關(guān)于地下室頂板履帶吊作業(yè)安全控制要點(diǎn)

何振宇 林友惠

(1.福州市長(zhǎng)樂(lè)區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，福建 福州 350200; 2.福州市長(zhǎng)樂(lè)區(qū)建筑工程文明安全監(jiān)察站，福建 福州 350200)

1 工程概況

福州市某會(huì)展中心建筑高度約為33 m，局部挑高至45 m，總建筑面積約為11.28萬(wàn)m2，作為“數(shù)字中國(guó)”“一帶一路”等國(guó)內(nèi)外重要會(huì)議場(chǎng)所。地上結(jié)構(gòu)為鋼框架+BRB 斜撐+正交平面桁架結(jié)構(gòu)體系，為施工主會(huì)展區(qū)域桁架結(jié)構(gòu)，需采用5臺(tái)180 t履帶吊進(jìn)入地下室頂板上進(jìn)行作業(yè)。針對(duì)履帶吊上地下室頂板時(shí)，所涉及的安全要點(diǎn)進(jìn)行分析控制。履帶吊行走路線如圖1所示。

2 通用安全控制措施

為了防止履帶吊上地下室底板時(shí)，地下室周圍回填土承載力不足，履帶吊失穩(wěn)傾覆造成的安全問(wèn)題，需對(duì)地下室邊線周圍進(jìn)行道路加固。加固方式從底到面為回填土、500 mm厚毛石壓實(shí)、150 mm碎石找平?；靥钔羾?yán)禁采用淤泥土，應(yīng)采用細(xì)中砂。毛石采用100 mm～200 mm粒徑，碎石采用5 mm～20 mm粒徑，道路加固方式如圖2所示。

為防止履帶吊對(duì)地下室頂板的破壞，使施工荷載均勻擴(kuò)散至地下室頂板，在履帶吊行走的混凝土樓板面鋪設(shè)150 mm細(xì)沙，細(xì)沙上鋪設(shè)2.4 m×4 m路基箱，在路基箱數(shù)量滿足不了的情況下選擇20 mm厚鋼板代替鋪設(shè)，如圖3所示。

3 荷載工況的安全控制要點(diǎn)

荷載工況的選擇，應(yīng)保持與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際履帶吊行走路線一致，同時(shí)指定專門人員對(duì)履帶吊行走進(jìn)行指揮，防止履帶吊超出行走范圍，造成不可逆的安全影響。履帶吊行走區(qū)域均為8.5 m為一跨的正方形樓板，為了充分考慮吊裝和行走時(shí)的最不利工況，選取17 m×17 m(即雙向兩跨)作為計(jì)算區(qū)域，同時(shí)為使計(jì)算結(jié)果更為精確兩個(gè)方向各延伸出一跨。施工中的荷載包括履帶吊的輪壓荷載、結(jié)構(gòu)自重、150 mm覆沙自重和路基箱自重。其中輪壓荷載應(yīng)作為活載，其他均為恒載。荷載組合為1.2恒載+1.4倍活載。在鋪設(shè)沙子的情況下，路基箱的尺寸為履帶寬度的2倍～3倍范圍內(nèi)可按照路基箱的整個(gè)面積進(jìn)行擴(kuò)散。

履帶吊工作狀態(tài)的總重量為2 269.27 kN,其中吊重最大按500 kN考慮，所吊桁架為現(xiàn)場(chǎng)拼裝，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)嚴(yán)格控制桁架的拼接重量與計(jì)算是否一致，防止吊重超理論的情況。

為選取和履帶吊在樓板上行走與吊裝的最不利位置組合出的最不利的計(jì)算工況，需對(duì)履帶吊的基本工況及輪壓荷載形式進(jìn)行分析，包括以下4種工況：

1)正方吊裝;2)正方無(wú)重;3)側(cè)方吊裝;4)側(cè)方無(wú)重。

最不利荷載工況：正方吊裝考慮動(dòng)力系數(shù)，單個(gè)履帶面壓力為104.44 kN/m2；側(cè)方吊裝考慮動(dòng)力系數(shù)，單個(gè)履帶面壓力為90.11 kN/m2。

正方吊裝荷載施加位置見(jiàn)圖4。正方吊裝荷載施加大小見(jiàn)圖5。

4 梁板承載力安全控制要點(diǎn)

