1 装配式建筑

　　装配式建筑是指将在工厂生产好的预制构件运输至现场通过工装机具装配而成的建筑^[1]。

　　由于装配式建筑在国内起步较晚，许多装配式建筑工地仍然使用传统粗放型的作业方式，未形成标准化工具化的装配式施工作业方法。现场施工装配技术落后，仍然具有工序复杂、作业量大、施工不方便、工程质量难以控制、拖延工期长、综合成本较高等特点^[2]。随着装配式结构施工逐步推广和安全设计需求的不断提高，对通用性强、成本低、拆装便捷、安全可靠、符合绿色施工方向的装配式工装系统的要求越来越高，能改善目前装配式施工效率较低、成本较高的新型装配式建筑装配施工方法与装配工具亟待研发。

　　2 装配式建筑配套工装操作技术分析

　　2.1 装配式建筑配套工装系统种类

　　2.1.1 装配式建筑的吊装系统

　　1)模数化吊梁采用H型钢焊接而成，具有模数化、模块化等特点。预制构件上端通过接驳器与该吊装机具相对应下部耳板的圆孔经吊索连接固定，然后将塔式起重机吊索穿过上部耳板的圆孔进行固定。塔式起重机起吊，通过该吊装机具的中转将预制构件吊放到位。预制构件吊梁适用于预制外墙板、预制内墙板、预制楼梯、预制PCF板、预制阳台板、预制阳台挂板、预制女儿墙板等构件(见图1)。

　　2)框式吊架框式吊架由H型钢、动滑轮、静滑轮及吊耳组成，可确保预制构件各吊点受力均匀;模数化框式吊架适用于预制楼梯、预制水平叠合构件吊运，如叠合楼板、叠合阳台板等(见图2)。

　　图1 模数化吊梁  

　　图2 框式吊架  

　　3)吊索吊具预制构件吊装时，其吊装绳索宜采用6×37钢丝绳制成环状式或八股头式吊索，其长度应根据吊物的几何尺寸、质量和所用的吊装工具、吊装方法予以确定，吊索的绳环或两端的绳套应采用编插接头，编插接头的长度不应小于钢丝绳直径的20倍，八股头吊索两端的绳套可根据工作需要装上桃形环、卡环或吊钩等吊索附件(见图3)。

　　图3 吊索吊具 

　　2.1.2 装配式建筑的支撑系统

　　按装配式结构预制构件的安装特性，工具式支撑系统分为竖向构件安装专用工具式支撑系统和水平构件安装专用工具式支撑系统。

　　1)竖向构件安装专用工具式支撑系统包括支座、支撑杆、手把、螺套、丝杆等部件。通过旋转把手带动支撑杆转动，上下丝杆随着支撑杆的转动进行相应伸缩，达到调节支撑长度的目的，从而调节竖向构件的垂直度和位移。此种支撑系统适用于装配式结构竖向构件的支撑，如装配式预制内、外墙的支撑，装配式预制飘窗的支撑(见图4)。

　　图4 竖向构件安装专用工具式支撑系统  

　　2)水平构件安装专用工具式支撑系统主要包括独立支撑和三脚架支撑2种。独立支撑主要包括底板、套管、插管、插杆、插销、调节螺母、插管早拆柱头等部件。通过选择合适的插销孔插入插销，再用调节螺母来微调高度，便可达到所需的支撑高度。此种支撑系统适用于装配式结构水平构件的支撑，如装配式叠合板、叠合梁的支撑(见图5)。

　　图5 水平构件安装专用工具式支撑系统  

　　2.1.3 装配式建筑的防护系统

　　根据装配式建筑施工外防护的要求，在技术特点、施工工艺、防护要求等方面与传统的现浇剪力墙体系施工有很大差别，从构件预制加工、现场标准化施工的作业角度来看，尽可能实现通用化、标准化，在安全可靠基础上满足产业化施工多方面要求。目前常用的装配式建筑施工外防护体系主要有三角挂架、爬架、附着式电动施工平台^[3]、折叠式升降脚手架。

　　1)三角挂架由方钢、槽钢、钢管等焊接而成，通过穿墙螺栓与预制墙板连接实现防护功能。三角挂架可由模块模数化单元组成，各部件标准化、通用化程度高，架体自重小、构造简单，可在地面组装完毕后再提升，也可分片跟随预制墙体同时提升，多次周转使用(见图6)。

