吉隆坡標志塔附著式卸料平臺設計與應用

周文凱 周克 許晴 張薇 蘇平

標志塔項目高度高、工期緊，為保證核心筒內鋼構件的垂直運輸， 需要通過卸料平臺將構件倒運進入核心筒。卸料平臺通常自重大，并作為臨時堆放鋼構件的場所， 頻繁地安裝和拆卸，一旦施工人員在某個環節疏忽， 可能會發生平臺的傾覆，造成較大的安全事故。本文結合吉隆坡標志塔工程實例對卸料平臺的設計以及使用過程中的安全措施進行了論述。

1.工程概況

馬來西亞吉隆坡標志塔[PLOT3（C7.7）]地塊項目，位于吉隆坡TRX國際金融中心，建成后將作為馬來西亞政府和國營企業辦公樓，與雙子塔交相輝映，成為吉隆坡又一地標性建筑。本工程由塔樓和裙樓組成，占地面積13832.9 m2，建筑面積386553.48m2，其中塔樓地上93層、地下7層，東西兩側裙樓地上4層，南側裙樓地上5層，總高度438.37m，為超高層綜合樓。

本工程塔樓為鋼框架-混凝土核心筒結構，外框鋼結構從地面以上開始，核心筒內全為鋼結構，核心筒電梯井主梁長度為12m，最重約3t，塔樓平面布置圖如圖1-1-1所示。

圖1-1-1 標準層平面布置圖

2.卸料平臺的構造及設計

2.1 卸料平臺的構造

結合塔樓外框的平面布置特點和卸料平臺的功能要求，將卸料平臺設計成長和寬分別為8m、2.55m。平臺面積為8m×2.55m=20.4m2。卸料平臺構造如圖2-1-1、2-1-2、2-1-3及表2-1-1所示。

圖2-1-1 卸料平臺豎向布置圖

圖2-1-2 卸料平臺平面布置圖

表2-1-1 材料表

圖2-1-3 卸料平臺端部安裝固定節點圖

2.2 卸料平臺的分析計算

2.2.1 平臺永久荷載

3 mm厚花紋鋼板荷載為0.24KN/ m2，轉化為底座鋼梁的線荷載為：0.24×1=0.24KN/ m。

2.2.2 平臺可變荷載

考慮平臺堆放最大鋼構件重量為5t和1KN/ m2輔材荷載，則轉化底座鋼梁上的線荷載為：（5×10）/（2.55×8）×1+1×1=3.45KN/ m。

2.2.3 建立計算模型

該卸料平臺使用結構分析軟件MIDAS建立模型進行計算，如圖2-2-1所示。

圖2-2-1 卸料平臺三維計算模型

2.2.4 施加荷載

圖2-2-2 永久荷載

圖2-2-3 可變荷載

2.2.5 分析結果

圖2-2-4 應力云圖（組合1.4D+1.6L，最大應力為32Mpa<275Mpa）

圖2-2-5 支座反力

通過以上計算分析，可知該卸料平臺自身滿足功能要求。

2.3 驗算外框桁架承載力

由于卸料平臺的連接作用在兩層桁架上，現對與其相關的四榀桁架承載力進行驗算。

2.3.1 桁架永久荷載

130mm厚的壓型鋼板荷載為：0.105×24=2.52KN/ m2，轉化為桁架上的線荷載為：2.52×3.6=9.1KN/ m。

2.3.2 桁架可變荷載

取施工活荷載為1.5 KN/ m2，轉化為桁架上的線荷載為：1..5×3.6=5.4KN/ m。

鋼絲繩作用在上層兩榀桁架上的節點荷載為：31/1.6=19.4KN。（馬來西亞采用的荷載組合為1.4D+1.6L，此處將求得的平臺支座反力除以荷載組合系數轉為標準值作用到桁架節點上）

2.3.3 建立計算模型

該卸料平臺使用結構分析軟件MIDAS建立模型進行計算，如圖2-3-1所示。

圖2-3-1 外框桁架三維計算模型

2.3.4 施加荷載

圖2-3-2 永久荷載

圖2-3-3 可變荷載

2.3.5 分析結果

圖2-3-4 應力云圖（組合1.4D+1.6L，最大應力為278Mpa<355Mpa）

圖2-3-5 支座反力

2.4 驗算外框鋼梁承載力

由于卸料平臺和桁架與外框鋼梁連接在一起，現對這兩層外框外圈鋼梁承載力進行驗算。

2.4.1 外框鋼梁永久荷載

130mm厚混凝土樓板荷載為：0.13×24=3.12KN/ m2，外挑樓板寬度為550mm，轉化為鋼梁上的線荷載為：3.12×=1.7KN/ m。

桁架的支座反力作用在鋼梁上的節點荷載為：195.9/1.4=139.9KN，169.6/1.4=121.1KN（馬來西亞采用的荷載組合為1.4D+1.6L，此處將求得的桁架支座反力除以荷載組合系數轉為標準值作用到鋼梁節點上）。

