装配式预制外墙用型钢附着式卸料平台研制

李 忠

(中铁十四局集团建筑工程有限公司,山东 济南 250000)

1 概述

1.1 工程概况

依托北京市经济技术开发区河西区X89R2地块R2二类居住用地项目(4号住宅楼等五项)一标段工程，主楼分别为4号楼(18/-3)、5号楼(8/-2)、6号楼(18/-3)、7号楼(18/-3)、地下车库(1/-2)，总建筑面积约8.5万m2。本工程结构形式为装配式剪力墙结构，预制构件占比41%，其中包括：叠合板(60 mm)、预制“三明治”剪力外墙、预制剪力内墙、预制成品楼梯、预制空调板以及PCF外墙板。

1.2 项目概述

本工程前施工总承包方终止合同，导致本工程主体结构施工停滞约1 a，考虑本项目交付业主日期确定，现总包单位进场即组织实施“全穿插施工管理工作”，利用有限时间最大限度的提升施工生产效率。

主体施工阶段为充分利用原总包单位遗留周转材料，进场便可组织施工生产的目的，减少施工用辅材准备周期，楼层标准层采用传统施工工艺，即木模板与轮扣式脚手架支撑体系。标准层材料采用卸料钢平台进行周转倒运。

1.3 主体外围护结构概述

主体外围护结构采用现浇结构(1层～3层为现浇加强层)与装配式预制剪力墙结构相结合(4层～18层为装配式结构层)形式，节点采用PCF板构件。装配式预制剪力外墙构件底部以飘窗(飘窗根部设置暗梁)及上翻梁结构为主(见图1)。

2 研发思路及技术方案确定

2.1 传统技术方案

项目技术团队在实际应用方案确定阶段，主要从已有的施工管理经验、相关文献进行整理、分析、研究，逐步确定方案思路和改良重点。

传统的悬挑卸料钢平台采用工字梁悬挑方式，分为锚固段和悬挑段(见图2)，其中锚固段采用工字钢钢梁与现浇楼板进行可靠连接(见图3)[1]，悬挑段主次梁主要采用纵横交错工字钢焊接而成(见图4)。

2.2 研发原由及借鉴

1)研发原由。

传统悬挑卸钢料平台锚固段需穿透主体结构外墙，需设置足够预留孔洞，以便后续卸料钢平台的安装[2]。但装配式建筑全预制外墙施工过程中，特别是遇到设置上翻梁、飘窗板等上部结构，存在以下几个技术和质量隐患问题：

a.锚固段预留洞容易造成预制外墙底部灌浆通道无法左右有效贯通，导致预制外墙底部灌浆料施工作业质量存在隐患。

b.锚固段预留洞会导致预制墙体连接处的灌浆套筒无法有效上下连接，引起预制墙体节点连接不可靠，导致主体结构存在安全隐患[3]。

c.锚固段预留洞封堵会存在的质量缺陷导致后续外围护结构存在使用功能隐患，比如外墙渗漏。

2)研发借鉴。

对比传统卸料钢平台施工工艺，项目部组织开展质量管理小组活动，依托PDCA程序开展创新活动，针对现有的技术、工艺、方法等无法满足现场需要，运用新思维，使小组获得灵感和新思路新方法等，从多角度、多维度进行思考，经过多次的专题研讨最终确定以“附着式升降脚手架”为研发借鉴依据，开展创新活动[4]。

主要研发节点有如下几点：

a.锚栓+锚板附着连接方式，见图5，图6。

采用锚板+锚栓的方式进行有效固定，通过可靠的受力计算获得足够的截面尺寸和螺栓型号，以满足卸料钢平台使用的足够设计要求。

采用锚板+锚栓连接方式，既能满足卸料平台使用要求，又能有效避免因预留洞造成的预制外墙质量隐患。

b.卸料钢平台的上段拉结方式采用借鉴附墙连接方式，采用板式连接以确保钢丝绳拉结安全可靠，见图7。

2.3 研发方案确认

根据以上方案内容的借鉴，项目质量管理活动小组最终确定新型卸料钢平台附着方式和拉结方式，并与有设计、生产、安装的企业进行集体攻关，创新形式的研发了一种装配式外墙型钢附着卸料钢平台(见图8)。主要形式如下：

