組合型鋼三角懸挑防護架在裝配式結構中的應用

牛福棟

中國新興建設開發有限責任公司 北京 100039

引言

北京某裝配式棚戶區改造工程單體主樓高程達到43.15m，地下地上分別是兩層以及十五層，其標準層高達到2.8m，此次工程總的建筑體量達到6.8萬m2，是典型的裝配式混凝土剪力墻架構，本工程地上三層及以上結構外墻為預制墻板（200厚混凝土+90厚保溫+60厚混凝土），混凝土強度等級為C35，1層及2層為現澆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展施工，當3層全都施工完畢之后安置組合式的三角懸挑防護架，之后去除下部雙排落地腳手架從而確保其安裝過程中總的安全性。

1 施工難點

組合型鋼三角懸挑防護架施工基于螺栓和預制組件進行可靠連接，螺栓孔預留點位，于預制組件深化設計圖紙過程中，在預制外墻板預留，為保證安全應用防護架，保證架體搭設平整，預制構件深化設計過程中洞口預留位置的準確性是本工程重點所在。

根據計算書和以往其他工程使用過的事例，我們設計選用組合型鋼懸挑托架，所有戶型從第3層開始架設第1道，第7層架設第2道，第12層架設第3道。此項目樓體外結構面復雜，空調板和窗洞口較多，不利于懸挑架生根。懸挑架的設計，以及懸挑架的施工是本方案的核心要點。本工程外懸挑空調板出墻身1320mm、長度最大為1300mm，陽臺板外挑板出墻身1320mm、最大長度3500mm，此處選擇單排腳手架，另外主體外墻轉角位置防護架的設置也為此次項目的難點。因外墻轉角較多，平面布置凹凸不平，架體施工難度增大，在外墻陽角的組合型鋼懸挑三角形支架需加長及做45°節點處理。為躲避空調板陽臺，挑架安裝高度設置到空調板陽臺板下側[1]。

2 腳手架設計要點

2.1 腳手架基礎選型

由于傳統工字鋼懸挑外腳手架會造成外墻遺留孔洞，后期修補不易施工，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到現場安裝，確保焊接質量。三角形支架到場后檢查驗收，保證架體與設計圖紙一致，外觀完好，焊縫滿足三級焊縫標準，外觀無裂紋虛焊。

2.2 腳手架體設計

此次防護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。步距設計1.8m，內排腳手架與墻之間距離為250mm。

2.3 組合型鋼三角懸挑防護架的連接方式

組合型鋼三角懸挑防護架通過500m的M20穿墻螺栓與混凝土豎向構件預留洞口進行連接，螺栓外側焊接螺母，穿過豎向構件預留孔洞，在內側設置8mm墊片和雙螺母進行緊固。

2.4 洞口位置架體設計

由于部分跨度較大的窗口或陽臺洞口無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梁板穩固連接，焊縫厚、高和長度結合截面要求滿焊處理，工字鋼立柱安裝完成后在立柱兩側用鋼管夾死，保證立柱不會傾斜。

2.5 陽角部位架體設計

陽角位置需在現澆暗柱節點預留螺栓孔，安裝長尺寸三角型鋼托架（懸挑1.9m）， 由于安裝在部分陽角部位的兩個相鄰三角形支架的間距偏大，所以需在此部位加設16#工字鋼，工字鋼與三角形支架使用“U”形錨具進行連接固定，立桿立于工字鋼之上，確保陽角位置臨邊封閉嚴密。

2.6 懸挑板位置架體設計

搭設過程中如遇空調板陽臺位置，在預制懸挑板下側搭設安全專用懸挑三角形支架時，三角形支架采用長度1.5m，按三步兩跨搭設單排防護架體。

3 施工工藝技術

3.1 材料準備

①組成材料要求：三角形支架所使用的鋼材材質應符合國家規范中就Q235級鋼規定。鋼筋錨環以及拉環的原料質量要求應當達到有關標準提到的HPB235級鋼筋相關規定。②三角形支架與豎向構件連接：每個三角形支架與豎向構件之間采用3個M20穿墻螺栓連接，穿墻螺栓產品質量合格證書必須完整。③三角形支架的加工：對豎向主梁橫梁及斜拉梁按順序進行焊接，形成三角型結構的鋼架，并在架體框架內焊接加強肋；在挨著橫梁兩側的區域依次設立用于連接腳手架的裝置，角鋼之間的焊接縫隙厚度應當不低于5mm，其高度和長度結合截面規定滿焊處理，三角形支架順著正方向安置、反方向兩個方向進行加工，以便用于樓體兩側進行安裝。④預留穿墻螺栓孔：根據三角形支架的安裝位置提前放線定位，并根據定位位置在預制構件上設置穿墻螺栓孔洞，并保證加工后預制構件螺栓孔準確、垂直。

