装配式建筑中预制楼梯的施工技术

刁强 朱健

摘要：楼梯作为一种常用的垂直交通方式，从开始的台阶、木梯子、木楼梯，发展到现在的混凝土楼梯、钢梯、扶梯。近年来，随着装配式建筑的蓬勃发展，出现了装配式预制楼梯。因此文章重点就装配式建筑中预制楼梯的施工技术展开分析。

关键词：装配式建筑；预制楼梯；施工技术

预制楼梯属于装配式建筑的组成部分之一，属于一种较新的施工技术，并广泛应用于装配式建筑中。固定钢模板预制浇筑形成的楼梯结构，浇筑后吊装运输并与主体连接，与传统现浇楼梯相比具有更好的灵活性、可操作性，且施工速度更快，同时，预制装配式结构具有较高创新性。

1装配式混凝土楼梯的安全性

楼梯作为斜撑构件对结构整体会产生很大的影响，框架结构中考虑楼梯刚度的配筋计算结果通常比不考虑楼梯刚度的配筋计算结果大，主要是现浇楼梯与楼层板采用刚性连接对结构的刚度影响比较大，导致对结构整体产生不利影响。而装配式混凝土楼梯通常采用螺栓连接，如图1、图2所示，梯板上端节点连接方式为螺栓连接灌浆，可简化为一端转动的铰接方式，梯板下端连接方式为螺栓连接留空腔，可简化为滑动的铰接方式，受力简图如图3所示。

图1 装配式楼梯固定铰端节点示意

采用螺栓连接方式，楼梯对结构整体刚度的贡献大幅减少。同时，螺栓连接方式在地震作用下会产生比较大的变形位移，能减少主体结构对装配式混凝土楼梯的作用力，对楼梯是一种保护。楼梯的这种连接方式相当于在主体建筑内设置了1个消能减震装置，减少地震力对主体结构的影响。可见，装配式混凝土楼梯不仅自身安全，对结构整体也有比较好的作用。有研究人员采用上端与梯梁固定铰接，而在梯梁上部与梯板下部增设高阻尼橡胶减震装置可达到消能减震目的，该种装配式楼梯不但能保证楼梯的安全，也能对结构整体进行消能减震，提高建筑的整体安全性。因此，混凝土楼梯采用装配式不但自身安全，而且有利于结构整体安全。

图2 装配式楼梯滑动铰端节点示意

图3 楼梯计算简图

2装配式预制楼梯施工步骤

2.1选型

由专业预制厂生产支撑构建，采用混凝土浇筑，固定现场组装，规范化装配式尺寸和规格，预制楼梯可经吊装支撑构建安装固定，经滑动连接形式实现楼梯预制施工技术标准化，分析不利钢锚板浇筑成型楼梯结构，浇筑完成后改善结构薄弱处，对楼梯下段采用滑动支座，有效提高了抗震性。吊装运输平台梁的台板底部纵筋可有效调节整体结构。根据组装大型模板的允许偏差及检验方法，分片式预制模板，经拼合方式将单个组装构件使用加固工具稳塔机与构件起吊位置的距离，调取数据库信息，计算出最大起吊位置及重量，优化塔式起重机参数。

2.2吊装

2.2.1吊具

采用塔吊、大型起重设备及钢丝绳固定吊装锁具，安装中预制吊装工具，通过在施工过程中将万向旋转环与楼梯牢固连接后精准安装，并将吊索悬挂在万向旋转环上。

2.2.2吊装前的准备

楼梯平台应提前弹好水平标高线和第一步位置线，为预制楼梯安装奠定基础。楼梯搁置点选用 2mm厚、50mm×50mm的多块钢板，每个楼梯上下梯梁各放置两处，并用水准仪按设计标高进行水准测量，完成上部结构施工。准备图纸并进行下部楼梯安装，吊装过程中需设置图纸放样、弹线及测量标高等情况，清理支座梁顶混凝土，且混凝土强度符合支座梁。通过检测混凝土强度保证监测结果科学性，通过取芯位置设定预制楼梯结构及平台，获取合理且真实的检测结果。

2.2.3现场平面布置

预制构件前需检查质量证明文件及外观验收，经预制构件生产时间逐条编号，测量预制支座及现浇支座，并在支座上测放楼梯定位线，并考虑标高线、边线、楼梯端线及水平投影线，采用预制支座梁及处理工序，精准预留后，方便塔吊吊装就位，防止起重机吊装中移动。

