施工现场辅助预制大型钢筋骨架用的装配式型钢挂架及其辅助预制大型钢筋骨架的施工方法与流程

本发明涉及建筑建设施工技术领域挂架，特别是一种施工现场辅助预制大型钢筋骨架用的装配式型钢挂架及其辅助预制大型钢筋骨架的施工方法。

背景技术：

现有的预制大型钢筋骨架技术为：搭设扣件式钢管操作架辅助大型钢筋骨架制作。其施工工艺为：

1、平整场地后，按钢筋骨架的宽度，相应地在地面布置截面尺寸为：200*50mm的木垫板。

2、在木垫板上搭设扣件式钢管操作架。利用操作架的钢管横杆与立杆支承大型钢筋骨架的自重。

3、钢筋骨架片、箍筋及构造筋在搭设好的扣件式钢管操作架上就位、安装、绑扎、调整成型。

4、大型钢筋骨架制作完毕后，采用吊车将骨架吊起，使之与扣件式钢管操作架脱离，待拆除扣件式钢管操作架相关杆件后，再将大型钢筋骨架吊运至预定位置。

经实际施工总结得出，该施工工艺存在如下缺点：

1、扣件式钢管预制架支承力不足：

依靠φ48.3*3.6mm的钢管、相应扣件作为主要支承件的操作架，受到钢管的刚度、扣件式握固连接等方面的制约，难以承受过多的荷载，无法支撑大型钢筋骨架的自重。

2、稳定性较差：

扣件式钢管操作架的关键节点均采用扣件连接，利用扣件的握固力、摩擦力将钢管连接固定在一起，共同发挥作用。受操作者水平、材料表面粗糙度的影响，扣件与钢管之间的摩擦效果得不到很好的保证，稳定性较差。

3、拆除不便利：

需要拆除所有的横梁扣件才可以将横梁钢管从钢筋骨架中抽出，延长了大型钢筋骨架的吊装时间。

4、扣件式钢管预制架制作周期较长：

扣件式钢管预制架的杆件与连接件众多，需要专业的架子工进行制作安装而且搭设的用时较长。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种施工现场辅助预制大型钢筋骨架用的装配式型钢挂架及其辅助预制大型钢筋骨架制作施工方法，具有较高的承载能力与稳定性，并且形成装配式结构，提高生产效率；以解决已有技术存在的上述问题。

解决上述问题的技术方案是：一种施工现场辅助预制大型钢筋骨架用的装配式型钢挂架，所述装配式型钢挂架包括多个单榀u形门架和横梁，相邻单榀u形门架之间通过拉杆连接成一长方体骨架；所述单榀u形门架包括底座、立杆和斜撑；所述底座包括底座钢梁，所述底座钢梁的两端通过立杆连接件与立杆螺栓连接；所述底座钢梁的两端还设置有下斜撑连接件，所述立杆下端设置有上斜撑连接件，所述斜撑的两端分别与上斜撑连接件和下斜撑连接件螺栓连接；两根所述立柱上分别设置有相互平行的挂钩；所述横梁放置在相互平行的两个挂钩上，位于每个单榀u形门架的上部。

其进一步技术方案是：所述立柱上设置有多道挂钩。

其更进一步技术方案是：所述拉杆包括有水平拉杆和斜向剪刀拉杆。

其又更进一步技术方案是：所述挂钩采用钢筋制作而成的u形挂钩。

其进一步技术方案是：相邻单榀u形门架之间设置有上下两根水平拉杆和两根构成“x”型的斜向剪刀拉杆。

相关的另一技术方案是：一种预制大型钢筋骨架的施工方法，它是采用上述一种施工现场辅助预制大型钢筋骨架用的装配式型钢挂架辅助预制大型钢筋骨架的施工方法，通过将大型钢筋骨架片悬挂在装配式型钢挂架上，就位、固定后，配置上箍筋、拉筋、预应力管线等设置，再进行绑扎、安装、吊装的施工，从而实现大型钢筋骨架预制作业；其具体工作流程是：

