吉隆坡標(biāo)志塔附著式卸料平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

周文凱 周克 許晴 張薇 蘇平

標(biāo)志塔項(xiàng)目高度高、工期緊，為保證核心筒內(nèi)鋼構(gòu)件的垂直運(yùn)輸， 需要通過卸料平臺(tái)將構(gòu)件倒運(yùn)進(jìn)入核心筒。卸料平臺(tái)通常自重大，并作為臨時(shí)堆放鋼構(gòu)件的場(chǎng)所， 頻繁地安裝和拆卸，一旦施工人員在某個(gè)環(huán)節(jié)疏忽， 可能會(huì)發(fā)生平臺(tái)的傾覆，造成較大的安全事故。本文結(jié)合吉隆坡標(biāo)志塔工程實(shí)例對(duì)卸料平臺(tái)的設(shè)計(jì)以及使用過程中的安全措施進(jìn)行了論述。

1.工程概況

馬來西亞吉隆坡標(biāo)志塔[PLOT3（C7.7）]地塊項(xiàng)目，位于吉隆坡TRX國(guó)際金融中心，建成后將作為馬來西亞政府和國(guó)營(yíng)企業(yè)辦公樓，與雙子塔交相輝映，成為吉隆坡又一地標(biāo)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(cè)裙樓地上4層，南側(cè)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(jié)構(gòu)，外框鋼結(jié)構(gòu)從地面以上開始，核心筒內(nèi)全為鋼結(jié)構(gòu)，核心筒電梯井主梁長(zhǎng)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(biāo)準(zhǔn)層平面布置圖

2.卸料平臺(tái)的構(gòu)造及設(shè)計(jì)

2.1 卸料平臺(tái)的構(gòu)造

結(jié)合塔樓外框的平面布置特點(diǎn)和卸料平臺(tái)的功能要求，將卸料平臺(tái)設(shè)計(jì)成長(zhǎng)和寬分別為8m、2.55m。平臺(tái)面積為8m×2.55m=20.4m2。卸料平臺(tái)構(gòu)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(tái)豎向布置圖

圖2-1-2 卸料平臺(tái)平面布置圖

表2-1-1 材料表

圖2-1-3 卸料平臺(tái)端部安裝固定節(jié)點(diǎn)圖

2.2 卸料平臺(tái)的分析計(jì)算

2.2.1 平臺(tái)永久荷載

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

2.2.2 平臺(tái)可變荷載

考慮平臺(tái)堆放最大鋼構(gòu)件重量為5t和1KN/ m2輔材荷載，則轉(zhuǎn)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(jì)算模型

該卸料平臺(tái)使用結(jié)構(gòu)分析軟件MIDAS建立模型進(jìn)行計(jì)算，如圖2-2-1所示。

圖2-2-1 卸料平臺(tái)三維計(jì)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(jié)果

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

圖2-2-5 支座反力

通過以上計(jì)算分析，可知該卸料平臺(tái)自身滿足功能要求。

2.3 驗(yàn)算外框桁架承載力

由于卸料平臺(tái)的連接作用在兩層桁架上，現(xiàn)對(duì)與其相關(guān)的四榀桁架承載力進(jìn)行驗(yàn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)點(diǎn)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(tái)支座反力除以荷載組合系數(shù)轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)值作用到桁架節(jié)點(diǎn)上）

2.3.3 建立計(jì)算模型

該卸料平臺(tái)使用結(jié)構(gòu)分析軟件MIDAS建立模型進(jìn)行計(jì)算，如圖2-3-1所示。

圖2-3-1 外框桁架三維計(jì)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(jié)果

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

圖2-3-5 支座反力

2.4 驗(yàn)算外框鋼梁承載力

由于卸料平臺(tái)和桁架與外框鋼梁連接在一起，現(xiàn)對(duì)這兩層外框外圈鋼梁承載力進(jìn)行驗(yàn)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(zhuǎn)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(jié)點(diǎn)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(shù)轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)值作用到鋼梁節(jié)點(diǎn)上）。

平臺(tái)的支座反力作用在鋼梁上的節(jié)點(diǎn)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(zhuǎn)化為桁架上的線荷載為：1..5×0.55=0.8KN/ m。

2.4.3 建立計(jì)算模型

該外框鋼梁使用結(jié)構(gòu)分析軟件MIDAS建立模型進(jìn)行計(jì)算，如圖2-4-1所示。

圖2-4-1 外框鋼梁三維計(jì)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(jié)果

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

2.5 驗(yàn)算外框懸挑樓板承載力

2.5.1 懸挑板有效計(jì)算寬度

根據(jù)《荷規(guī)》1附錄C.0.5中懸挑板有效計(jì)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(jì)算寬度內(nèi)混凝土樓板承載力

(1)截面寬度： b=1230mm，高度： h=130mm；

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

鋼筋種類：HRB500，fy=435N/mm2；

縱筋合力點(diǎn)至近邊距離：as=21mm ；

(3)配筋信息，As=754mm2。

(4)驗(yàn)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(duì)界限受壓區(qū)高度，ξb=0.482。

(7)相對(duì)受壓區(qū)高度，ξ=0.106≤ξb=0.482。

(8)計(jì)算彎矩設(shè)計(jì)值

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

通過驗(yàn)算可知，混凝土樓板滿足承載力要求。

3.卸料平臺(tái)安全注意事項(xiàng)

3.1 該進(jìn)料平臺(tái)需聯(lián)合驗(yàn)收合格后方可允許使用。每次使用前，需告知技術(shù)負(fù)責(zé)人，經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人確認(rèn)平臺(tái)上吊耳及桿件連接處所有焊縫可靠，并確認(rèn)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(tái)，責(zé)任工程師和安全工程師需現(xiàn)場(chǎng)旁站。

3.2 該進(jìn)料平臺(tái)最大載重量為5噸，嚴(yán)禁超載。且在卸料平臺(tái)所在區(qū)域下部需拉設(shè)警戒線，禁止站人和車輛經(jīng)過。

3.3 起重吊運(yùn)該平臺(tái)前，必須檢查吊索鋼絲繩、吊鏈、卸扣，確認(rèn)其不存在裂紋、氣泡等影響安全使用的危險(xiǎn)狀況，確認(rèn)吊索具與該平臺(tái)已經(jīng)可靠連接，方可將其投入使用。

3.4 起鉤點(diǎn)、落鉤點(diǎn)及行徑路徑上要有持證信號(hào)工指揮吊運(yùn)該平臺(tái)。起重吊運(yùn)該平臺(tái)時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取措施確保其平穩(wěn)，嚴(yán)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(hù)設(shè)施的，應(yīng)當(dāng)書面向安全官申請(qǐng)并經(jīng)批準(zhǔn)后方可拆除。所有相關(guān)作業(yè)人員離開被拆除安全防護(hù)設(shè)施位置時(shí)，必須恢復(fù)安全防護(hù)設(shè)施。在臨邊高處作業(yè)的人員，必須系掛安全帶。

4.結(jié)語(yǔ)

超高層建筑高度高、垂直運(yùn)輸量大，卸料平臺(tái)使用頻繁，安全管理至關(guān)重要，然而在實(shí)際工程中，一些施工企業(yè)在制作卸料平臺(tái)過程中，沒有嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì)、施工， 造成卸料平臺(tái)強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度等不符合使用要求。在多數(shù)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(yán)禁卸料平臺(tái)超載的發(fā)生， 因此需增加對(duì)卸料平臺(tái)的管控力度，從而保證超高層建筑施工的順利進(jìn)行。

[1] GB50009—2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[2] GB50017—2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

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