移動懸挑操作平臺在大懸挑空間建筑施工中的應(yīng)用

焦?jié)h卿

（濰坊昌大建設(shè)集團有限公司，山東 濰坊 261000）

中庭是構(gòu)成建筑上下兩層的公共空間。近年來，隨著大型綜合建筑的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了幾層甚至幾十層的大型中庭房間，該項目有幾個中庭，這使得側(cè)板很難進行承載。在原來的施工平臺上存在一些不足，在一定程度上不能滿足施工現(xiàn)場的實際施工需求?，F(xiàn)階段通過對移動懸挑操作平臺進行建設(shè)，既能滿足節(jié)約成本的要求，又能滿足結(jié)構(gòu)和安全的要求。所述移動車輪上設(shè)有鎖緊裝置，鎖緊裝置在底部移動，施工時固定，施工后移動。

一、工程概況

該項目是上海馬橋萬達廣場項目，商業(yè)購物中心位于上海市閔行區(qū)馬橋市。富文西路、福燕東路、銀秋北路、銀春路，總建筑面積133300 平方米，地下2 層，地上5 層，部分6 層。該建筑有15 個內(nèi)部中庭圍繞中島布置[1]。

二、移動式懸挑操作平臺設(shè)計

（一）操作平臺概述

懸挑平臺一般采用梁板結(jié)構(gòu)，采用方管焊接方式進行制作與安裝，此方法更加的容易。平臺表面覆蓋用自鉆螺絲和方鋼板固定的多層腳板，在工作平臺的外圍，根據(jù)相鄰作業(yè)的要求，設(shè)置護欄、開口和梯子。欄桿里面是三根木制的開欄，梯子是用角鋼焊接而成的，在一定程度上能夠提高平臺的穩(wěn)定，對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)進行一定的防倒塌措施，在平臺的底部增加一個600kg 自重箱，車輪底部有一個鎖定裝置[2]。

（二）模型建立

根據(jù)設(shè)計的懸挑式工作平臺圖紙，材料的特點和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面，建立懸挑式工作平臺的分析模型。計算結(jié)果通過MIDAS 有限元分析軟件進行計算，在移動懸挑操作平臺上的荷載可以將其區(qū)分為永久荷載以及主動荷載，永久荷載包括框架結(jié)構(gòu)自重以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重，主動荷載包括結(jié)構(gòu)自重(工作層上人員、設(shè)備、材料的自重)以及風(fēng)荷載。通過施工的圖紙以及施工的作用，懸挑操作平臺在裝飾施工中進行使用，平臺表面覆蓋木制腳、手板。0.35kN/m2 木制腳手架板和2.0kN/m2 裝飾腳手架板的荷載值見《腳手架緊固件安全技術(shù)規(guī)范》。因為懸挑操作平臺在室內(nèi)，所以對風(fēng)載荷可以不用考慮。荷載對結(jié)構(gòu)強度以及變形的影響組合為:永久荷載+建筑荷載;荷載作用的組合可用于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定:永久荷載+變荷載。最終的模型如下[3]。

（三）結(jié)構(gòu)整體變形及受力結(jié)果

通過計算得出了結(jié)構(gòu)在組合的永久荷載，荷載作用+建筑荷載作用下的力和變形。預(yù)算如下：

由上可知：a.工作平臺結(jié)構(gòu)位移的最大變形為4.70 毫米，該變形在懸挑操作平臺的前端出現(xiàn)，通過《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2017，鋼梁的撓度最大是5.0 毫米。4.70 毫米小于5.0 毫米，位移和變形符合規(guī)范要求。b.工作平臺結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力為63.30MPa，通過《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2017，最大梁應(yīng)力是235MPa。63.30Mpa較之235Mpa小，且應(yīng)力符合規(guī)范要求[4]。

（四）抗傾覆分析

通過計算獲得了結(jié)構(gòu)在承受荷載，組合永久荷載+可變荷載的作用下的抗傾覆性能。計算模型如下：

N活=50*9.8*2*3/1000=2.94KN(物料臨時堆放活荷載,限載:50KG/M2)

