組合型鋼三角懸挑防護(hù)架在裝配式結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

牛福棟

中國(guó)新興建設(shè)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司 北京 100039

引言

北京某裝配式棚戶區(qū)改造工程單體主樓高程達(dá)到43.15m，地下地上分別是兩層以及十五層，其標(biāo)準(zhǔn)層高達(dá)到2.8m，此次工程總的建筑體量達(dá)到6.8萬(wàn)m2，是典型的裝配式混凝土剪力墻架構(gòu)，本工程地上三層及以上結(jié)構(gòu)外墻為預(yù)制墻板（200厚混凝土+90厚保溫+60厚混凝土），混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，1層及2層為現(xiàn)澆200厚混凝土外墻，地面的1～3層配置落地式雙排鋼管手架開(kāi)展施工，當(dāng)3層全都施工完畢之后安置組合式的三角懸挑防護(hù)架，之后去除下部雙排落地腳手架從而確保其安裝過(guò)程中總的安全性。

1 施工難點(diǎn)

組合型鋼三角懸挑防護(hù)架施工基于螺栓和預(yù)制組件進(jìn)行可靠連接，螺栓孔預(yù)留點(diǎn)位，于預(yù)制組件深化設(shè)計(jì)圖紙過(guò)程中，在預(yù)制外墻板預(yù)留，為保證安全應(yīng)用防護(hù)架，保證架體搭設(shè)平整，預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)過(guò)程中洞口預(yù)留位置的準(zhǔn)確性是本工程重點(diǎn)所在。

根據(jù)計(jì)算書(shū)和以往其他工程使用過(guò)的事例，我們?cè)O(shè)計(jì)選用組合型鋼懸挑托架，所有戶型從第3層開(kāi)始架設(shè)第1道，第7層架設(shè)第2道，第12層架設(shè)第3道。此項(xiàng)目樓體外結(jié)構(gòu)面復(fù)雜，空調(diào)板和窗洞口較多，不利于懸挑架生根。懸挑架的設(shè)計(jì)，以及懸挑架的施工是本方案的核心要點(diǎn)。本工程外懸挑空調(diào)板出墻身1320mm、長(zhǎng)度最大為1300mm，陽(yáng)臺(tái)板外挑板出墻身1320mm、最大長(zhǎng)度3500mm，此處選擇單排腳手架，另外主體外墻轉(zhuǎn)角位置防護(hù)架的設(shè)置也為此次項(xiàng)目的難點(diǎn)。因外墻轉(zhuǎn)角較多，平面布置凹凸不平，架體施工難度增大，在外墻陽(yáng)角的組合型鋼懸挑三角形支架需加長(zhǎng)及做45°節(jié)點(diǎn)處理。為躲避空調(diào)板陽(yáng)臺(tái)，挑架安裝高度設(shè)置到空調(diào)板陽(yáng)臺(tái)板下側(cè)[1]。

2 腳手架設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 腳手架基礎(chǔ)選型

由于傳統(tǒng)工字鋼懸挑外腳手架會(huì)造成外墻遺留孔洞，后期修補(bǔ)不易施工，所以本工程采用組合型鋼三角形支架代替懸挑鋼梁作為腳手架支座。三角形支架在加工廠制造后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)安裝，確保焊接質(zhì)量。三角形支架到場(chǎng)后檢查驗(yàn)收，保證架體與設(shè)計(jì)圖紙一致，外觀完好，焊縫滿足三級(jí)焊縫標(biāo)準(zhǔn)，外觀無(wú)裂紋虛焊。

2.2 腳手架體設(shè)計(jì)

此次防護(hù)架的上部腳手架體選擇的是雙排扣件類型的腳手架，其立桿縱向跨度以及橫向跨度分別要求1.5m以及0.9m。步距設(shè)計(jì)1.8m，內(nèi)排腳手架與墻之間距離為250mm。

2.3 組合型鋼三角懸挑防護(hù)架的連接方式

組合型鋼三角懸挑防護(hù)架通過(guò)500m的M20穿墻螺栓與混凝土豎向構(gòu)件預(yù)留洞口進(jìn)行連接，螺栓外側(cè)焊接螺母，穿過(guò)豎向構(gòu)件預(yù)留孔洞，在內(nèi)側(cè)設(shè)置8mm墊片和雙螺母進(jìn)行緊固。

2.4 洞口位置架體設(shè)計(jì)

由于部分跨度較大的窗口或陽(yáng)臺(tái)洞口無(wú)法安裝固定三角形支架，該處三角支撐架位置采用工字鋼梁代替，架體立桿間距不變。采用20#工字鋼焊接成型與二層架構(gòu)梁板穩(wěn)固連接，焊縫厚、高和長(zhǎng)度結(jié)合截面要求滿焊處理，工字鋼立柱安裝完成后在立柱兩側(cè)用鋼管夾死，保證立柱不會(huì)傾斜。