a：施工准备：包括设计装配式型钢挂架、现场选址与场地平整；

b：装配式型钢挂架底座、立杆与斜撑安装：依次安装装配式型钢挂架的底座、立杆与斜撑，形成单榀u形门架；

b1：加工制作装配式型钢挂架的底座；

b2:加工制作装配式型钢挂架的立杆；

b3:安装装配式型钢挂架的立杆在底座上；

b4：安装斜撑在底座上形成单榀u形门架；

c：装配式型钢挂架的拉杆安装：连续竖立多榀u形门架后，使用拉杆将多榀u形门架相互焊接拉结；安装顺序：先安装中间的水平拉杆，后安装斜向剪刀拉杆；

d：钢筋骨架片、横梁安装：每一榀u形门架上部均设置一根横梁，横梁安装时间与钢筋骨架片的安装时间同步进行，该安装施工顺序为：钢筋骨架片进场→汽车式起重机就位→吊起钢筋骨架片进入u形门架内部就位→穿入横梁→横梁架立于挂架立杆挂钩上→钢筋骨架片落下，架立于横梁上→汽车式起重机脱钩；

e：钢筋骨架制作成型；

f：钢筋骨架吊装。

其进一步技术方案是：所述步骤f：骨架吊装，包括有如下步骤：

f1:大型钢筋骨架整体吊安装均采用两台汽车吊提吊，4个吊点共同发力；两对吊点选在顶面主筋上，钢丝绳栓在两根主筋上，控制骨架在吊装过程中的稳定性；

f2：起重机垂直吊起整个钢筋骨架，起吊高度不大于100mm并保证钢筋骨架完全与横梁不再接触；

f3：人工登上小型操作台，检查横梁的可活动状况；

f4：人工合力从钢筋骨架的一侧抽出横梁；抽出的施工顺序：钢筋骨架的一端往另外一端，依次抽出；

f5：继续垂直吊起整个钢筋骨架，并移至工作面；

f6：在下放前，对立柱钢筋位置对比，进行立柱钢筋及底部箍的位置作相应的调整；

f7：钢筋骨架下放时先对高侧立柱进行校准位置，而后由高侧向低侧进行校准，待三根立柱钢筋都深入后，对保护层进行微调待保护层厚度达到设计要求后进行安放；

f8：钢筋骨架安装稳定后，人工攀登至钢筋骨架上表面，脱出吊钩；

f9：按照“先装的后拆，后装的先拆”的顺序拆除装配式挂架，上油保养，待下个工程继续使用。

其进一步技术方案是：在步骤e：制作钢筋骨架过程中的绑扎方法采用十字扣绑扎法。

由于采用上述技术方案，本发明之一种施工现场辅助预制大型钢筋骨架用的装配式型钢挂架及其辅助预制大型钢筋骨架的施工方法与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、提高承载力与稳定性：

因为整个挂架采用型钢制作成的长方体骨架，由底座、立杆、横梁、斜撑与拉杆组成，通过螺栓连接形成一个可拆卸、组装的几何结构不变体，增加挂架的承载能力与稳定性，让挂架可以承受大型钢筋骨架的自重以及施工荷载，满足施工需要。使用型钢挂架辅助绑扎成形的大型钢筋骨架，不易变形；施工质量得到更好的控制。

2、形成装配式结构

所述挂架本身由挂架底座、立杆、斜撑、拉杆以及横梁等组件组成。相互之间采用连接件与螺栓连接，可以实现快速的装配以及拆卸。挂架各个组件由具有相当强度、刚度的型钢制成。又因为挂架可以拆分成简单的杆件，在异地重新组装成型，从而降低材料运输的压力与困难，克服交通条件不理想的状态，在环境较差的场地也可以使用。

3、提高生产效率

在现有的人力资源条件下，加快预制架的安装、拆除速度。挂架的挂钩上搁置安放可活动的横梁，在起吊大型钢筋骨架的过程中，实现现场快速拆卸功能，令大型钢筋骨架快速脱离挂架，更利于钢筋骨架高效地实施起吊、脱架、就位安装等工作。使用传统技术下，每个大型钢筋骨架所需人工28个工日，配合机械需1.25个台班；采用装配式型钢挂架预制大型钢筋骨架的施工过程中，每个大型钢筋骨架所需人工为22.5个工日，配合需0.85个台班。与现有的技术相比，本技术节约人工20%，节约机械台班32%；整体骨架吊装施工从安装挂架到大型钢筋骨架安装完毕，可以在7天内完成，而传统的工艺至少需要8.5天时间才能够完成，整体工期提前1.5天。

4、本发明的装配式挂架辅助预制大型钢筋骨架的技术：通过将大型钢筋骨架片悬挂在挂架上，就位、固定后，配置上箍筋、拉筋、预应力管线等设置，再进行绑扎、安装、吊装的施工，从而实现大型钢筋骨架预制作业。应用范围广泛：例如可以辅助预制矩形钢筋骨架、钢筋笼；辅助预制船型钢筋骨架；辅助预制“l型、t型”等异型钢筋骨架。