N施=2*100*9.8/1000=1.96KN 以B 點為支點:

∑M左=N活*0.99+N施*2+N欄1*2+N欄2*1.39+N恒1*0.99+N恒2*0.9+N恒3*0.6=9.351KN·M

∑M右=M配+N恒4*0.97=12.33KN·M

抗傾覆系數(shù)：∑M右/∑M左=1.32>1.25；滿足要求。

（五）焊縫強度驗算

基本參數(shù)：

焊縫形狀：四邊圓彎，焊縫高度4 毫米；

力分析：根據(jù)先前的計算結(jié)果，鋼柱60*40*4 承受最大軸向力，即N=-4.70kN（壓縮）。由于它是柵格支撐，它僅承受軸向力，并且該力垂直于焊縫的長度。

校核依據(jù)：

σf=N/helw ≤βfff11.2.2-1[GB50017-2017]

在上式中：σf：根據(jù)焊縫有效截面計算，應(yīng)力垂直于焊縫長度（MPa）；βf：增加前凸焊縫強度設(shè)計值的因數(shù)，取為1.22；he：計算的直角彎曲厚度，he=0.7hf;hf是凸起的大?。籰w:計算出的卷材焊縫長度，每條焊縫的實際長度減去2hf；ffw：螺旋焊接強度的設(shè)計值（MPa）；三級角焊縫：160MPa。

σf=4700/(0.7*4*(100-8))

=4700/257.6

=18.25MPa<195.2MPa

焊縫強度符合要求。

三、主要施工方法及制作工藝

準(zhǔn)備加工→百葉窗→總裝→焊接→防銹涂層，編號→現(xiàn)場負載測試→驗收→使用清單。

1.切割前應(yīng)檢查鋼表面的質(zhì)量，并且只有在合格后才能使用該材料，切割之前，需要查看并了解工程圖。嚴(yán)格遵循施工圖，確定圖紙的幾何尺寸，并預(yù)留氣割損耗和焊接收縮量[6]。

2.安裝順序如下：楔塊的高度→立柱→長梁→第二梁→車輪→著陸→腳手架板的鋪裝→防護柵欄的安裝

3.電極焊接材料類型為E43，其設(shè)計和質(zhì)量必須符合國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。焊接前，檢查坡口，安裝距離是否符合要求，位置是否牢固，焊縫周圍應(yīng)無油污，銹蝕等，立柱和主梁的長度必須等于焊接接頭的強度。主梁和側(cè)梁，主梁和立柱將通過螺旋焊縫連接，且焊縫高度不得小于4mm。

4.焊縫的位置涂有紅鉛鋼以防銹。

5.組裝完成且焊縫合格后，進行負載測試。將200 公斤沙袋放在平臺的末端，以檢查平臺主體的穩(wěn)定性[7]。

6.該操作平臺必須實施人口普查系統(tǒng)。該列表必須放置在可見的地方。列表中的內(nèi)容必須限于該內(nèi)容。懸吊操作平臺不得超過2 人，每平方米的活載為50KG/平方米。

結(jié)語：簡而言之，該移動懸挑操作平臺的結(jié)構(gòu)較為簡單，在安裝的過程中也更簡便，可以適應(yīng)移動懸挑操作平臺中的操作需求。考慮到懸挑操作平臺使用的安全性能，使用有限元分析軟件對計算的模型進行建立，這種模型可以證明操作平臺的設(shè)計是合理的。同時生產(chǎn)平臺部件，并且接頭可以接受焊接形狀和螺釘，可以在現(xiàn)場進行制造。它可以使用和旋轉(zhuǎn)多次；平臺的零件重量輕，可以手動移動和使用，有效降低起重機塔的壓力。對移動懸挑操作平臺的建設(shè)和安裝以及設(shè)計能夠?qū)G色建筑的要求及特點進行體現(xiàn)，還能夠節(jié)省一定的建筑材料。懸挑操作平臺的應(yīng)用具有廣泛性。