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        一種可變向斜爬的液壓自爬式卸料平臺(tái)

        2022-07-18 11:32:42翟英帥劉龍龍彭偉豪
        建筑施工 2022年4期
        關(guān)鍵詞:塔樓連接件拉索

        羅 瑞 翟英帥 劉龍龍 彭偉豪 譚 帥

        中國(guó)建筑第二工程局有限公司華南分公司 廣東 深圳 518048

        1 工程概況

        平潭海洋國(guó)際會(huì)展中心五星級(jí)酒店項(xiàng)目位于福建省福州市平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū),酒店塔樓地上25層,地下1層,結(jié)構(gòu)高度99.90 m,建筑高度113.33 m,標(biāo)準(zhǔn)層層高3.65 m。酒店塔樓立面呈橄欖球形,即建筑物中部鼓起,上下兩端逐漸內(nèi)收,其中12、13、14層為結(jié)構(gòu)板外凸最大樓層。

        塔樓采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu),主體結(jié)構(gòu)采用木模板與盤扣式腳手架支撐體系,塔樓設(shè)有1臺(tái)外附著式塔吊。由于周轉(zhuǎn)材料數(shù)量多,且工期緊張,項(xiàng)目需在酒店塔樓東南、西南、東北、西北4個(gè)方向上安裝4個(gè)卸料平臺(tái),以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)施工用周轉(zhuǎn)材料的快速轉(zhuǎn)運(yùn)(圖1)。

        圖1 卸料平臺(tái)平面布置

        若采用傳統(tǒng)的工字鋼懸挑卸料平臺(tái),卸料平臺(tái)需在塔吊的配合下拆除和安裝,安拆時(shí)間長(zhǎng),大量占用塔吊作業(yè)時(shí)間,影響現(xiàn)場(chǎng)其他材料運(yùn)輸,因此項(xiàng)目部決定采用自爬式卸料平臺(tái)[1-5]。

        2 自爬式卸料平臺(tái)選型

        考慮到平潭島年平均風(fēng)速6.9 m/s,全年7級(jí)以上大風(fēng)日數(shù)為125 d,屬于多陣風(fēng)地區(qū),因此項(xiàng)目所選卸料平臺(tái)需具備較高的抗風(fēng)性能。

        酒店塔樓中部鼓起,上下兩端逐漸內(nèi)收,其中12、13、14層為結(jié)構(gòu)板外凸最大樓層,從6層至12層結(jié)構(gòu)梁板逐漸向外擴(kuò)大,累計(jì)外擴(kuò)約1 022 mm;從14層至25層結(jié)構(gòu)梁板逐漸向內(nèi)收縮,累計(jì)內(nèi)收約5 586 mm。若選用自爬式卸料平臺(tái),則要求其具備穩(wěn)定的斜向爬升能力。

        由于以電動(dòng)葫蘆為動(dòng)力系統(tǒng)的自爬式卸料平臺(tái),其爬升時(shí)穩(wěn)定性較差,且不能適應(yīng)本項(xiàng)目斜向爬升要求,綜合考慮后,項(xiàng)目選用液壓自爬式卸料平臺(tái)。液壓自爬式卸料平臺(tái)在使用過(guò)程中,通過(guò)支承靴來(lái)支撐導(dǎo)軌和卸料平臺(tái),在爬升時(shí)通過(guò)液壓油管爬升靴頂升卸料平臺(tái),風(fēng)速不高于70 km/h時(shí)均可進(jìn)行爬升作業(yè),爬升時(shí)穩(wěn)定性好,爬升過(guò)程只需3名工人操作。

