高層建筑移動式平臺吊裝技術(shù)

吳曉晨

（上海一建安裝工程有限公司，上海200437）

高層建筑作為順應(yīng)我國現(xiàn)階段發(fā)展的產(chǎn)物，在城市人口高度集中、土地價格飛漲的情況下飛速發(fā)展。在高層建筑建設(shè)的工程中，大中型設(shè)備的垂直運輸成為了一個無法避免的難題。

常規(guī)的設(shè)備運輸方案主要分為兩種：第一種是將設(shè)備拆散后使用電梯人工搬運至樓層內(nèi)再進(jìn)行組裝，此類方案耗費人力巨大并且需占用大量寶貴的垂直運輸資源，同時現(xiàn)場組裝的設(shè)備難以重現(xiàn)出廠時的精度標(biāo)準(zhǔn)。第二種是通過塔吊、汽車吊及卷揚機等機械設(shè)備垂直吊裝至所需樓層，此類方案具有運輸效率高，耗費人工少的特點。但設(shè)備吊裝至當(dāng)層后進(jìn)入樓面則需要使用固定式吊裝平臺或者重心偏移法（又稱“奪吊法”），前者如當(dāng)層設(shè)備少經(jīng)濟(jì)效益不高會影響幕墻施工進(jìn)度，后者操作危險且違反部分安全規(guī)程。本文通過上海君康金融廣場項目空調(diào)箱垂直運輸?shù)某晒Π咐?，闡述使用移動式吊裝平臺吊裝機電設(shè)備的過程及其優(yōu)勢。

1 工程概況

上海君康金融廣場位于上海浦東新區(qū)黃浦江南延伸段ES2單元，由五棟成環(huán)形單體組成的辦公商業(yè)建筑，占地面積22280m2，單體最高為11 層，最低為9 層。

由于建筑用途主要為辦公，因此5 棟單體基本為標(biāo)準(zhǔn)辦公樓層，設(shè)計樣式統(tǒng)一。垂直運輸壓力較大的為五棟單體內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)層的空調(diào)箱，每層一臺共計44 臺。建筑物外立面一側(cè)為倒階梯式造型，僅可通過內(nèi)圈的垂直面來完成設(shè)備的吊裝運輸。由于內(nèi)圈場地有限無法供汽車吊停放，因此只能通過現(xiàn)場3 臺塔吊完成吊裝工作。傳統(tǒng)的大型機電設(shè)備吊裝運輸方式主要分為兩種：第一種是在每層設(shè)置固定式吊裝平臺，將設(shè)備吊裝至平臺后平移至樓層內(nèi)；第二種是利用塔吊沿外墻吊起，使用“奪吊法”進(jìn)入樓層內(nèi)。第一種方案由于每層僅一臺設(shè)備且共有44 層，需設(shè)置固定式吊裝平臺，從經(jīng)濟(jì)上無法實現(xiàn)。第二種方案進(jìn)入樓層的難度很大且風(fēng)險很高，而且“奪吊法”違反塔吊安全操作規(guī)程。綜上原因，最終決定使用移動式平臺來完成本空調(diào)箱的吊裝運輸。