對(duì)于履帶吊在地下室頂板作業(yè)，一般情況設(shè)計(jì)樓板施工荷載很難滿足要求，梁板承載力計(jì)算時(shí)已考慮已經(jīng)搭設(shè)好的縱橫的混凝土支撐架。為保證梁板承載力安全性，梁需對(duì)抗彎抗剪進(jìn)行驗(yàn)算，板需對(duì)正負(fù)彎矩進(jìn)行驗(yàn)算。

梁配筋應(yīng)按照所有結(jié)構(gòu)圖紙中所有梁的兩端和中間三個(gè)截面的配筋最小值進(jìn)行配筋，以保證計(jì)算結(jié)果的保守性。通過(guò)計(jì)算最不利荷載影響下，梁的施工最大彎矩為943.25 kN·m，承載能力為1 125.71 kN·m，驗(yàn)算比為0.84，滿足要求。梁的施工剪力值為889.14，抗剪設(shè)計(jì)值為1 022.15，驗(yàn)算比為0.87，滿足要求。

板通過(guò)有限元計(jì)算得到板的內(nèi)力，即板的x,y方向的彎矩，然后通過(guò)彎矩計(jì)算出需要的配筋量，用實(shí)際需要的配筋量與實(shí)配鋼筋的梁做比值，得到配筋比若小于1，則說(shuō)明實(shí)配鋼筋的量大于需要的鋼筋數(shù)量(見(jiàn)圖6)。

內(nèi)力圖獲取的板最大施工正彎矩78.6 kN·m，最大負(fù)彎矩為105.4 kN·m。正彎矩計(jì)算所配鋼筋總面積為839.74 mm2，設(shè)計(jì)配筋面積為854.784 mm2，驗(yàn)算比為0.98，滿足要求。負(fù)彎矩計(jì)算所配鋼筋總面積為1 126.07 mm2，設(shè)計(jì)配筋面積為1 161.17 mm2，驗(yàn)算比為0.97，滿足要求。

5 支架穩(wěn)定性安全控制要點(diǎn)

為控制施工成本，對(duì)于履帶吊上地下室頂板作業(yè)時(shí)，可利用原地下室頂板的混凝土支撐架。應(yīng)對(duì)原支撐架在履帶吊作業(yè)荷載工況下進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，驗(yàn)算滿足要求方可采用，不滿足要求需重新搭設(shè)支撐架。原施工支撐架間距0.9 m×0.9 m，步距1.2 m，腳手架規(guī)格為φ48 mm×3.5 mm。平面及豎向剪刀撐已布置到位。

支撐架位于地下室區(qū)域，因此不必考慮風(fēng)荷載。軸向力只有對(duì)樓板的支撐力，從計(jì)算模型中提取出最大的支撐力為7.16 t。計(jì)算長(zhǎng)度可取步距1 200 mm，回轉(zhuǎn)半徑15.8 mm，長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算為76，查附錄E，得到對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)為0.744，由此可得，71 600÷(0.744×489)=196.8 MPa

6 其余安全注意事項(xiàng)

1)履帶吊側(cè)方吊裝時(shí)應(yīng)保證輪壓重一側(cè)(吊臂側(cè))壓在混凝土梁上，履帶吊行進(jìn)和吊裝嚴(yán)禁一側(cè)履帶位于板中間和兩個(gè)輪相對(duì)于梁對(duì)稱的不利情況。

2)吊裝半徑需控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，吊重不能超過(guò)設(shè)計(jì)要求的50 t。

3)最不利的正方吊裝站位需要根據(jù)正方吊裝站位圖控制站位的準(zhǔn)確度。

4)鋪沙為路基箱整個(gè)面積擴(kuò)散的先決條件，必須保證150 mm的鋪沙層以保證路基箱對(duì)輪壓荷載的擴(kuò)散。要保證路基箱與沙子的接觸面積，必須全接觸且壓實(shí)。

7 結(jié)語(yǔ)

福州某會(huì)展中心施工過(guò)程中履帶吊上地下室頂板作業(yè)，作為項(xiàng)目最大的一個(gè)安全隱患。對(duì)可能導(dǎo)致安全問(wèn)題的各項(xiàng)內(nèi)容都進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，保證了安全施工，為類似施工作業(yè)安全提供了借鑒作用。