        3 液壓自爬式卸料平臺(tái)簡(jiǎn)介

        液壓自爬式卸料平臺(tái)包括液壓動(dòng)力系統(tǒng)、懸挑型卸料平臺(tái)、支承靴3個(gè)部分。懸挑型卸料平臺(tái)包括3條豎向?qū)к?、料臺(tái)、4根鋼拉索、2片鋼桁架斜撐。卸料平臺(tái)外形尺寸為5 700 mm×2 200 mm×1 500 mm,采用鋼圍檁制成,料臺(tái)自重3.27 t,料臺(tái)的最大允許載重量為1.5 t,料臺(tái)的導(dǎo)軌長(zhǎng)12 m。每個(gè)卸料平臺(tái)用4根鋼拉索斜拉一端支撐于導(dǎo)軌上,另一端分別拉接在平臺(tái)端部與中部位置,起到防止料臺(tái)下墜承重的作用。卸料平臺(tái)下部設(shè)置2片鋼桁架斜支撐,一端連接在料臺(tái)平臺(tái)底面,另一端固定在下部導(dǎo)軌上起到防墜防傾、提高料臺(tái)使用時(shí)穩(wěn)定性的作用(圖2)。

        圖2 卸料平臺(tái)側(cè)立面示意

        豎向?qū)к壐采w3個(gè)樓層,采用3層附著方式,通過(guò)支承靴固定于結(jié)構(gòu)外側(cè)。2條豎向?qū)к壟c料臺(tái)導(dǎo)軌連接件、鋼拉索導(dǎo)軌連接件、圍板導(dǎo)軌連接件、支撐導(dǎo)軌連接件連接。導(dǎo)軌凸輪縫隙與支承靴爬升靴的承重舌咬合。豎向?qū)к壥瞧脚_(tái)主體構(gòu)造的重要部件,是平臺(tái)爬升的荷載載體,并且保證了爬升時(shí)的方向和料臺(tái)的穩(wěn)定。

        4 卸料平臺(tái)支承靴與爬升靴

        本工程塔樓外圍無(wú)剪力墻結(jié)構(gòu),因此液壓自爬式卸料平臺(tái)的附著方式為樓板支承式,即卸料平臺(tái)通過(guò)樓板支承靴與建筑物錨固。卸料平臺(tái)采用三點(diǎn)附著的方式,鋼導(dǎo)軌與3層樓板連接,卸料平臺(tái)在3層結(jié)構(gòu)樓板上均勻受力,有6個(gè)間距為2.14 m的錨固點(diǎn)。支承靴通過(guò)專用對(duì)拉桿鎖在樓板上,對(duì)拉桿擰緊力距達(dá)40~65 N·m。支承靴定位鎖部分鎖住鋼圍檁,起到防止卸料平臺(tái)傾覆和導(dǎo)向的作用。

        卸料平臺(tái)通過(guò)安裝在卸料平臺(tái)樓層的一對(duì)液壓油缸同步推動(dòng)2個(gè)爬升靴,爬升靴推動(dòng)卸料平臺(tái)主體沿導(dǎo)軌方向向上運(yùn)動(dòng)。爬升靴錨固在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌相對(duì)靜止,使液壓油缸可提供動(dòng)力推動(dòng)導(dǎo)軌向上。爬升靴上的承重舌處于關(guān)閉狀態(tài),而支承靴上的承重舌被導(dǎo)軌凸輪帶動(dòng)開啟,允許導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)。

        在液壓油缸收縮時(shí)爬升靴向下運(yùn)動(dòng),爬升靴上承重舌被導(dǎo)軌凸輪開啟,而支承靴上的承重舌與導(dǎo)軌凸輪咬合,阻止導(dǎo)軌隨爬升靴一同下降,直至爬升靴回到初始位置。重復(fù)該動(dòng)作直至平臺(tái)爬升到更高樓層樓板面。卸料平臺(tái)在日常使用過(guò)程中,爬升靴和支承靴上的承重舌均處于關(guān)閉狀態(tài),防止卸料平臺(tái)墜落。

