组合型钢三角悬挑防护架在装配式结构中的应用

牛福栋

中国新兴建设开发有限责任公司 北京 100039

引言

北京某装配式棚户区改造工程单体主楼高程达到43.15m，地下地上分别是两层以及十五层，其标准层高达到2.8m，此次工程总的建筑体量达到6.8万m2，是典型的装配式混凝土剪力墙架构，本工程地上三层及以上结构外墙为预制墙板（200厚混凝土+90厚保温+60厚混凝土），混凝土强度等级为C35，1层及2层为现浇200厚混凝土外墙，地面的1～3层配置落地式双排钢管手架开展施工，当3层全都施工完毕之后安置组合式的三角悬挑防护架，之后去除下部双排落地脚手架从而确保其安装过程中总的安全性。

1 施工难点

组合型钢三角悬挑防护架施工基于螺栓和预制组件进行可靠连接，螺栓孔预留点位，于预制组件深化设计图纸过程中，在预制外墙板预留，为保证安全应用防护架，保证架体搭设平整，预制构件深化设计过程中洞口预留位置的准确性是本工程重点所在。

根据计算书和以往其他工程使用过的事例，我们设计选用组合型钢悬挑托架，所有户型从第3层开始架设第1道，第7层架设第2道，第12层架设第3道。此项目楼体外结构面复杂，空调板和窗洞口较多，不利于悬挑架生根。悬挑架的设计，以及悬挑架的施工是本方案的核心要点。本工程外悬挑空调板出墙身1320mm、长度最大为1300mm，阳台板外挑板出墙身1320mm、最大长度3500mm，此处选择单排脚手架，另外主体外墙转角位置防护架的设置也为此次项目的难点。因外墙转角较多，平面布置凹凸不平，架体施工难度增大，在外墙阳角的组合型钢悬挑三角形支架需加长及做45°节点处理。为躲避空调板阳台，挑架安装高度设置到空调板阳台板下侧[1]。

2 脚手架设计要点

2.1 脚手架基础选型

由于传统工字钢悬挑外脚手架会造成外墙遗留孔洞，后期修补不易施工，所以本工程采用组合型钢三角形支架代替悬挑钢梁作为脚手架支座。三角形支架在加工厂制造后运到现场安装，确保焊接质量。三角形支架到场后检查验收，保证架体与设计图纸一致，外观完好，焊缝满足三级焊缝标准，外观无裂纹虚焊。

2.2 脚手架体设计

此次防护架的上部脚手架体选择的是双排扣件类型的脚手架，其立杆纵向跨度以及横向跨度分别要求1.5m以及0.9m。步距设计1.8m，内排脚手架与墙之间距离为250mm。

2.3 组合型钢三角悬挑防护架的连接方式

组合型钢三角悬挑防护架通过500m的M20穿墙螺栓与混凝土竖向构件预留洞口进行连接，螺栓外侧焊接螺母，穿过竖向构件预留孔洞，在内侧设置8mm垫片和双螺母进行紧固。

2.4 洞口位置架体设计

由于部分跨度较大的窗口或阳台洞口无法安装固定三角形支架，该处三角支撑架位置采用工字钢梁代替，架体立杆间距不变。采用20#工字钢焊接成型与二层架构梁板稳固连接，焊缝厚、高和长度结合截面要求满焊处理，工字钢立柱安装完成后在立柱两侧用钢管夹死，保证立柱不会倾斜。

2.5 阳角部位架体设计

阳角位置需在现浇暗柱节点预留螺栓孔，安装长尺寸三角型钢托架（悬挑1.9m）， 由于安装在部分阳角部位的两个相邻三角形支架的间距偏大，所以需在此部位加设16#工字钢，工字钢与三角形支架使用“U”形锚具进行连接固定，立杆立于工字钢之上，确保阳角位置临边封闭严密。

