兖矿东华建设有限公司 山东省 邹城市 273500
摘要：外挂防护架体骨架采用方钢焊接，上铺设花纹钢板，架体外设防护网，三角斜撑和加强斜杆采用槽钢和型钢焊接，三角支撑架的一侧设有2个附墙支座，每个支座上有2个附着点。架体与外挂墙板通过穿墙螺栓连接，所有穿墙螺栓孔均为预留，在墙体底部外加角码配合斜支撑，保证整个体系的稳定。因此在本文中我们主要对装配式建筑新型外脚手架的设计与施工进行了简单的分析与探讨。
关键词：装配式建筑；新型外脚手架；设计与施工
1外挂脚手架构造
外挂脚手架从组成形式可分为三个部分:三角支座、脚手板、临边防护。三个部分内部均采用焊接连接成整体，三个部分之间则采用螺栓或U型卡的锚固连接方式，使其安装拆卸更为方便。
三角支座是外挂架支撑承重构件，由立杆、横杆、斜杆及加劲杆焊接而成，其中加劲杆采用6.3#槽钢，其余均为10#槽钢。
脚手板作为施工及搭设阶段的操作平台，由纵杆、横杆及套管组成，均采用SOXSOX3方钢管焊接，骨架上方点焊3mm花纹钢板。套管和吊环的布置应与三角支座错开。踏板悬挑较大处，需焊接一道斜撑连接三角支座加劲杆和通道骨架。临边防护是挂架的防坠落体系，临边防护高1800mm，骨架由40X40X3方管焊接而成。纵杆插入套管，采用M10螺栓连接固定。外防护网采用25X25X2.5铁丝方格网片，点焊于骨架内侧，下方焊接200mm踢脚板于骨架外侧。
2外挂脚手架施工工艺
2.1三角支座起吊
起吊过程中应当有2人站在地面上，将预制构架挂在塔式起重机挂钩上。1人站在地面指挥，2人站在落地脚手架上，2人在楼层室内(1人在楼层室内指挥，1人负责楼层操作面安全旁站，在整个施工过程中均需要1人负责楼层操作面安全旁站)。将三角支座慢速吊至安装位置约0.5米附近，站在落地脚手架上的架子工将三角支座扶正，调整好三角支座垂直度，确保三角支座处于铅垂状态，并配合指挥缓慢将防护架靠近预制外剪力墙、外挂板，并将外防护架孔洞对准预制外剪力墙、外挂板上预留的孔洞。
2.2三角支座安装
由室内两人将穿墙螺栓连同三角支座从墙内侧插入预留孔内，在没有将所有外防护架螺栓拧紧前，塔吊不能移动，在穿墙螺栓外侧使用开口销销紧，固定好穿墙螺母，内侧紧固好双螺母，将三角支座固定在主体结构上，穿墙螺杆露出螺母应不少于三扣。将该防护架单元所有螺栓拧紧后缓慢松钩并观察整个受力体系是否有异常现象。依次按照上述步骤完成整个首层一圈的外防护架，外防护架完成后确保一圈封闭。
2.3三角支座紧固情况检查
本层三角支座安装完毕后，使用扭力扳手对三角支座逐个进行检查，检查穿墙螺栓是否锁紧到位，扭矩控制在45KN/m}65KN/m，确保其安全可靠。
2.4安装走道板、护坡
将提前固定好的走道板和护栏一起起吊安装在三角支座上。用卡扣和螺母将走道板固定在三角支座上方。
2.5悬挂安全警示标志
待首层安装完成后悬挂安全警示牌和限重牌，允许荷载(不大于600KG/m2)等标识。
2.6检查验收
首先由专业施工单位自检，合格之后由项目部安全、质量联合检查，最后由公司总工、项目经理、安全工程师、技术负责人、总监、建设单位负责人共同验收，验收合格后悬挂验收合格牌，方可投入使用。二层操作同一层，只是外侧操作人员站在首层外防护架上进行操作。
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2.7外挂架周转吊装
外挂架周转吊装架体提升方式采用分段整体提升，以组合后单段架体、护栏及架体平台为单元整体提升，提升机械采用塔吊。常规配备两套外挂架进行周转使用，单片外挂架安装约为五分钟。在每栋楼作业层的下一层预制外墙安装一套外挂架，对作业层临边施工人员进行防护，作业层的预制外墙吊装时同步安装另一套外挂架，做为上一层施工的防护架(即第一层外防护架提升至第三层安装，第二层外防护架提升到第四层安装，第三层外防护架提升到第五层安装，依次类推直至主体完成)。
2.8外挂架拆除