1)上部拉结采用板式螺栓(主钢丝绳，如图9所示)与扇形螺栓(副钢丝绳，如图10所示)相结合的方式，将钢丝绳与预制墙体可靠连接，同时避免对钢丝绳的破坏[5-6]。

2)卸料钢平台底部采用15 mm厚钢板(尺寸300 mm×300 mm)与悬挑工字钢有效衔接，并附着于预制剪力墙上翻梁构件之上(见图11)。

3 技术关键节点要求

3.1 安装部位主体结构要求

本工程为装配式预制剪力墙结构，所有外墙均为预制墙板，安装前应满足预制构件主体结构稳定安全的前提之下方可进行安装。

附着锚栓应尽量设置于主体结构现浇部位，并做好相关穿墙螺栓的预留预埋工作。当无法满足现浇要求时，应控制好卸料平台安装时间与预制剪力墙灌浆强度要求时间间隔，以确保足够的结构强度。

根据不同灌浆料生产厂家的材料技术指标以及相关规范要求，预制剪力墙灌浆料主要性能指标需满足表1要求。

表1 灌浆料性能指标 MPa

综上所述，根据卸料钢平台安装技术要求，安装部位预制剪力墙应在预制剪力墙注浆完成3 d后方可进行卸料平台的安装工作。但鉴于施工过程的不确定性较多，现场应留够灌浆料同条件试块，随时掌握预制剪力墙节点灌浆料强度来确定安装时间。

3.2 卸料钢平台使用有关要求

1)卸料钢平台的制作。

卸料钢平台采用型钢制作成型、塔吊调运安装，卸料钢平台紧挨外架体，但与外架体断开保证间距200 mm。所有材料均应提供原材质量证明文件，钢丝绳、圆钢拉环应做进场复试。

卸料钢平台的吊点应严格按照论证方案进行制作，应在位于平台主梁上且在防护栏杆的外侧；上部拉结吊点应将钢丝绳与平台主梁水平投影的夹角控制在0°～5°，主拉结点吊点距平台的前端部不得大于50 cm，副拉结点距主拉结点吊点不应大于50 cm[7-9]。

2)卸料钢平台吊装就位。

预制外墙灌浆完成3 d后方可进行卸料钢平台安装。平台安装过程应由专业安装人员(一般为专业架子工)、塔司、信号工全程协同安装。在用塔吊初始吊装时，应将两对角绑两根牵引绳(钢丝绳)，由专业安装人员在卸料平台上设置牵引绳，以调节平台在安装过程中的摇摆和与墙体的水平夹角。当卸料平台就位到安装层后，安装工应与信号工、塔司进行有效配合，调整塔吊吊钩的上下升降及水平位置，最终调整安装就位准确[10]。

3)卸料钢平台固定就位。

卸料钢平台底部钢平台主次梁吊装就位后，且平台未固定之前，不得松动两端钢丝绳。在平台就位后，穿墙板螺栓配合钢垫板就位拧紧，不得松动。

将位于安装在卸料平台吊点上的钢丝绳的另一端挂住平台上层预制构件的板式螺栓和扇形螺栓处，并收紧钢丝绳。首先应对钢丝绳是否收紧且受力后，方可缓慢松开塔吊吊勾钢丝绳，最后让卸料平台整个钢丝绳全部受力。钢丝绳与平台的水平夹角应满足不小于45°的要求。

4)其他技术控制重点。

本工程钢丝线连接点为预制剪力墙位置，首先应检查预制剪力墙灌浆饱满度，同时应验算其强度，以确保建筑物和卸料平台的安全。

钢平台安装时，钢丝绳应采用专用的挂钩挂牢，采取其他方式时卡头的卡子不得少于3个(同时必须设置1个安全卡)，建筑物锐角利口围系钢丝绳处应加衬软垫物，钢平台外口应略高于内口，不可向外倾斜[11-12]。

