水電廠房上吊車鋼梯結構布置及設計分析

王朝暉

(新疆維吾爾自治區水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

上吊車鋼梯作為進入吊車操作室的結構，一般布置在安裝間，鋼梯的布置要避免與其他的結構產生沖突，同時滿足使用要求。

1 影響鋼梯結構布置的三個要素

(1)安裝間內的結構不與鋼梯發生位置上的沖突。主要需考慮安裝間內框架結構的位置和尺寸;其次考慮安裝間有無其他專業的相關設施。

(2)確定吊車軌道中心位置及吊車梁底部高程，這些因素是決定鋼梯尺寸的主要條件。

(3)廠家提供的吊車安裝方式及結構尺寸，它們決定鋼梯及鋼梯平臺在安裝間的相對位置。

2 常見的四種鋼梯結構

2 .1 兩跑式

如圖1所示。它是最普遍的形式，也是最常見的一種。鋼梯布置在吊車梁下方，由兩個梯段及兩個平臺組成。梯段走向與吊車梁軸平行，平臺的方向垂直于吊車梁軸，以框架柱作為支撐結構。從上部平臺的端部進入操作室。

2.1.1 鋼梯布置

鋼梯布置在安裝間選定的兩個框架柱之間。平臺固定在兩個框架梁上。如圖1所示的“框架梁A”突出墻面，鋼梯不能靠墻布置，避開框架梁A，假設框架梁寬為D，鋼梯到外墻的距離≥D。在幾個已建成的項目中，就出現因為沒有考慮到框架梁的位置，鋼梯起步埋件埋錯位置，后來又重新修改的問題。這種情況在鋼梯的設置時很普遍，一般廠房的框架梁位置都會影響鋼梯的布置，所以在布置鋼梯時需特別注意。

2.1.2 上部平臺高程的確定

鋼梯布置在吊車梁的底下，上部平臺處于吊車梁的下方，上部平臺在高程定位時，就要求確定吊車梁底的高程，使上部平臺到吊車梁底的高度滿足一個人直立的高度，如圖1所示C≥1800mm。滿足了這個要求就使平臺與操作室不在同一高程，再通過設置在上部平臺上的“小梯Ⅰ”進入操作室。

2.1.3 下部平臺位置的確定

沒有其他的要求，取距離A的中間位置。

2.1.4 平臺的尺寸確定

寬度:鋼梯不經常上人，適合一個人通過的寬度650～750mm即可。長度:(1)下部平臺長度的確定取決于鋼梯的寬度，鋼梯的寬度K=650～750mm，考慮兩側布置欄桿，下部平臺的長度＞2K。(2)上部平臺長度不僅要考慮布置鋼梯，還需要伸出一定的長度H，使平臺到達操作室跟前，長度取為＞H+K。圖1所示的“F”是平臺到操作室邊之間的距離(一般取100～200mm，滿足人一步的距離，這個距離可避免操作室在操作時撞到鋼梯)。

2.1.5 小梯Ⅰ尺寸確定

小梯Ⅰ高度為上部平臺至操作間底板高程之間的高度差B。小梯Ⅰ的斜度在取值時考慮人上小梯時，頭不能碰到吊車梁底。控制小梯起步處與吊車梁中軸線之間的距離“M”。

2.1.6 其它

下部平臺及上部平臺通過支架1及支架2與框架柱聯結支撐，鋼梯入口處留一定距離“G”，取1m左右，滿足人行走要求。具體的布置情況從圖1可以很清楚的看出各個部位的尺寸關系。

圖1 兩跑式鋼梯結構圖

2.2 三跑式

如圖2所示，這種方式與第一種方式相似，整個鋼梯分成三跑，利用框架梁作為中間平臺的支撐，鋼梯布置在靠近墻邊的位置。

2.2.1 鋼梯布置

鋼梯布置與兩跑式相同，框架梁在這里作為支撐中部平臺的結構，鋼梯可以布置在靠墻位置，如圖2所求，三跑到上部平臺，通過小梯Ⅱ進入操作室。

2.2.2 上部平臺位置確定

與兩跑式的情況相同，不再贅述。

2.2.3 中部平臺位置確定

中部平臺利用框架梁作支撐，平臺的高程受到框架梁的高程限制，上下無法調整。它的水平位置很重要，從圖2看到它與上部平臺之間的距離為D。R為它的水平位置，需要合理的確定R值，才能保證“梯段2”與“梯段3”達到合理的斜度。