5、适用范围广

依据需预制的钢筋骨架的规格、重量，可通过受力验算，选择不同规格的挂架材料以及挂架尺寸。应用的工程包括：（1）大型钢筋骨架的制作、绑扎、安装工程；

（2）装配式操作架制作工程；

（3）钢筋骨架、钢筋笼现场制作工程；

（4）现场条件差无法实现场外预制大型钢筋骨架的工程；

（5）工字钢等型钢制作的操作平台。

下面结合附图和实施例对本发明之一种施工现场辅助预制大型钢筋骨架用的装配式型钢挂架及其辅助预制大型钢筋骨架的施工方法的技术特征作进一步说明。

附图说明

图1为本发明之一种施工现场辅助预制大型钢筋骨架用的装配式型钢挂架结构正面图；

图2为本发明之一种施工现场辅助预制大型钢筋骨架用的装配式型钢挂架结构侧面图；

图3-1至图12-5是辅助预制大型钢筋骨架的施工方法的步骤图：

图3-1为加工制作挂架底座示意图；图3-2为加工制作挂架立杆示意图；图3-3为图3-2的侧面图。

图4-1为安装挂架立杆示意图；图4-2为图4-1的侧视图。

图5为安装斜撑示意图（也是单榀u形门架示意图）。

图6-1为架立第二榀u形门架示意图（平面）；图6-2为架立第二榀u形门架示意图（侧面）。

图7-1为安装拉杆示意图（正面）；图7-2为安装拉杆示意图（平面）；图7-3为安装拉杆示意图（侧面）。

图8-1为架立第三榀u形门架示意图（平面）；图8-2为架立第三榀u形门架示意图（侧面）。

图9-1为三榀u形门架架立拉杆示意图（平面）；9-2为三榀u形门架架立拉杆示意图（侧面）。

图10-1为架立多榀u形门架示意图（平面）；图10-2为架立多榀u形门架示意图（侧面）。

图11为多榀u形门架安装横梁示意图（平面）。

图12-1为本发明挂架使用原理示意图（钢筋骨架片就位）；12-2图为本发明挂架使用原理示意图（穿入横梁）；图12-3为本发明挂架使用原理示意图（绑扎其余钢筋）；图12-4为本发明挂架使用原理示意图（成型的钢筋骨架吊离挂架横梁）；图12-5为本发明挂架使用原理示意图（抽出横梁）。

图中：

1-底座，11-底座钢梁，12-下斜撑连接件，13-立柱连接件，14-螺栓；

2-立杆，21-上斜撑连接件；

3-斜撑；4-拉杆，41-水平拉杆，42-斜向剪刀拉杆；

5-挂钩；6-横梁；7-单榀u形门架；8-装配式型钢挂架；9-钢筋骨架片；10-钢筋骨架。

具体实施方式

所述的挂架的定义源于：大型钢筋骨架辅助用的操作架制作成“门式”架的形式，而钢筋骨架则悬挂在操作架上进行安装就位、绑扎成型，所以命名为：挂架。

如图1和图2所示，一种施工现场辅助预制大型钢筋骨架用的装配式型钢挂架8是一种使用型钢制作成的长方体骨架，由底座1、立杆2、横梁6、斜撑3与拉杆4组成，通过螺栓连接形成一个可拆卸、组装的几何结构不变体。然后将钢筋骨架悬挂在型钢挂架上，进行就位、绑扎、安装等工序作业，可实现预制钢筋骨架的目的。

该装配式型钢挂架8的具体结构为：所述装配式型钢挂架8包括多个单榀u形门架7和横梁6，相邻单榀u形门架7之间通过拉杆4连接成一长方体骨架；所述单榀u形门架7包括底座1、立杆2和斜撑3；所述底座1包括底座钢梁11，所述底座钢梁11的两端通过立杆连接件13与立杆2螺栓连接；所述底座钢梁11的两端还设置有下斜撑连接件12，所述立杆2下端设置有上斜撑连接件21，所述斜撑3的两端分别与上斜撑连接件21和下斜撑连接件12螺栓连接；两根所述立柱2上分别设置有相互平行的挂钩5；所述横梁6放置在相互平行的两个挂钩5上，位于每个单榀u形门架7的上部。