　　图6 三角挂架  

　　2)导轨式爬架由模块模数化单元组成，各部件标准化，可通过自带的动力系统实现爬升，可不借助塔式起重机等^[4]。导轨式爬架与传统的落地式脚手架、悬挑式脚手架相比，具有节约投资、减少垂直运输压力、安全可靠等优点。其覆盖楼层数较多，附着点间距小、数量多，预制外墙板外保温、外装饰等已在工厂完成不宜开孔，仅在现浇区域做附着，位置受限(见图7)。

　　图7 导轨式爬架系统 

　　2.1.4 装配式建筑的构件存放系统

　　应根据构件尺寸、场地情况和构件供应与施工进度等综合因素进行构件存放工装架体的设计制作，以便安全存放并便于吊装。墙体的存放体系根据架体形式的不同分为单侧式墙板堆放架、钢槽直立插放架、钢管堆放架。

　　1)单侧式墙板堆放架采用钢结构焊接而成，具有强度高、刚度大等特点。预制墙板堆放架立柱一般采用□300×300×12，斜杆采用□200×200×10焊接而成;预制墙板堆放架与地基基础预埋钢板通过高强度螺栓连接，预制墙板堆放架通过1500mm长钢管配合木方将预制墙板临时固定至堆放架上，预制墙板堆放架具有模数化特点，可根据存储数量、场地等调节堆放架长度(见图8)。

　　图8 单侧式墙体堆放架  

　　2)钢槽直立插放架由槽钢焊接而成。槽钢底部与场地通过预埋螺栓固定。预制墙板插放在两槽钢三脚架之间;可根据场地灵活布置，尤其适用于场地狭小、分散布置。

　　2.2 装配式建筑配套工装系统研发重点

　　目前装配式建筑配套工装系统研发重点在于:研究构件的快速安装、精准定位、集成措施高效施工标准化技术，研究构件堆放环节的堆放架、成品保护技术等，研究基于预制装配式混凝土结构的标准化、工具化安装关键技术。

　　3 工程实例

　　以江苏淮海科技城项目为例，该项目为装配式框架结构，预制构件有预制柱、预制叠合梁、预制叠合板、预制楼梯、预制女儿墙等，整个项目的吊装采用自行设计的装配式工装架体进行装配。

　　3.1 工程概况

　　江苏淮海科技城创智科技园A区一期位于徐州南三环，总建筑面积56 438.31m²，其中地上48 302.7m²，地下8 135.61m²。5号创智办公楼为二类高层建筑，地上9层，地上建筑面积22 879.62m²，建筑高度37.95m，首层层高4.8m，其他层层高3.9m，预制装配率59.74%;6号创智办公楼为二类高层建筑，地上12层，地上建筑面积25 423.08m²，建筑高度49.65m，首层层高4.8m，其他层层高3.9m，预制装配率56.27%。

　　3.2 装配式建筑配套工装体系在项目中的应用

　　本工程根据实际构件尺寸、质量自行设计具有装配施工特性的模数化吊梁和框式吊架。模数化吊梁可根据预制构件预埋件位置不同，自行调节吊点位置，使吊索与构件间的夹角满足宜≥60°和应≥45°的要求，适用于叠合梁、外挂板、外墙板与内墙板的吊装。框式吊架长边架体设置滑轮组，可满足预制构件4,6,8点起吊的要求，适用于叠合板、预制楼梯的吊装。

　　竖向构件支撑体系采用的是自行定制的可通过旋转外套管调节支撑长度的斜支撑杆。通过斜支撑杆可调节预制柱的位置及垂直度，并保证施工过程中安全。水平构件支撑体系采用的是便于拆卸的盘扣式脚手架。

　　本工程预制柱和预制墙体标高采用的是预埋螺母并调节螺母的方式确定。每个螺母的标高通过水准仪严格控制，并用水平尺进行校对。墙柱的定位系统采用3mm厚钢板和与钢筋型号匹配的钢管焊接制作成定位钢板，定位钢板按钢筋定位深化图制作。

　　4 结语

　　装配式混凝土结构配套工装系统是装配式建筑施工的核心，目前许多装配式建筑工地使用的工装系统仍保留传统施工作业器具的特点，没有形成标准化工具化的装配式施工作业方法。随着装配式建筑的发展，具有标准化工具化、拆装便捷、施工管理方便等特点的装配式工装系统已成为装配式建筑企业的研发方向。