2.2.4 下部平臺位置確定

平臺位于“框架梁”的下面，考慮人直立必須的高度，一般取2000～2200mm。如圖2所示B-a=2000～2200mm。

2.2.5 平臺及小梯Ⅱ尺寸確定

平臺尺寸的確定及進入操作室“小梯Ⅱ”的尺寸、位置確定同第一種情況，不再贅述。

2.2.6 其他

(1)中部平臺固定在框架梁上，需要協調兩個結構的布置，并在施工時考慮同時進行施工。

(2)上部平臺的長度取值為＞H+2K。

(3)下部平臺、中部平臺及上部平臺通過支架1、支架2及支架3與框架梁、框架柱聯結支撐。

2.3 變方向兩跑式

鋼梯還是兩跑式布置，但它布置的方式垂直于兩跑式，靠近安裝間的山墻布置。下部平臺依靠專門設計的鋼柱保持穩定，上部平臺則放置在兩個框架柱之間，在設置時避開吊車梁，使上部平臺與操作室在同一高程，從平臺直接進入操作室。如圖3及圖4所示。鋼梯的下部平臺通過兩個“槽形”鋼及角鋼構成的鋼柱作為支撐，上部平臺固定在兩個框架柱的牛腿附近，避開了吊車梁。

2.3.1 鋼梯位置

如圖3所示，鋼梯布置在與吊車梁軸垂直的墻邊，鋼梯可以適當離開柱子一定的距離“D”。

2.3.2 平面布置

圖2 三跑式鋼梯結構圖

圖3 變方向兩跑式鋼梯結構圖

鋼梯下部平臺由鋼柱支撐，通過調整鋼柱的位置來確定鋼梯的水平距離及斜度。鋼梯斜度取40～55°，如圖3確定水平距離“B”“C”。可取側墻上柱子的中心作為下部平臺的軸心位置，增加整體美觀性。

2.3.3 上部平臺

(1)平臺高度:與操作室底板等高程。

(2)平臺的長度:條件限制只能將平臺支架固定在兩個相鄰框架柱上，它的長度“E”就由兩個框架柱間距決定。如果平臺跨度較大，在選擇支撐的時候需要考慮剛度要求，相應支撐平臺的鋼架也要穩固。

(3)平臺的寬度:如圖4所示，平臺的寬度滿足﹤F，“F”為框架柱邊到操作室入口間的距離，去掉兩個邊距“G”和“H”(一般情況 G取100～200mm，H取100～150mm。)，得出上部平臺的寬度=F-G-H。從吊車梁外邊線到平臺邊線的距離“N”要滿足N≥500mm，以保證人能夠正常行走。

圖4 側向進入式鋼梯及平臺平面圖

2.3.4 下部平臺

平臺支撐:平臺由兩個槽形鋼及角鋼形成的鋼柱支撐;平臺高程:沒有其它要示，取上部平臺到發電機層之間距離A的平均值A/2。

2.3.5 其他方面

上部平臺周邊加防護圍欄。下部平臺的支撐，需進行計算選擇合適的槽形鋼，保證支撐的強度及剛度。

2.4 一跑式

同變向兩跑式相同，鋼梯布置在垂直于吊車梁方向的山墻邊。如圖5所示，鋼梯分成兩部分，中間設置休息平臺，上部平臺避開吊車梁(平臺與吊車梁間的距離為“C”)。上部平臺高程與操作室相同，從平行于吊車梁的方向進入操作室。平臺通過槽形鋼及角鋼構成的鋼柱支撐。

2.4.1 布置

鋼梯布置在垂直于吊車梁方向的山墻邊。鋼梯的斜度保證在45°～55°為誼。

2.4.2 上部平臺

鋼梯上部平臺的高程取與操作室高程一致，與操作室入口的距離取100～200mm，保證能夠一步跨入。平臺側面考慮操作室運行線位置，使平臺在運行范圍之內，如圖5所示，“運行線”與“小車剎車位線”垂直相交的“O”點，可以作為定位上部平臺的角點位置。上部平臺的尺寸滿足人的行動需求即可，平臺完全由下部的鋼柱支撐。

2.4.3 下部平臺

下部平臺兼顧穩定及美觀的要求，取鋼梯總高度一半的位置。

2.4.4 其他方面

鋼梯結構簡單，布置也清晰，鋼梯下部的支撐要滿足強度及剛度要求，必須嚴格按鋼構架柱進行計算。必要的情況可以在“平臺支撐”的側面加一些輔助結構，平行于鋼梯的側面墻內的“聯系梁”上設置埋件(見圖6)，將“平臺支撐”通過連結角鋼與埋在聯系梁中的埋件連在一起，增加整個結構的穩定性。

圖5 一跑式鋼梯結構圖

圖6 平臺支撐與混凝土梁連接大樣圖

3 結論

以上四種鋼梯結構，針對不同的情況進行選擇。常規的兩跑式，是最常用的形式，沒有特殊要求時，一般選擇這種形式。三跑式鋼梯，利用了框架梁作為平臺的支撐，并且可以讓鋼梯靠近墻邊布置，空間上整體性更強。但相對而言它的結構要復雜一些，但對高度較高且布置有要求的廠房也比較實用。變向兩跑式鋼梯，改變了布置的方向，避開了吊車梁對平臺的影響，結構也比較簡單，不失為一種經濟實用的形式。一跑式鋼梯，非常簡潔，也避開了吊車對鋼梯的影響，但是如果廠房過高，對平臺的支撐的強度及剛度有要求，但從實用及美觀而言，也不失為一種值得選擇的形式。