所述立柱上设置有多道挂钩5，便于调节横梁离地高度以适应不同规格型号的钢筋骨架的需要。所述挂钩5采用钢筋制作而成的u形挂钩将横梁、立柱相连接，将荷载传递到下部结构。横梁直接搁置在挂钩上，可实现横梁的灵活安拆功能。

所述拉杆4包括有水平拉杆41和斜向剪刀拉杆42。相邻单榀u形门架7之间设置有上下两根水平拉杆41和两根构成“x”型的斜向剪刀拉杆42。

本发明的装配式型钢挂架依据需预制的钢筋骨架的规格、重量，可通过受力验算，选择不同规格的挂架材料以及挂架尺寸。最大跨度控制、最长拼装平衡长度、单榀u形门架各构件、连接件等具体技术参数、规格尺寸均可按照钢筋骨架实体设计，进行验算而设定。

举个例子，具体参数如下：立杆横向间距3米、长方向间距4米；横梁距离地面2.5米、拉杆距离地面1.5米。可辅助预制3.5吨重、24米（长）*2.1米（宽）*1.5米（高）的大型钢筋骨架。

构件规格如下：底座采用25a工字钢、立杆采用25a工字钢、横梁采用25a工字钢、挂钩采用直径22以上的螺纹钢、斜撑采用10a槽钢。底座与立杆、斜撑与立杆、斜撑与底座之间使用m18螺栓连接。

一种预制大型钢筋骨架的施工方法，它是本发明的一种施工现场辅助预制大型钢筋骨架用的装配式型钢挂架辅助预制大型钢筋骨架的施工方法，通过将大型钢筋骨架片悬挂在装配式型钢挂架上，就位、固定后，配置上箍筋、拉筋、预应力管线等设置，再进行绑扎、安装、吊装的施工，从而实现大型钢筋骨架预制作业；其工作流程是：a、施工准备→b、挂架底座、立杆与斜撑安装→c、挂架拉杆安装→d、钢筋骨架片、横梁安装→e、钢筋骨架制作成型→f、钢筋骨架吊装。

操作要点：

a：施工准备：包括设计装配式型钢挂架、现场选址与场地平整；

a1：设计装配式型钢挂架：

（1）按照大型钢筋骨架的自重以及几何尺寸，得出骨架的平面尺寸与荷载参数。

（2）按照挂架的功能以及现场条件，设定挂架的材质、构件规格参数、结构布置。通过严谨的结构受力计算，形成结构稳定、安装可行、功能完善的操作架结构体系。

（3）在挂架的外部空间，增设安全防护装置、操作平台、定位标识等。

a2：现场选址与场地平整：

（1）选取场地海拔较高，排水通畅，地势平坦，水电路均通畅的地面，作为挂架安装区。

（2）挂架的地点需要设置在汽车式起重机可作业半径范围。其作业半径需要参考钢筋骨架的自重而设定，并且可覆盖至作业面。

（3）机械平整场地，并做好场地硬化与排水系统。

b：装配式型钢挂架底座、立杆与斜撑安装：依次安装装配式型钢挂架的底座、立杆与斜撑，形成单榀u形门架；

b1：加工制作装配式型钢挂架的底座：底座钢梁直接搁置在地面上，与地面充分接触，安装平稳牢固，立杆连接件13和下斜撑连接件12焊接在底座钢梁11，参见图3-1。底座与底座平行设置，相互之间间距均衡。

b2:加工制作装配式型钢挂架的立杆：挂钩5和上斜撑连接件21焊接在立杆上，参见图3-2；立柱上可以设置多道挂钩，便于调节横梁离地高度以适应不同规格型号的钢筋骨架的需要。挂钩是采用ф25螺纹钢钢筋制作而成的一种u形连接件。其下料长度约为900mm，u形的一端长大于450mm与立柱焊接在一起（单面焊接长度大于10d），另外一端长不大于250mm，水平段的长度约为200mm。挂钩安装位置位于立柱的上部，具体位置由钢筋骨架的高度决定，保证钢筋骨架悬挂在横梁上操作的时候，钢筋骨架底部与挂架底座的净空大于150mm。挂钩与立柱焊接固定，单面搭接焊的焊缝长度不小于400mm。

b3:安装装配式型钢挂架的立杆在底座上：立柱采用六角螺栓与底座相连接，参见图4-1、图4-2。

b4：安装斜撑在底座上形成单榀u形门架：将底座侧向放置，立柱与底座紧贴在地面上对接就位，穿上螺栓固定；立柱与底座之间安装斜撑杆件并穿上螺栓固定，形成可装配式的单榀u形门架，参见图5。使用人工将倒卧在地面的挂架单榀u形门架竖立起来，并使用型钢临时支撑固定。