2 空調(diào)箱垂直運輸?shù)碾y點分析

2.1 施工現(xiàn)場場地緊張，無空調(diào)箱臨時堆放場地，要求貨到即卸，卸車即運，無法堆放再轉(zhuǎn)運。

2.2 由于幕墻進(jìn)度及空調(diào)箱供貨周期原因，空調(diào)箱到貨前幕墻龍骨已安裝完成，吊裝作業(yè)面狹窄。

2.3 施工工期緊，需盡快完成設(shè)備運輸避免影響幕墻封閉進(jìn)度。

3 主要吊裝方法

針對上述難點，利用移動式平臺將空調(diào)箱吊裝運輸至指定樓層外，再通過液壓板車將空調(diào)箱拖卸至樓層內(nèi)的吊裝方案。

3.1 移動式平臺的制作方案

3.1.1 移動式平臺型材選用

移動式平臺以需吊裝最重設(shè)備考慮，重量為1.5kg。擬選用16#槽鋼[160*65*8.5 制作平臺主體進(jìn)行受力校核。

3.1.1.1 槽鋼受力

因鋼平臺上鋪設(shè)鋼板，因此鋼平臺框的槽鋼以均布受力考慮，四個根槽鋼均勻分擔(dān)上部受力，外加平臺自重，因此單根槽鋼以受力400Kg 考慮。

3.1.1.2 槽鋼受力分析計算

荷載受力形式：

圖1

a.槽鋼的靜力計算概況

以四根槽鋼中最不利的，也就是最長的那根計算載荷，槽鋼長2720mm，荷載375Kg。

計算模型基本參數(shù)：L=2.72M

均布力：標(biāo)準(zhǔn)值qk=qg+qq=4+4=8KN

設(shè)計值qd=qg*γG+qq*γQ=4*1.2+4*1.4=10.4KN

b.選擇受荷截面

截面類型：槽鋼[16

截面特性：Ix=934cm4Wx=117cm3Sx=70.3cm3G=19.7kg/m

翼緣厚度：tf=10mm

腹板厚度：tw=8.5mm

c.相關(guān)參數(shù)

材質(zhì)：Q235

x 軸塑性發(fā)展系數(shù)γx：1.05

梁的撓度控制［v］：L/250

d.內(nèi)力計算結(jié)果：

（1）支座反力RA=qd*L/2=14.14KN

（2）支座反力RB=RA=14.14KN

（3）最大彎矩Mmax=qd*L*L/8=9.62KN.M

e.強度及剛度驗算結(jié)果：

（1）彎曲正應(yīng)力σmax=Mmax/(γx*Wx)＝78.29N/mm2

（2）A 處剪應(yīng)力τA=RA*Sx/（Ix*tw）＝12.52N/mm2

（3）B 處剪應(yīng)力τB=RB*Sx/（Ix*tw）＝12.52N/mm2

（4）最大撓度fmax=5*qk*L^4/384*1/(E*I)=2.96mm

（5）相對撓度v=fmax/L=1/917.9

f.強度及剛度驗算結(jié)果

圖2

彎曲正應(yīng)力σmax=78.29N/mm2＜抗彎設(shè)計值f：215N/mm2

支座最大剪應(yīng)力τmax=12.52N/mm2＜抗剪設(shè)計值fv：125N/mm2

跨中撓度相對值v=L/917.9＜撓度控制值［v］:L/250。

經(jīng)計算16#槽鋼可滿足上述受力要求。

3.1.2 移動平臺的制作

移動平臺由160mm 槽鋼拼接而成，在平臺三面設(shè)置了由40mm 角鋼制作的安全護(hù)欄，平臺共設(shè)置4 處吊耳，上鋪設(shè)2mm鋼板，平臺前端設(shè)置斜坡以便于設(shè)備的拖卸。為了便于平臺在高空操作及安全性，平臺四周還設(shè)置了8 處專用耳板，用于固定纜風(fēng)繩及平臺就位后的臨時固定。平臺完成設(shè)計后進(jìn)一步深化計算校核，并委托專業(yè)制作單位完成平臺的組裝，進(jìn)行了載重、穩(wěn)定性及抗撓測試，確保平臺的安全可靠。

3.2 移動平臺的吊具設(shè)置方案

移動平臺共設(shè)置4 個吊點，4 個吊點上方設(shè)置平衡梁，主要為保持平臺的平衡，避免吊索損壞設(shè)備，同時平衡梁也可有效的縮短吊索的高度，避免平臺靠近樓面時吊索觸碰上層結(jié)構(gòu)。后方2 處吊點通過吊索與平衡梁連接，前方2 處吊點通過手拉葫蘆與平衡梁連接，手拉葫蘆可調(diào)節(jié)平臺平衡，并且在到達(dá)運輸樓面后對平臺進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，確保平臺平穩(wěn)接觸地面。

