移動懸挑操作平臺在大懸挑空間建筑施工中的應用

焦漢卿

（濰坊昌大建設集團有限公司，山東 濰坊 261000）

中庭是構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展，出現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場的實際施工需求。現階段通過對移動懸挑操作平臺進行建設，既能滿足節約成本的要求，又能滿足結構和安全的要求。所述移動車輪上設有鎖緊裝置，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，商業購物中心位于上海市閔行區馬橋市。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 個內部中庭圍繞中島布置[1]。

二、移動式懸挑操作平臺設計

（一）操作平臺概述

懸挑平臺一般采用梁板結構，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，根據相鄰作業的要求，設置護欄、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定，對相應的結構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

根據設計的懸挑式工作平臺圖紙，材料的特點和結構構件的截面，建立懸挑式工作平臺的分析模型。計算結果通過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分為永久荷載以及主動荷載，永久荷載包括框架結構自重以及結構構件自重，主動荷載包括結構自重(工作層上人員、設備、材料的自重)以及風荷載。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規范》。因為懸挑操作平臺在室內，所以對風載荷可以不用考慮。荷載對結構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構穩定:永久荷載+變荷載。最終的模型如下[3]。

（三）結構整體變形及受力結果

通過計算得出了結構在組合的永久荷載，荷載作用+建筑荷載作用下的力和變形。預算如下：

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

（四）抗傾覆分析

通過計算獲得了結構在承受荷載，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：∑M右/∑M左=1.32>1.25；滿足要求。

（五）焊縫強度驗算

基本參數：

焊縫形狀：四邊圓彎，焊縫高度4 毫米；

力分析：根據先前的計算結果，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：

σf=N/helw ≤βfff11.2.2-1[GB50017-2017]

在上式中：σf：根據焊縫有效截面計算，應力垂直于焊縫長度（MPa）；βf：增加前凸焊縫強度設計值的因數，取為1.22；he：計算的直角彎曲厚度，he=0.7hf;hf是凸起的大??；lw: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

準備加工→百葉窗→總裝→焊接→防銹涂層，編號→現場負載測試→驗收→使用清單。

1.切割前應檢查鋼表面的質量，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。嚴格遵循施工圖，確定圖紙的幾何尺寸，并預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，其設計和質量必須符合國家和行業標準。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定性[7]。

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

結語：簡而言之，該移動懸挑操作平臺的結構較為簡單，在安裝的過程中也更簡便，可以適應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計是合理的。同時生產平臺部件，并且接頭可以接受焊接形狀和螺釘，可以在現場進行制造。它可以使用和旋轉多次；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和安裝以及設計能夠對綠色建筑的要求及特點進行體現，還能夠節省一定的建筑材料。懸挑操作平臺的應用具有廣泛性。