        支承靴可調(diào)節(jié)外伸長(zhǎng)度,外伸長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)節(jié),使3層定位鎖處于同一平面并且鋼圍檁迎合外立面的弧度,使鋼圍檁與外立面相切。當(dāng)卸料平臺(tái)處于13層以下時(shí),導(dǎo)軌為外傾狀態(tài);當(dāng)導(dǎo)軌附著于12、13、14層時(shí),導(dǎo)軌呈豎向垂直;當(dāng)卸料平臺(tái)處于14層以上時(shí),導(dǎo)軌為內(nèi)傾狀態(tài)。比如,當(dāng)鋼導(dǎo)軌附著在9、10、11層時(shí),支承靴的外伸長(zhǎng)度分別為200、335、200 mm,卸料平臺(tái)外傾1°。本項(xiàng)目卸料平臺(tái)最大傾角為5°,此時(shí)導(dǎo)軌位于23、24、25層,平臺(tái)向內(nèi)傾斜。

        爬升前使用大號(hào)扳手進(jìn)行支承靴外伸長(zhǎng)度的調(diào)整,以便于爬升后的卸料平臺(tái)貼合塔樓的外立面。例如卸料平臺(tái)10層向11層爬升時(shí),B、C點(diǎn)位置支承靴分別向外伸50.5、101 mm,兩處位置外伸作業(yè)同時(shí)進(jìn)行。調(diào)整結(jié)束后安裝A點(diǎn)所在樓層上一層的樓板支承靴并鎖住導(dǎo)軌,完成爬升前的樓板支承靴的調(diào)整作業(yè)。每次爬升時(shí)均調(diào)節(jié)B、C處支承靴使料臺(tái)逐漸由外傾變?yōu)榕c地面垂直最后變?yōu)閮?nèi)傾(圖3、圖4)。

        圖3 斜向爬升示意

        圖4 樓板支承靴示意

        在爬升過(guò)程中定位鎖起到導(dǎo)向并防止料臺(tái)傾覆的作用,鋼拉索和料臺(tái)導(dǎo)軌連接件共同承載卸料平臺(tái)的自重,斜支撐和料臺(tái)導(dǎo)軌連接件共同起到承載料臺(tái)自重及保證料臺(tái)穩(wěn)定的作用。

        5 自爬式卸料平臺(tái)安全性驗(yàn)算

        5.1 計(jì)算荷載及參數(shù)取值

        除導(dǎo)軌、爬升靴鋼材為Q345外,其余均為Q235。平臺(tái)底板自重取1.63 kN/m2,圍欄板自重取19.2 kN/m2,材料堆放最大荷載按2.4 t驗(yàn)算,施工均布荷載取2 kN/m2,基本風(fēng)壓取0.4 kN/m2,風(fēng)荷載體型系數(shù)取0.8。

        5.2 計(jì)算模式

        利用3D3S軟件對(duì)卸料平臺(tái)受力情況進(jìn)行三維計(jì)算分析,將平臺(tái)拆解為82個(gè)單元,對(duì)軸力最大的前10個(gè)單元、強(qiáng)度應(yīng)力比最大的前10個(gè)單元進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。

        5.3 主要計(jì)算結(jié)果

        經(jīng)驗(yàn)算,82個(gè)單元中,強(qiáng)度應(yīng)力比在0.44~0.55范圍內(nèi)的有2個(gè),0.11~0.22范圍內(nèi)的有2個(gè),0~0.11范圍內(nèi)的有78個(gè),所有單元強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算均滿足要求。

        6 自爬式卸料平臺(tái)安拆技術(shù)

        6.1 自爬式卸料平臺(tái)安裝方法

        卸料平臺(tái)安拆作業(yè)流程如下:

        1)預(yù)埋:在距樓板邊緣783 mm處預(yù)埋爬錐/PVC線管。

        2)拼裝:卸料平臺(tái)材料周轉(zhuǎn)平臺(tái)除圍板及護(hù)欄在吊裝完成后進(jìn)行外,其他部件包含鋼導(dǎo)軌、鋼拉索和斜支撐均在地面進(jìn)行拼裝。