2.5 陽(yáng)角部位架體設(shè)計(jì)

陽(yáng)角位置需在現(xiàn)澆暗柱節(jié)點(diǎn)預(yù)留螺栓孔，安裝長(zhǎng)尺寸三角型鋼托架（懸挑1.9m）， 由于安裝在部分陽(yáng)角部位的兩個(gè)相鄰三角形支架的間距偏大，所以需在此部位加設(shè)16#工字鋼，工字鋼與三角形支架使用“U”形錨具進(jìn)行連接固定，立桿立于工字鋼之上，確保陽(yáng)角位置臨邊封閉嚴(yán)密。

2.6 懸挑板位置架體設(shè)計(jì)

搭設(shè)過(guò)程中如遇空調(diào)板陽(yáng)臺(tái)位置，在預(yù)制懸挑板下側(cè)搭設(shè)安全專用懸挑三角形支架時(shí)，三角形支架采用長(zhǎng)度1.5m，按三步兩跨搭設(shè)單排防護(hù)架體。

3 施工工藝技術(shù)

3.1 材料準(zhǔn)備

①組成材料要求：三角形支架所使用的鋼材材質(zhì)應(yīng)符合國(guó)家規(guī)范中就Q235級(jí)鋼規(guī)定。鋼筋錨環(huán)以及拉環(huán)的原料質(zhì)量要求應(yīng)當(dāng)達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提到的HPB235級(jí)鋼筋相關(guān)規(guī)定。②三角形支架與豎向構(gòu)件連接：每個(gè)三角形支架與豎向構(gòu)件之間采用3個(gè)M20穿墻螺栓連接，穿墻螺栓產(chǎn)品質(zhì)量合格證書(shū)必須完整。③三角形支架的加工：對(duì)豎向主梁橫梁及斜拉梁按順序進(jìn)行焊接，形成三角型結(jié)構(gòu)的鋼架，并在架體框架內(nèi)焊接加強(qiáng)肋；在挨著橫梁兩側(cè)的區(qū)域依次設(shè)立用于連接腳手架的裝置，角鋼之間的焊接縫隙厚度應(yīng)當(dāng)不低于5mm，其高度和長(zhǎng)度結(jié)合截面規(guī)定滿焊處理，三角形支架順著正方向安置、反方向兩個(gè)方向進(jìn)行加工，以便用于樓體兩側(cè)進(jìn)行安裝。④預(yù)留穿墻螺栓孔：根據(jù)三角形支架的安裝位置提前放線定位，并根據(jù)定位位置在預(yù)制構(gòu)件上設(shè)置穿墻螺栓孔洞，并保證加工后預(yù)制構(gòu)件螺栓孔準(zhǔn)確、垂直。

3.2 施工方法

3.2.1 定位測(cè)量。架體搭建前期，確定其安裝點(diǎn)位和立桿控制線，預(yù)制墻體、現(xiàn)澆墻體依據(jù)三角形支架設(shè)計(jì)點(diǎn)位預(yù)留穿墻螺栓的具體孔位。組合型鋼懸挑架首次于第三層安裝位置于板頂標(biāo)高下60cm即懸挑托架的首道穿墻螺栓，各個(gè)懸挑托架為兩個(gè)穿墻螺栓和墻體銜接，螺栓彼此距離保持為90cm。

3.2.2 組合型鋼懸挑三角形支架的安裝。

3.2.2.1 現(xiàn)澆墻穿墻螺栓施工方法：施工工藝：在模板支模前按照三角形支架位置放置穿墻鋼管內(nèi)徑保證25mm（外墻厚200mm），與鋼筋固定連接，拉線找平，間距按照平面布置圖標(biāo)注尺寸進(jìn)行設(shè)置，穿墻套管可以采用焊接在鋼筋上，防止?jié)仓炷習(xí)r移位，鋼套管兩頭用膠帶封閉嚴(yán)密，不得將混凝土流入封堵管路。拆除模板后要及時(shí)疏通預(yù)制孔[2]。

3.2.2.2 組合型鋼懸挑三角形支架安裝方法：三角形支架體的外伸跨度以1.5m為宜，把穿墻螺栓直徑20自外墻內(nèi)部依據(jù)距離安裝完畢，外墻外延把三角形支架上層孔穿至螺栓中，螺栓尺寸為50cm，下部孔位用螺栓M20固定三角托架，拉線找平。于三角形支架體上焊立管確定鋼筋頭從而確定腳手架的立桿具體點(diǎn)位。