3.2 施工方法

3.2.1 定位測量。架體搭建前期，確定其安裝點位和立桿控制線，預制墻體、現澆墻體依據三角形支架設計點位預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高下60cm即懸挑托架的首道穿墻螺栓，各個懸挑托架為兩個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注尺寸進行設置，穿墻套管可以采用焊接在鋼筋上，防止澆筑混凝土時移位，鋼套管兩頭用膠帶封閉嚴密，不得將混凝土流入封堵管路。拆除模板后要及時疏通預制孔[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自外墻內部依據距離安裝完畢，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；內排腳手架與墻體之間的距離為0.25m。腳手架嚴格依據設計規定予以各桿間距排布。 腳手架立桿第一即確保架子整個的穩定效果，應用長度不一的鋼管，對接位置相互錯開50cm高度并錯開安排，毗鄰的兩個桿的對接位置不可于同步同跨之中。立桿的垂直度差距應該小于架體高度的1/400。除去頂端最后一步之外的各個鋼管的接頭均務必結合對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。于立桿內部予以設定，長度需要不低于3跨，該立桿基于對接扣件方式予以延長，靠近的兩個立桿不應當于同步以及同跨存在接頭，水平向需要保證不低于50cm的錯開，連接位置的中心至最近的主節點的間距應當低于縱向間距的三分之一，也可選擇搭接形式接長，各個水平桿搭接跨度需要高于1m，等間距設定3個旋轉扣件予以固定，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位置設立橫向的水平桿，其兩側和立桿固定，保證架子整個的空間架構穩定性，主節點位置務必設定橫向水平桿，選擇直角扣件連接以及嚴禁拆除，此外作業層中非主節點位置的橫向水平桿，應當綜合支撐腳手板客觀需要，確定間距，最高應當不高于縱距的一半。

3.2.3.4 連墻件。連墻件嚴格按照兩步三跨的規定設立，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點位置的立桿、縱向以及橫向水平桿之后，需要結合有關規定進行連墻件作業，每根連墻件有限連接面積不大于27㎡。連墻件的安置點位以窗洞為宜，桿子選擇Φ48.3×3.6鋼管，和是腳手架以及構筑物彼此選擇直角扣件銜接，腳手架與結構剪力墻連接，遇無門窗洞口時，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構墻上，一端采用十字扣件與架體內外側立桿連接。連墻桿需要安置于挨著主節點區域，和主節點之間的間距不可高于30cm，和架子內外兩邊的立桿予以聯通。

3.2.3.5 剪刀撐。剪刀撐需要安置于腳手架的外側里面的兩側從下至上連續安置，和水平角度為45°～60°以內，陽角處設置之字形斜撐。剪刀撐依據每兩步三跨安排一道，直到腳手架頂層。剪刀撐連接跨度不可低于10m，需要選擇三個旋轉扣件以及十字扣等方式予以固定。

3.2.3.6 腳手板。作業層腳手板需要鋪滿以及穩當，間距墻面不低于25cm，孔隙均應用多層板予以密閉，避免墜物問題。

腳手板需要安置三個水平的橫桿內，如若長度不高于2m的情況下，則可選擇兩個水橫桿支持腳手板，而腳手板兩邊則需要保持固定穩當。施工期間可選擇對接以及搭建的形式。腳手板對接施工期間，務必于連接位置設置兩個橫向的水平桿，其外伸部分應當選擇13～15cm，兩個腳手板外延跨度的總值應當不高于30cm，搭接施工期間，毗鄰板子的搭建長度有的那個不高于20cm，此外各個板的連接位置務必支撐于水平桿內，伸出的橫向水平桿的距離不可低于10cm。作業層腳手板端部伸出部分應當不高于15cm，此外腳手板兩側需要和支撐桿穩定連接。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轉角區域腳手板需要和橫向的水平桿之間穩定連接。

3.2.3.7 卸荷設計。懸挑類型的腳手架應當選擇鋼絲繩于懸挑層進行二次卸荷，選擇直徑12.5mm的鋼絲繩隔一卸一，上部結構遇梁、墻預留直徑25mm預留洞（或直接利用合?？祝壬喜拷Y構拆除模板后鋼絲繩穿過預留洞口在墻體內側或梁內套住鋼管。

繩子的夾座需要固定于鋼絲繩的工作區間內，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。繩子和繩夾彼此固定連接強度應當達到繩子本身強度的80%，在實際應用上，繩夾在數次的拉緊之后需要再度緊固螺母。首先應擰緊離套環最近處的繩夾，不允許先擰緊離套環最遠繩夾。繩子上最末端的繩夾后側50cm區域設立夾頭，同時個繩頭伸出以安全彎。如若接頭位置出現滑動，則安全彎被拉直，能夠立馬判斷夾頭松動[3]。

4 三角防護腳手架拆除要求

在腳手架拆除期間強調按照特定的流程由上至下進行，當對最底層進行拆除時，需要對鋼管予以拉結固定之后去除連墻件。當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，因整個三角形支架體在建筑外墻外部，拆除人員周邊無任何防護設施，所以利用對拉螺栓孔設置直徑12.5的鋼絲繩，用來栓制安全帶，外側人員將架體與吊具固定，三角形支架上東西清理完畢后，外側人員撤離，內側人員在上層防護內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，過程中確保螺栓處于平衡狀態，當三角形支架和結構分開情況下，塔式起重設備把架子調到目標區域予以碼垛。

5 結束語

組合型鋼懸挑三角形支架體為工廠預制現場安裝的，安裝簡便，結構整體穩定性好，對比傳統懸挑式腳手架結構該方式不破壞豎向及水平構件結構，不需要在外墻上預留施工洞口，僅在預制墻板上預留直徑25mm的穿墻螺栓孔，避免了對整體結構的破壞，確保了整個系統的穩定效果，極大地改善了作業效能，勞動力投入較少，分段拆除的腳手架可節省周轉材料費用，三角形支架體耗材整體少，使用的高強螺栓、墊片等可多次重復利用，經濟效果顯著。