2.2.4吊装

预制塔吊装时需将塔吊挂钩存放区安装吊环上，指挥吊塔吊索水平夹角在 45°~60°之间。将楼梯轻轻提升至楼层，对于大构建需检查是否牢固，调式安装位置平衡吊装方向。

2.3就位

经 20mm厚橡胶垫板吊至操作台面后，距操作台面 1m时停止降落。由两名操作人员预制、固定楼梯线后，通过调节楼梯斜度、标高，进行标高复核，用撬棍调整楼梯段水平方向的位置，楼梯段对孔入位后调整垫板，减少对空难度，并避免边角损坏。

2.4灌浆

采用聚苯填塞灌浆料灌浆楼梯段、楼梯间缝隙，用清水冲洗预制楼梯缝隙，经预留一定空隙后，将 1:1 调配的水泥砂浆堵上 40mm缝隙，滑动端先拧紧螺丝后经梯段上端与梯梁连接孔内。

2.5成品保护

预制楼梯平面标高需采用木胶板保护，支撑磨板并保持干净，采用薄膜保护楼梯间的楼梯侧，并禁止走动。根据台阶尺寸切割木胶并覆盖在预制楼梯上直至交付，预制楼梯仅作为施工人员通道，不运输施工运输设备。

3预制装配式楼梯合理化建议

首先，楼梯吊装时，应先定位，将主体、桥台梁和预制楼梯组合后，检验结构安装难点及要点是否符合合理化安排安装步骤，并在预制楼梯的安装、设置和拆模过程中，设置混凝土强度符合设计标准、要求，保证预制楼梯核心部分为钢丝网架夹芯保温质板，具有稳定性，有效避免楼板裂缝。螺栓采用 2M18，高端采用锚固钢筋灌浆，低端采用CGM灌浆，楼梯踏板角度与水平段为 38°，确保楼梯提升角度大于安装角度 1~2°。施工时，应利用三维空间之臣骨架，并合理使用安装撬棍，以保证主体和轴承的安全连接。 其次，处理预制楼梯层板组装前，需对材料出厂前进行验收，没有损坏方可使用。为保证混凝土强度形成台阶表面保护层，需对楼梯结构进行多层计算，并保证预制楼梯成品质量，需符合楼梯装备结构及缓台安装要求，提前了解和掌握预制楼梯的装配式建筑结构，预制楼梯主流结构形式，明确楼梯与平台之间的连接方式并设定安装部署，确保预制构件运输阶段有序进行。通过设置水平定位、垂直定位和前后定位三个方面定位，提高楼梯构件受力平衡作用，最终保持垂直于吊点。 在组装整体式楼梯时应先安装面积较大的楼梯，采用预制装配式施工技术应用现场加工生产工业化、机械化的安装工艺，在结构底部放置枕木、橡胶块或棉纱，确保其稳定性，提高安装效率，不仅可防止结构损伤，有效减少施工安装误差情况，实现简便性、安全性楼梯安装，并且可降低安装成本。确保结构基础下，将预制装配式中建筑模式、施工速度、质量发挥可持续性优势，但装配式建筑较不成熟，存在一些不可避免的问题，因此应加强在实际施工过程中预制构件质量，并不断落实技术工程人员操作技术经验，保证可实施规范性操作技术。此外，为了保障装配式混凝土质量、使用年限，制作预制构件的混凝土等级不得在C30以下，同时可发挥出施工材料利用作用，经结合混凝土强度检测结果，对装配式混凝土建筑时预制性构件，同时同步落实混凝土强度检测，保证预制构件的质量安全性。

总之，装配式建筑在我国尚处于起步阶段，预制构件的主要技术要点在实践中逐渐形成，通过落实混凝土抗压强度测试，通过定型量化解决施工操作的问题，保证施工工具安全性能，但由于设计和施工经验相对缺乏，只能从小零件、预制构件的施工中循序渐进地长期进行，若想实现合理化预制装配式楼梯，应加强对混凝土抗压强度测试的重视程度，不断提高构件质量，以此实现产业最大化。

参考文献

[1]李娜,徐其功,黄丽萍,魏偲.预制轻型楼梯选型及静载试验研究[J].工程建设与设计,2021(15):16-18+40.

[2]陈长冰,吴韬,易苗苗.预制楼梯连接形式对楼梯间抗震性能的影响分析[J].合肥学院学报(综合版),2021,38(02):111-118.