        3)吊裝:在爬升靴安裝完成、卸料平臺(tái)拼裝完成后進(jìn)行吊裝,完成卸料平臺(tái)的安裝。

        4)爬升:卸料平臺(tái)使用結(jié)束后進(jìn)行爬升到下一樓層的操作。

        5)在卸料平臺(tái)施工結(jié)束后進(jìn)行拆卸作業(yè)。

        除圍板及護(hù)欄外,整個(gè)卸料平臺(tái)均在地面拼裝完成,并由塔吊吊運(yùn)至初始安裝樓層,與提前安裝在樓板上的支承靴固定,鎖住導(dǎo)軌。3層樓板支承靴鎖住導(dǎo)軌后拆除吊具,在3層樓板支承靴未全部鎖住導(dǎo)軌前嚴(yán)禁拆除吊具,最后安裝動(dòng)力系統(tǒng)。

        卸料平臺(tái)拼裝時(shí),斜拉桿與水平鋼梁的夾角控制在45°~60°。卸料平臺(tái)固定時(shí),應(yīng)盡量減少支承靴外伸長(zhǎng)度,以保證卸料平臺(tái)貼合塔樓立面。

        6.2 自爬式卸料平臺(tái)爬升注意事項(xiàng)

        1)卸料平臺(tái)爬升前,清理堆載在卸料平臺(tái)上的所有吊運(yùn)、周轉(zhuǎn)材料。

        2)檢查卸料平臺(tái)樓板支承靴對(duì)拉螺栓及膨脹螺栓錨固是否牢固,卸料平臺(tái)有無(wú)向內(nèi)外傾斜、扭轉(zhuǎn)、局部下沉或特殊部位有無(wú)較大變形現(xiàn)象,確保樓板支承靴承重舌在正確位置。

        3)拆除建筑物與卸料平臺(tái)間的連接件或干涉件,確保爬升通道暢通,打開料臺(tái)及負(fù)1層的翻板。

        4)檢查液壓系統(tǒng)確保其無(wú)漏油,并且系統(tǒng)正常。在爬升前確保平臺(tái)內(nèi)無(wú)人員,并且最大風(fēng)速不得超過(guò)70 km/h。

        5)平臺(tái)爬升時(shí),應(yīng)注意爬升過(guò)程的每次矯正,禁止爬升幾次再矯正。在控制油缸上下運(yùn)動(dòng)時(shí)注意觀察承重舌是否到位,定位鎖是否鎖好導(dǎo)軌。

        6)在爬升結(jié)束后將最下層樓板支承靴拆除,安裝在最上層樓板上,并鎖住導(dǎo)軌。關(guān)閉料臺(tái)及負(fù)1層翻板,檢查各錨固點(diǎn)是否牢固。拆除油缸、爬升靴,上移一層安裝好,安裝固定必要連接件,為下次爬升做好準(zhǔn)備。

        6.3 卸料平臺(tái)拆除方法

        在卸料平臺(tái)退出使用后,開始拆除卸料平臺(tái),首先檢查爬升靴和錨固點(diǎn)是否牢固,拆除電源及液壓系統(tǒng),安裝好卸料平臺(tái)吊裝具,并使其處于起吊的狀態(tài),隨后拆除上護(hù)欄、鋼拉索及負(fù)1層護(hù)欄,護(hù)欄拆除后從下至上拆除固定錨點(diǎn)定位鎖,松開導(dǎo)軌,完成后吊下卸料平臺(tái)主體,在主體落地時(shí)處于安裝起吊前的狀態(tài),然后拆除斜支撐和導(dǎo)軌上節(jié),清理打包液壓部件及各小部件并吊裝落地。清理各小部件,按材料清單清點(diǎn)數(shù)量,無(wú)誤后整理打包,裝車運(yùn)走。

        7 結(jié)語(yǔ)

        本項(xiàng)目使用組裝液壓自爬式卸料平臺(tái)施工技術(shù),在6層開始安裝卸料平臺(tái),并可以升高至94.4 m,在提升過(guò)程料臺(tái)自主爬升,極大地節(jié)約了塔吊的使用時(shí)間,減少了人工的使用,提高了施工安全,達(dá)到了縮減工期、節(jié)約成本的目的。

        經(jīng)過(guò)本項(xiàng)目實(shí)踐,證明了可變向斜爬的液壓自爬式卸料平臺(tái)在高層施工中的可行性,為今后類似工程施工提供了借鑒。

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