3.2.3 組合型鋼懸挑三角形支架上腳手管架體安裝。

3.2.3.1 立桿。腳手架立桿縱行以及橫向距離分別是1.5m以及0.9m；內(nèi)排腳手架與墻體之間的距離為0.25m。腳手架嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定予以各桿間距排布。 腳手架立桿第一即確保架子整個(gè)的穩(wěn)定效果，應(yīng)用長(zhǎng)度不一的鋼管，對(duì)接位置相互錯(cuò)開(kāi)50cm高度并錯(cuò)開(kāi)安排，毗鄰的兩個(gè)桿的對(duì)接位置不可于同步同跨之中。立桿的垂直度差距應(yīng)該小于架體高度的1/400。除去頂端最后一步之外的各個(gè)鋼管的接頭均務(wù)必結(jié)合對(duì)接扣件形式予以接通，立桿選擇直角扣件的形式和縱向桿予以接通，頂端頂層的鋼管需要高出檐口上皮1.5m位置。

3.2.3.2 縱向水平桿。于立桿內(nèi)部予以設(shè)定，長(zhǎng)度需要不低于3跨，該立桿基于對(duì)接扣件方式予以延長(zhǎng)，靠近的兩個(gè)立桿不應(yīng)當(dāng)于同步以及同跨存在接頭，水平向需要保證不低于50cm的錯(cuò)開(kāi)，連接位置的中心至最近的主節(jié)點(diǎn)的間距應(yīng)當(dāng)?shù)陀诳v向間距的三分之一，也可選擇搭接形式接長(zhǎng)，各個(gè)水平桿搭接跨度需要高于1m，等間距設(shè)定3個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件予以固定，端部扣件蓋板的邊緣到搭建縱向水平桿端的跨度需要不低于10cm。

3.2.3.3 橫向水平桿。于外腳手架立桿以及水平桿交錯(cuò)位置設(shè)立橫向的水平桿，其兩側(cè)和立桿固定，保證架子整個(gè)的空間架構(gòu)穩(wěn)定性，主節(jié)點(diǎn)位置務(wù)必設(shè)定橫向水平桿，選擇直角扣件連接以及嚴(yán)禁拆除，此外作業(yè)層中非主節(jié)點(diǎn)位置的橫向水平桿，應(yīng)當(dāng)綜合支撐腳手板客觀需要，確定間距，最高應(yīng)當(dāng)不高于縱距的一半。

3.2.3.4 連墻件。連墻件嚴(yán)格按照兩步三跨的規(guī)定設(shè)立，施工鋼管銜接，豎向距離不高于3.6m，水平跨度不高于4.5m。于搭建完畢存在連墻件主節(jié)點(diǎn)位置的立桿、縱向以及橫向水平桿之后，需要結(jié)合有關(guān)規(guī)定進(jìn)行連墻件作業(yè)，每根連墻件有限連接面積不大于27㎡。連墻件的安置點(diǎn)位以窗洞為宜，桿子選擇Φ48.3×3.6鋼管，和是腳手架以及構(gòu)筑物彼此選擇直角扣件銜接，腳手架與結(jié)構(gòu)剪力墻連接，遇無(wú)門窗洞口時(shí)，可用專用連墻件與墻體連接，連墻件螺栓一端插入墻上用螺母固定在結(jié)構(gòu)墻上，一端采用十字扣件與架體內(nèi)外側(cè)立桿連接。連墻桿需要安置于挨著主節(jié)點(diǎn)區(qū)域，和主節(jié)點(diǎn)之間的間距不可高于30cm，和架子內(nèi)外兩邊的立桿予以聯(lián)通。

3.2.3.5 剪刀撐。剪刀撐需要安置于腳手架的外側(cè)里面的兩側(cè)從下至上連續(xù)安置，和水平角度為45°～60°以內(nèi)，陽(yáng)角處設(shè)置之字形斜撐。剪刀撐依據(jù)每?jī)刹饺绨才乓坏?，直到腳手架頂層。剪刀撐連接跨度不可低于10m，需要選擇三個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件以及十字扣等方式予以固定。

3.2.3.6 腳手板。作業(yè)層腳手板需要鋪滿以及穩(wěn)當(dāng)，間距墻面不低于25cm，孔隙均應(yīng)用多層板予以密閉，避免墜物問(wèn)題。