4 安全监控要求

4.1 验收使用

1)卸料钢平台在进场后，应有专业人员(架子工)在生产厂家的专业指导下进行组装，并由技术负责人对所有组装人员进行书面技术交底工作。

2)卸料平台每次安装完成后，由项目技术负责人、安全监督人员组织对安装作业人员进行安全技术交底工作。

3)卸料钢平台安装完成后，首先由项目技术负责人组织加工生产单位以及安全人员，依据论证的专项施工方案组织人员进行使用前的验收工作，验收合格后报监理工程师再进行验收，监理工程师验收合格后方可正常启用。

4)对于超过10次以上的周转次数时，需要对此平台、钢丝绳及其他配件进行全面检查(根据初始安装检查内容进行)。在使用过程中发现钢平台各构件出现变形、焊接开裂、松动或者构件锈蚀严重的情况，应及时通知生产厂家进行维修完善，待维修好后，应重新组织进场验收，否则不得继续施工使用。

5)钢平台应设置声光超载报警装置，具备现场超载报警功能，工具式液压爬升悬挑钢平台超载报警系统综合误差不大于10%(见图12)。

4.2 日常维护

1)此卸料平台的验收工作和日常维护检查工作，应严格执行以下相关规定，每次检查并合格后方可投入使用。

a.搭设完毕后；

b.施工中途停止使用超过15 d，再重新使用前；

c.在遭受暴风、大雨、暴雪、地震等强力外部因素作用之后；

d.在平台使用过程中，如果发现关键部位(主次梁、钢丝绳)以及其他安全隐患，应马上停止使用；

e.原则上当风力达到4级时应停止吊装，当风力达到6级时，卸料平台应停止使用。

2)卸料平台的安装和使用应由专人负责，且安装完成后应由技术负责人、安全监督人员以及监理工程师进行验收。平时此平台的检查和管理应由项目专职安全员进行负责，以确保使用符合方案设计和国标、规范及地方监管部门的要求。

3)每当启用卸料平台倒运材料时，作业人员应进行专项安全培训工作，能做到先检查是否存在影响安全使用的问题，在确认安全的情况下，才可启用。如果在作业时发现不安全的情况和隐患时，应马上停止使用，并通知安全员进行相应的检查工作，问题解决后才能恢复正常使用。

4.3 使用要求

1)本工程所用此卸料平台允许最大荷载为1.5 t(含施工材料)，但实际使用过程中最大荷载不超过1.0 t。

2)卸料平台制作应选用专用钢结构生产厂家加工制作，在开始施工前，总包单位技术负责人以及安全负责人应对平台进行全面验收，并进行相关荷载的试验工作。要在卸料平台明显位置悬挂相应规章制度，包括最大允许荷载、使用说明、责任人以及验收人员，验收通过后才能正式启用。

3)材料及物资装卸时必须按照相同材质、相同规格型号分类堆放，要整齐划一、长短要尽量避免不一致，杜绝材料混放，堆放高度要严控，严禁超高(低于0.9 m)；超过平台的材料长度不超过平台尺寸，严禁将物料倚靠在平台护栏上。

5 结语

本工程型钢卸料平台技术方案的确定过程，多次咨询相关行业技术团队，技术方案成型后组织本方案专家论证工作，得到了全面的技术分析和研判，最终得以现场实施应用。

在装配式建筑的施工技术得到较为全面的普及施工，特别是全装配式预制外墙单体不断涌现，此项卸料平台的研制有效的解决了传统施工管理工艺无法有效的满足装配式施工生产需要的缺陷，特别是传统支撑体系与新型装配式建筑融合施工无法有效衔接的问题。通过新平台的研发既保留原有现浇结构的支撑模式，又能有效提高支撑材料的倒运速率，为装配式全预制外墙的施工管理提供一个可靠的借鉴。