2.6 悬挑板位置架体设计

搭设过程中如遇空调板阳台位置，在预制悬挑板下侧搭设安全专用悬挑三角形支架时，三角形支架采用长度1.5m，按三步两跨搭设单排防护架体。

3 施工工艺技术

3.1 材料准备

①组成材料要求：三角形支架所使用的钢材材质应符合国家规范中就Q235级钢规定。钢筋锚环以及拉环的原料质量要求应当达到有关标准提到的HPB235级钢筋相关规定。②三角形支架与竖向构件连接：每个三角形支架与竖向构件之间采用3个M20穿墙螺栓连接，穿墙螺栓产品质量合格证书必须完整。③三角形支架的加工：对竖向主梁横梁及斜拉梁按顺序进行焊接，形成三角型结构的钢架，并在架体框架内焊接加强肋；在挨着横梁两侧的区域依次设立用于连接脚手架的装置，角钢之间的焊接缝隙厚度应当不低于5mm，其高度和长度结合截面规定满焊处理，三角形支架顺着正方向安置、反方向两个方向进行加工，以便用于楼体两侧进行安装。④预留穿墙螺栓孔：根据三角形支架的安装位置提前放线定位，并根据定位位置在预制构件上设置穿墙螺栓孔洞，并保证加工后预制构件螺栓孔准确、垂直。

3.2 施工方法

3.2.1 定位测量。架体搭建前期，确定其安装点位和立杆控制线，预制墙体、现浇墙体依据三角形支架设计点位预留穿墙螺栓的具体孔位。组合型钢悬挑架首次于第三层安装位置于板顶标高下60cm即悬挑托架的首道穿墙螺栓，各个悬挑托架为两个穿墙螺栓和墙体衔接，螺栓彼此距离保持为90cm。

3.2.2 组合型钢悬挑三角形支架的安装。

3.2.2.1 现浇墙穿墙螺栓施工方法：施工工艺：在模板支模前按照三角形支架位置放置穿墙钢管内径保证25mm（外墙厚200mm），与钢筋固定连接，拉线找平，间距按照平面布置图标注尺寸进行设置，穿墙套管可以采用焊接在钢筋上，防止浇筑混凝土时移位，钢套管两头用胶带封闭严密，不得将混凝土流入封堵管路。拆除模板后要及时疏通预制孔[2]。

3.2.2.2 组合型钢悬挑三角形支架安装方法：三角形支架体的外伸跨度以1.5m为宜，把穿墙螺栓直径20自外墙内部依据距离安装完毕，外墙外延把三角形支架上层孔穿至螺栓中，螺栓尺寸为50cm，下部孔位用螺栓M20固定三角托架，拉线找平。于三角形支架体上焊立管确定钢筋头从而确定脚手架的立杆具体点位。

3.2.3 组合型钢悬挑三角形支架上脚手管架体安装。

3.2.3.1 立杆。脚手架立杆纵行以及横向距离分别是1.5m以及0.9m；内排脚手架与墙体之间的距离为0.25m。脚手架严格依据设计规定予以各杆间距排布。 脚手架立杆第一即确保架子整个的稳定效果，应用长度不一的钢管，对接位置相互错开50cm高度并错开安排，毗邻的两个杆的对接位置不可于同步同跨之中。立杆的垂直度差距应该小于架体高度的1/400。除去顶端最后一步之外的各个钢管的接头均务必结合对接扣件形式予以接通，立杆选择直角扣件的形式和纵向杆予以接通，顶端顶层的钢管需要高出檐口上皮1.5m位置。

3.2.3.2 纵向水平杆。于立杆内部予以设定，长度需要不低于3跨，该立杆基于对接扣件方式予以延长，靠近的两个立杆不应当于同步以及同跨存在接头，水平向需要保证不低于50cm的错开，连接位置的中心至最近的主节点的间距应当低于纵向间距的三分之一，也可选择搭接形式接长，各个水平杆搭接跨度需要高于1m，等间距设定3个旋转扣件予以固定，端部扣件盖板的边缘到搭建纵向水平杆端的跨度需要不低于10cm。

3.2.3.3 横向水平杆。于外脚手架立杆以及水平杆交错位置设立横向的水平杆，其两侧和立杆固定，保证架子整个的空间架构稳定性，主节点位置务必设定横向水平杆，选择直角扣件连接以及严禁拆除，此外作业层中非主节点位置的横向水平杆，应当综合支撑脚手板客观需要，确定间距，最高应当不高于纵距的一半。

3.2.3.4 连墙件。连墙件严格按照两步三跨的规定设立，施工钢管衔接，竖向距离不高于3.6m，水平跨度不高于4.5m。于搭建完毕存在连墙件主节点位置的立杆、纵向以及横向水平杆之后，需要结合有关规定进行连墙件作业，每根连墙件有限连接面积不大于27㎡。连墙件的安置点位以窗洞为宜，杆子选择Φ48.3×3.6钢管，和是脚手架以及构筑物彼此选择直角扣件衔接，脚手架与结构剪力墙连接，遇无门窗洞口时，可用专用连墙件与墙体连接，连墙件螺栓一端插入墙上用螺母固定在结构墙上，一端采用十字扣件与架体内外侧立杆连接。连墙杆需要安置于挨着主节点区域，和主节点之间的间距不可高于30cm，和架子内外两边的立杆予以联通。