主体结构施工完成后方可进行拆除。拆除前，应先与施工外墙人员商定交叉作业范围，错开工作面，确保施工安全，然后对外挂架上的物品进行清理。拆除时，先拆最上层防护架，由2人松动螺栓，并将塔吊的吊钩固定在外防护架的吊点，缓缓提升吊钩，使塔吊钢丝绳绷紧但不受力，然后将单元防护架整体吊至地面指定地点分类堆放整齐。注意:在外挂架拆除时，应当设置警戒区并派专人守护下面，禁止无关人员进入拆除危险区，确保安全。
3外挂脚手架受力特性
外挂脚手架主要承受的作用力分为水平作用力和竖向作用力两大类。水平作用力主要指作用在临边防护上的水平风力(考虑临边防护体系吹倒并坠落这一安全隐患，这里的水平风力方向是由建筑物由内往外，并垂直于临边防护网面)。竖向作用力包括:作用在脚手板上人、材、机的重力，架体本身重力，以及冬季雪天作用在脚手板上的雪荷载。
作用在竖直临边防护网面上水平风力对网面形成面荷载，通过防护系统骨架将面荷载传递给三角支座横杆上，并形成向外的集中荷载，三角支座立杆、斜杆分担这个集中荷载并将其通过穿墙螺栓传递给建筑物相对应外墙上。
脚手板承受竖向荷载，经脚手板骨架传递给三角支座横杆，形成竖直向下的线荷载，这部分荷载再由三角支座立杆及斜杆传递给穿墙螺栓，最后将荷载传递到预制剪力外墙上。
4脚手架体系整体性能有限元分析
4.1理论计算
外挂提升式脚手架主要是由厚2mm的带花纹钢板、60mm×60mm×5mm型钢、10#槽钢通过焊接组成的一个架体。外挂架设计施工荷载为1.96kN/m2，按照相关规范，计算变形时应采用荷载的标准值，下面花纹钢板自重标准值为0.3kN。经计算，花纹钢板的挠度满足要求。
4.2模型建立及结果分析
利用有限元软件ABAQUS建立了提升式脚手架的整体模型，选用了Q235钢材，由于脚手架与墙体是通过4个螺栓固定的，故在建模时假定在4个螺栓处施加固定约束把脚手架完全固定住。由于脚手架主要承受施工人员荷载，所以在脚手板上施加均布荷载对脚手板所产生的位移及其应力进行模拟分析。
利用有限元软件模拟了脚手板以及三角支撑在荷载作用下产生的位移及应力。通过模型的计算结果可知，脚手板中间产生的位移较四周的大，最大值为10mm，与理论计算的结果都在规定范围内；最大应力分布在脚手板长度两侧。
5安装施工
对进场的外挂架、脚手板、安全网等进行全面检查，确保使用规格和质量合格的钢管及其配件。
1）将外墙PC板吊装就位、安装，在墙体上加斜支撑，在墙体下方外加角码连接。
2）将4根钢丝绳用吊扣固定外挂架专设的吊装环，保证外挂架水平起吊，架体就位后，微调塔吊使外挂架贴上墙板，使三角支撑的孔与墙板的预留孔对应，误差不超过10mm。挂架安装人员A从屋内将穿墙螺杆穿出，安装人员B将三角支撑上悬挂的焊接垫片的螺母与穿墙螺杆连接，安装人员A从屋内将穿墙螺杆锁死。
3）外挂架搭设完成后，由项目部自检合格后填表申报公司安全科进行验收，对验收中出现的一些问题立即进行整改。保持架子整体牢固、稳定、安全、适用、美观。
4）架体安装完成后，作为操作平台及安全防护使用，待该层其他构件施工完毕后，安装外墙板。
5）拆卸挂架时，先将4根钢丝绳用吊扣固定外挂架专设的吊装环，保证外挂架水平起吊，挂架安装人员A从屋内将穿墙螺杆拆卸，使挂架上三角支撑上悬挂的焊接垫片的螺母自然脱开，并悬挂于细绳上，挂架不落地直接起吊至上一层墙板。
总之，装配式混凝土剪力墙外挂提升式脚手架的应用，不仅提高了施工效率，缩短了施工工期，降低了项目成本，而且在保证工程质量、防范工程风险方面具有重要作用，符合当前绿色施工的建筑趋向。
参考文献：
[1]段玉诚,杨宗祥,苏玉德.JWP型附着式升降脚手架在高层建筑施工中的应用[J].施工技术,2016,45(9):13-16.
[2]隋伟,李建忠.附着式升降脚手架在高层工程中的应用[J].山西建筑,2004(10):50-51.
[3]糜嘉平.我国新型脚手架的发展动向[J].施工技术,1999,28(3):3-5.
论文作者:黄来虎
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第13期
论文发表时间:2019/10/16
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