平臺的支座反力作用在鋼梁上的節點荷載為：40.9/1.4=29.2KN。

2.4.2 外框鋼梁可變荷載

取施工活荷載為1.5 KN/ m2，轉化為桁架上的線荷載為：1..5×0.55=0.8KN/ m。

2.4.3 建立計算模型

該外框鋼梁使用結構分析軟件MIDAS建立模型進行計算，如圖2-4-1所示。

圖2-4-1 外框鋼梁三維計算模型（UB 457×191×67 kg/m）

2.4.4 施加荷載

圖2-4-2 永久荷載

圖2-4-3 可變荷載

2.4.5 分析結果

圖2-4-4 應力云圖（組合1.4D+1.6L，最大應力為335Mpa<355Mpa）

2.5 驗算外框懸挑樓板承載力

2.5.1 懸挑板有效計算寬度

根據《荷規》1附錄C.0.5中懸挑板有效計算寬度公式：b=bcy+2x=0.23+2×0.5=1.23m； 如 圖 2-5-1，（l=0.55m，b1y=0.1m，bcy=0.1+0.13=0.23，x=0.5）

圖2-5-1 懸臂板上局部荷載的有效分布寬度

2.5.2 有效計算寬度內混凝土樓板承載力

(1)截面寬度： b=1230mm，高度： h=130mm；

(2)混凝土強度：C50，fc=23.1N/mm2，ft=1.89N/mm2；

鋼筋種類：HRB500，fy=435N/mm2；

縱筋合力點至近邊距離：as=21mm ；

(3)配筋信息，As=754mm2。

(4)驗算最小配筋率，ρ=0.47%≥ρmin=0.2%， 滿足最小配筋率要求。

(5)截面有效高度，ho=h-as=130-21=109mm。

(6)相對界限受壓區高度，ξb=0.482。

(7)相對受壓區高度，ξ=0.106≤ξb=0.482。

(8)計算彎矩設計值

M=（ξ×（1-0.5×ξ）×α1×fc×b×ho×ho）/γo=33.8kNm≥40.9×0.5=20.5kNm

通過驗算可知，混凝土樓板滿足承載力要求。

3.卸料平臺安全注意事項

3.1 該進料平臺需聯合驗收合格后方可允許使用。每次使用前，需告知技術負責人，經技術負責人確認平臺上吊耳及桿件連接處所有焊縫可靠，并確認底部鋼板、四周擋板不存在可能引起落物傷人的孔洞，方可使用該平臺，責任工程師和安全工程師需現場旁站。

3.2 該進料平臺最大載重量為5噸，嚴禁超載。且在卸料平臺所在區域下部需拉設警戒線，禁止站人和車輛經過。

3.3 起重吊運該平臺前，必須檢查吊索鋼絲繩、吊鏈、卸扣，確認其不存在裂紋、氣泡等影響安全使用的危險狀況，確認吊索具與該平臺已經可靠連接，方可將其投入使用。

3.4 起鉤點、落鉤點及行徑路徑上要有持證信號工指揮吊運該平臺。起重吊運該平臺時，應當采取措施確保其平穩，嚴格防止起重傷害事故、落物傷人事故。

3.5 需要拆除臨邊安全防護設施的，應當書面向安全官申請并經批準后方可拆除。所有相關作業人員離開被拆除安全防護設施位置時，必須恢復安全防護設施。在臨邊高處作業的人員，必須系掛安全帶。

4.結語

超高層建筑高度高、垂直運輸量大，卸料平臺使用頻繁，安全管理至關重要，然而在實際工程中，一些施工企業在制作卸料平臺過程中，沒有嚴格按照相關規定設計、施工， 造成卸料平臺強度、穩定性、剛度等不符合使用要求。在多數情況下與外爬架相連， 存在了極大的安全隱患。在使用過程中嚴禁卸料平臺超載的發生， 因此需增加對卸料平臺的管控力度，從而保證超高層建筑施工的順利進行。

[1] GB50009—2012建筑結構荷載規范. 北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2] GB50017—2003 鋼結構設計規范.北京：中國建筑工業出版社，2003.

[3]BS EN 1993-1-1：2005 Eurocode 3：Design of Steel Structures.BRITISH STANDARD