3.2.3.5 剪刀撑。剪刀撑需要安置于脚手架的外侧里面的两侧从下至上连续安置，和水平角度为45°～60°以内，阳角处设置之字形斜撑。剪刀撑依据每两步三跨安排一道，直到脚手架顶层。剪刀撑连接跨度不可低于10m，需要选择三个旋转扣件以及十字扣等方式予以固定。

3.2.3.6 脚手板。作业层脚手板需要铺满以及稳当，间距墙面不低于25cm，孔隙均应用多层板予以密闭，避免坠物问题。

脚手板需要安置三个水平的横杆内，如若长度不高于2m的情况下，则可选择两个水横杆支持脚手板，而脚手板两边则需要保持固定稳当。施工期间可选择对接以及搭建的形式。脚手板对接施工期间，务必于连接位置设置两个横向的水平杆，其外伸部分应当选择13～15cm，两个脚手板外延跨度的总值应当不高于30cm，搭接施工期间，毗邻板子的搭建长度有的那个不高于20cm，此外各个板的连接位置务必支撑于水平杆内，伸出的横向水平杆的距离不可低于10cm。作业层脚手板端部伸出部分应当不高于15cm，此外脚手板两侧需要和支撑杆稳定连接。选择直径3.2mm的镀锌钢丝把脚手板的探头位置安置于支撑件内转角区域脚手板需要和横向的水平杆之间稳定连接。

3.2.3.7 卸荷设计。悬挑类型的脚手架应当选择钢丝绳于悬挑层进行二次卸荷，选择直径12.5mm的钢丝绳隔一卸一，上部结构遇梁、墙预留直径25mm预留洞（或直接利用合模孔），等上部结构拆除模板后钢丝绳穿过预留洞口在墙体内侧或梁内套住钢管。

绳子的夹座需要固定于钢丝绳的工作区间内，U性螺栓和绳子的尾部固定连接，绳子不支持上交替安置绳夹。绳夹扣和钢丝绳之间夹扣间距为100mm，钢丝绳两端的绳卡为8个。绳子和绳夹彼此固定连接强度应当达到绳子本身强度的80%，在实际应用上，绳夹在数次的拉紧之后需要再度紧固螺母。首先应拧紧离套环最近处的绳夹，不允许先拧紧离套环最远绳夹。绳子上最末端的绳夹后侧50cm区域设立夹头，同时个绳头伸出以安全弯。如若接头位置出现滑动，则安全弯被拉直，能够立马判断夹头松动[3]。

4 三角防护脚手架拆除要求

在脚手架拆除期间强调按照特定的流程由上至下进行，当对最底层进行拆除时，需要对钢管予以拉结固定之后去除连墙件。当三角形支架上的所有脚手架拆除并清理完毕后，最后拆除三角形支架，拆除三角形支架时，因整个三角形支架体在建筑外墙外部，拆除人员周边无任何防护设施，所以利用对拉螺栓孔设置直径12.5的钢丝绳，用来栓制安全带，外侧人员将架体与吊具固定，三角形支架上东西清理完毕后，外侧人员撤离，内侧人员在上层防护内安排用绳索拉住三角形支架确保平衡，然后先拆下部M20螺栓，再拆上部M20螺栓，过程中确保螺栓处于平衡状态，当三角形支架和结构分开情况下，塔式起重设备把架子调到目标区域予以码垛。

5 结束语

组合型钢悬挑三角形支架体为工厂预制现场安装的，安装简便，结构整体稳定性好，对比传统悬挑式脚手架结构该方式不破坏竖向及水平构件结构，不需要在外墙上预留施工洞口，仅在预制墙板上预留直径25mm的穿墙螺栓孔，避免了对整体结构的破坏，确保了整个系统的稳定效果，极大地改善了作业效能，劳动力投入较少，分段拆除的脚手架可节省周转材料费用，三角形支架体耗材整体少，使用的高强螺栓、垫片等可多次重复利用，经济效果显著。