c：装配式型钢挂架的拉杆安装：连续竖立多榀u形门架后，使用拉杆将多榀u形门架相互焊接拉结；安装顺序：先安装中间的水平拉杆，后安装斜向剪刀拉杆；参见图6-1至图11。

d：钢筋骨架片9、横梁安装（参见图12-1和图12-2）：

d1：钢筋骨架片在钢筋加工区焊接成型，做标识后，运输至现场。

d2:每根立柱上部，设置有螺纹钢钢筋制成的挂钩。挂钩的大小与横梁、钢筋骨架自重相匹配。

d3:每一榀u形门架上部均设置一根横梁，横梁安装时间与钢筋骨架片的安装时间同步进行。

d4:钢筋骨架片、横梁安装施工顺序为：钢筋骨架片进场→汽车式起重机就位→吊起钢筋骨架片进入u形门架内部就位→穿入横梁→横梁架立于挂架立杆挂钩上→钢筋骨架片落下，架立于横梁上→汽车式起重机脱钩。

e：钢筋骨架10制作成型（参见图12-3）：

e1：钢筋骨架片按设计图纸位置准确布设。

e2：其余钢筋按设计图纸上的各编号钢筋在钢筋加工棚内加工，然后将各编号的半成品钢筋运输至挂架的骨架片上安装。

e3：用粉笔在钢筋骨架片上按设计要求划出箍筋位置，并逐个进行绑扎。

e4：钢筋绑扎时，箍筋应与受力钢筋垂直，箍筋搭接处承受力钢筋方向相互错开。

e5：钢筋骨架绑扎注意绑扎方法,宜采用十字扣绑扎法，不得采用顺扣，防止钢筋变形。

e6：钢筋绑扎完毕后，应在底和钢筋外侧垫保护层垫块，以保证混凝土保护层厚度和不露筋。

f：钢筋骨架10吊装（参见图12-4）。

f1：大型钢筋骨架整体吊安装均采用两台汽车吊提吊，4个吊点共同发力。两对吊点选在顶面主筋上，钢丝绳栓在两根主筋上，控制骨架在吊装过程中的稳定性。

f2：起重机垂直吊起整个钢筋骨架，起吊高度不大于100mm并保证钢筋骨架完全与横梁不再接触。

f3：人工登上小型操作台，检查横梁的可活动状况。

f4：人工合力从钢筋骨架的一侧抽出横梁（参见图12-5）。抽出的施工顺序：钢筋骨架的一端往另外一端，依次抽出。

f5：继续垂直吊起整个钢筋骨架，并移至工作面。

f6：在下放前，对立柱钢筋位置对比，进行立柱钢筋及底部箍的位置作相应的调整。

f7：钢筋骨架下放时先对高侧立柱进行校准位置，而后由高侧向低侧进行校准，待三根立柱钢筋都深入后，对保护层进行微调待保护层厚度达到设计要求后进行安放。

f8：钢筋骨架安装稳定后，人工攀登至钢筋骨架上表面，脱出吊钩。

f9：按照“先装的后拆，后装的先拆”的顺序拆除装配式挂架，上油保养，待下个工程继续使用。

本发明的装配式型钢挂架在安装拉杆时须经预装，在各部分预拼装经检查合格后,再焊接。焊接时应注意焊接顺序,一般应首先焊接中间节点,再向挂架两端节点扩展的焊接顺序,以避免由于焊缝收缩向一端累积而引起的节点间尺寸误差。焊缝破口的根部间隙大于标准值1.5mm以上,应按超标间隙值增加焊脚尺寸。但间隙大于5mm时应事先用堆焊和打磨方法，修整端头或在接口处堆焊焊道,以减小焊缝间隙。

本发明的装配式型钢挂架的受力原理：利用型钢的强度与刚度，构造成支撑大型钢筋骨架并承受其绑扎、安装等工作荷载的钢筋骨架辅助用挂架。其大型钢筋骨架的自重通过横梁传递给立柱；通过立柱传递给型钢底座；底座则与地面相接触，最终将荷载传递给地面。立柱两外侧设置横向的斜撑与纵向的拉杆，抵抗挂架纵向与横向的变形，增加挂架的稳定性与整体性。