腳手板需要安置三個(gè)水平的橫桿內(nèi)，如若長(zhǎng)度不高于2m的情況下，則可選擇兩個(gè)水橫桿支持腳手板，而腳手板兩邊則需要保持固定穩(wěn)當(dāng)。施工期間可選擇對(duì)接以及搭建的形式。腳手板對(duì)接施工期間，務(wù)必于連接位置設(shè)置兩個(gè)橫向的水平桿，其外伸部分應(yīng)當(dāng)選擇13～15cm，兩個(gè)腳手板外延跨度的總值應(yīng)當(dāng)不高于30cm，搭接施工期間，毗鄰板子的搭建長(zhǎng)度有的那個(gè)不高于20cm，此外各個(gè)板的連接位置務(wù)必支撐于水平桿內(nèi)，伸出的橫向水平桿的距離不可低于10cm。作業(yè)層腳手板端部伸出部分應(yīng)當(dāng)不高于15cm，此外腳手板兩側(cè)需要和支撐桿穩(wěn)定連接。選擇直徑3.2mm的鍍鋅鋼絲把腳手板的探頭位置安置于支撐件內(nèi)轉(zhuǎn)角區(qū)域腳手板需要和橫向的水平桿之間穩(wěn)定連接。

3.2.3.7 卸荷設(shè)計(jì)。懸挑類型的腳手架應(yīng)當(dāng)選擇鋼絲繩于懸挑層進(jìn)行二次卸荷，選擇直徑12.5mm的鋼絲繩隔一卸一，上部結(jié)構(gòu)遇梁、墻預(yù)留直徑25mm預(yù)留洞（或直接利用合?？祝?，等上部結(jié)構(gòu)拆除模板后鋼絲繩穿過(guò)預(yù)留洞口在墻體內(nèi)側(cè)或梁內(nèi)套住鋼管。

繩子的夾座需要固定于鋼絲繩的工作區(qū)間內(nèi)，U性螺栓和繩子的尾部固定連接，繩子不支持上交替安置繩夾。繩夾扣和鋼絲繩之間夾扣間距為100mm，鋼絲繩兩端的繩卡為8個(gè)。繩子和繩夾彼此固定連接強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)達(dá)到繩子本身強(qiáng)度的80%，在實(shí)際應(yīng)用上，繩夾在數(shù)次的拉緊之后需要再度緊固螺母。首先應(yīng)擰緊離套環(huán)最近處的繩夾，不允許先擰緊離套環(huán)最遠(yuǎn)繩夾。繩子上最末端的繩夾后側(cè)50cm區(qū)域設(shè)立夾頭，同時(shí)個(gè)繩頭伸出以安全彎。如若接頭位置出現(xiàn)滑動(dòng)，則安全彎被拉直，能夠立馬判斷夾頭松動(dòng)[3]。

4 三角防護(hù)腳手架拆除要求

在腳手架拆除期間強(qiáng)調(diào)按照特定的流程由上至下進(jìn)行，當(dāng)對(duì)最底層進(jìn)行拆除時(shí)，需要對(duì)鋼管予以拉結(jié)固定之后去除連墻件。當(dāng)三角形支架上的所有腳手架拆除并清理完畢后，最后拆除三角形支架，拆除三角形支架時(shí)，因整個(gè)三角形支架體在建筑外墻外部，拆除人員周邊無(wú)任何防護(hù)設(shè)施，所以利用對(duì)拉螺栓孔設(shè)置直徑12.5的鋼絲繩，用來(lái)栓制安全帶，外側(cè)人員將架體與吊具固定，三角形支架上東西清理完畢后，外側(cè)人員撤離，內(nèi)側(cè)人員在上層防護(hù)內(nèi)安排用繩索拉住三角形支架確保平衡，然后先拆下部M20螺栓，再拆上部M20螺栓，過(guò)程中確保螺栓處于平衡狀態(tài)，當(dāng)三角形支架和結(jié)構(gòu)分開(kāi)情況下，塔式起重設(shè)備把架子調(diào)到目標(biāo)區(qū)域予以碼垛。

5 結(jié)束語(yǔ)

組合型鋼懸挑三角形支架體為工廠預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)安裝的，安裝簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性好，對(duì)比傳統(tǒng)懸挑式腳手架結(jié)構(gòu)該方式不破壞豎向及水平構(gòu)件結(jié)構(gòu)，不需要在外墻上預(yù)留施工洞口，僅在預(yù)制墻板上預(yù)留直徑25mm的穿墻螺栓孔，避免了對(duì)整體結(jié)構(gòu)的破壞，確保了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定效果，極大地改善了作業(yè)效能，勞動(dòng)力投入較少，分段拆除的腳手架可節(jié)省周轉(zhuǎn)材料費(fèi)用，三角形支架體耗材整體少，使用的高強(qiáng)螺栓、墊片等可多次重復(fù)利用，經(jīng)濟(jì)效果顯著。