3.3 移動平臺臨時固定方案

當(dāng)平臺到達(dá)指定樓層后，為確保空調(diào)箱拖卸時的安全，在拖卸前需對平臺進(jìn)行臨時固定。通過平臺前端設(shè)置的專用耳板，用鋼絲繩將平臺與附近的結(jié)構(gòu)柱拉緊固定。將平臺后端專用耳板內(nèi)的纜風(fēng)繩與平臺所在樓層的下一層的結(jié)構(gòu)柱拉緊固定，以防止平臺重量卸載后塔吊鋼絲繩回縮導(dǎo)致平臺上彈傾覆。

圖3

3.4 空調(diào)箱吊裝方案

3.4.1 空調(diào)箱卸車與駁運

空調(diào)箱運輸至現(xiàn)場后，由塔吊直接卸車至鋼平臺上，完成空調(diào)箱的墊高固定后由塔吊直接吊裝空調(diào)至指定樓層，做到卸車即運輸，省去中間臨時堆放及駁運過程，提高運輸效率。

3.4.2 空調(diào)箱的吊裝

3.4.2.1 將空調(diào)箱放入移動平臺中，下方放置墊木并采取防滑措施，因鋼平臺前端有下料斜坡，重量約為70kg，起吊前先利用前端的手拉葫蘆平衡整體平臺。

3.4.2.2 利用塔吊將載有空調(diào)箱的移動平臺從地面吊裝至相應(yīng)樓層高度，此時平臺高度可略高于當(dāng)層樓板高度，無需絕對水平。

3.4.2.3 樓層內(nèi)吊裝人員利用平臺上設(shè)置的纜風(fēng)繩配合塔吊將移動平臺前端拖拽至樓面內(nèi)。（見圖4）

3.4.2.4 利用平臺前端的手動葫蘆將平臺前端緩慢下放，直至平臺前端的下料斜坡與樓板完全接觸。（見圖5）

3.4.2.5 根據(jù)臨時固定方案，將移動平臺進(jìn)行臨時固定，確保平臺在卸貨時的穩(wěn)固。

3.4.2.6 利用液壓移動板車，將平臺上的空調(diào)箱拖卸至樓層內(nèi)（見圖6）。

圖4 拖拽進(jìn)樓面內(nèi)

圖5 將前端下放

圖6 利用液壓車拖卸

3.5 移動平臺吊裝的經(jīng)濟(jì)分析

使用上述移動平臺運輸空調(diào)箱只需配置6 名起重工及2 名安全監(jiān)督人員，在熟練掌握吊裝流程后平均每臺空調(diào)箱從卸車到吊裝至指定樓層內(nèi)的時間可控制在30 分鐘內(nèi)，44 臺空調(diào)箱完成運輸總共花費時間在2 周內(nèi)。與傳統(tǒng)的將設(shè)備拆散后由人工搬運方案比較不但節(jié)省了巨大的勞動力，同時也避免了對項目電梯垂直運輸造成巨大的壓力。移動平臺的制作與測試雖產(chǎn)生了一定的成本，但分?jǐn)傆?4 臺設(shè)備后單體的運輸成本并未造成很大的增加。且在上述方案成功后，移動平臺還用于項目VAV 設(shè)備的運輸，從而進(jìn)一步降低了分?jǐn)偝杀尽?/p>

4 結(jié)論

近年來隨著高層、超高層建筑的增多，高層建筑的設(shè)備吊裝也越來越廣泛。應(yīng)對不同的現(xiàn)場情況，需要選用和制定不同的吊裝方案。本文闡述的移動式平臺的吊裝運輸方案在特定情況下實現(xiàn)了安全、高效、經(jīng)濟(jì)的目的，希望對同類的工程情況具有一定的參考價值。