況出現(xiàn)，這類情況均會(huì)改變受力特征，存在極大的安全隱患，日常檢查中一定要引起重視。

（3）現(xiàn)場(chǎng)操作人員在安裝拉桿時(shí)會(huì)有螺栓遺漏、設(shè)計(jì)的雙螺母現(xiàn)場(chǎng)僅安裝一個(gè)螺母、缺少墊片的情況等問題發(fā)生，因此需要對(duì)作業(yè)人員做好交底工作，增強(qiáng)作業(yè)人員的責(zé)任心。

（4）在裝配式建筑中還會(huì)存在一定部分的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，此部位需要待混凝土澆筑完成后拆除外墻模板，將預(yù)留的螺栓孔洞找出來并將基層清理干凈，如果懸挑型鋼梁安裝部位結(jié)構(gòu)面不平整，則必須修補(bǔ)平整，這樣才能使連接鋼板與結(jié)構(gòu)面充分接觸，受力均勻；另外施工現(xiàn)場(chǎng)還可能存在模板未徹底拆除干凈，而螺栓墊板直接墊在模板上的情況，這樣會(huì)將荷載傳遞給模板，從而增加了本體系的安全隱患。

（5）對(duì)于方案中設(shè)計(jì)放置次梁的，由于相鄰兩根懸挑型鋼水平度存在誤差，可能會(huì)使橫梁與型鋼縫隙未能緊密接觸，一旦荷載過大發(fā)生擾動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致受力不均影響體系的穩(wěn)定，因此縫隙處一定要做好措施。

（6）工期緊張是很多項(xiàng)目的普遍現(xiàn)象，往往在剛剛澆筑完成混凝土后會(huì)立即安裝懸挑型鋼，由于混凝土強(qiáng)度不足，不僅會(huì)對(duì)主體結(jié)構(gòu)混凝土產(chǎn)生破壞，同時(shí)對(duì)本體系也存在一定的安全隱患，因此現(xiàn)場(chǎng)要確?；炷翉?qiáng)度等級(jí)達(dá)到C20 才可進(jìn)行型鋼安裝。

5 結(jié)語

目前，拉桿式懸挑架體系已在裝配式建筑中廣泛的應(yīng)用，取得了優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益，今后應(yīng)該從技術(shù)和安全角度加強(qiáng)管理，充分保障項(xiàng)目的順利實(shí)施。而隨著技術(shù)管理與安全管理中經(jīng)驗(yàn)的積累，在未來的建筑行業(yè)中此體系一定會(huì)得到提升和優(yōu)化，會(huì)具有更好的推廣前景。