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。