支腿自翻式貨梯井道操作平臺(tái)在多層鋼結(jié)構(gòu)庫(kù)房施工中的應(yīng)用

任玉入

(中鐵十六局集團(tuán)城市建設(shè)發(fā)展有限公司，北京 100020)

0 引 言

多層鋼結(jié)構(gòu)建筑中的貨梯井道施工普遍存在施工難度大、危險(xiǎn)系數(shù)高、施工質(zhì)量不能達(dá)到預(yù)定要求等現(xiàn)象[1-2]，對(duì)于使用落地式腳手架、懸挑工字鋼架體搭設(shè)操作平臺(tái)，存在安全隱患，以及材料使用量大、操作不便、效率低下等缺點(diǎn)，就此出現(xiàn)了各種定型化工具式貨梯井道安全防護(hù)操作平臺(tái)，如支架式電梯井操作平臺(tái)、支腿自翻轉(zhuǎn)式電梯井操作平臺(tái)、挑耳式電梯井操作平臺(tái)、電梯井自爬升操作平臺(tái)，一定程度上提高了施工效率、安全系數(shù)[3-4]。

在上述多種定型式工具化貨梯井道安全防護(hù)操作平臺(tái)中，支腿自翻轉(zhuǎn)式電梯井操作平臺(tái)相比其他操作平臺(tái)適用于鋼結(jié)構(gòu)倉(cāng)儲(chǔ)項(xiàng)目貨梯井道的施工[5]。本文通過(guò)具體項(xiàng)目實(shí)際操作平臺(tái)的優(yōu)化設(shè)計(jì)制作應(yīng)用，提高了項(xiàng)目效益。

1 工程概況

本文依托的案例為某保稅區(qū)鋼結(jié)構(gòu)倉(cāng)儲(chǔ)項(xiàng)目，位于唐山市曹妃甸海關(guān)園區(qū)內(nèi)。本項(xiàng)目建設(shè)10棟3層鋼結(jié)構(gòu)倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房，每棟倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房建筑面積15 000 m2，結(jié)構(gòu)高度25.7 m，首層標(biāo)高9.5 m，二層標(biāo)高15.6 m，三層標(biāo)高22.7 m，屋面層標(biāo)高25.7 m。單體庫(kù)房?jī)?nèi)設(shè)置有3 t貨梯2臺(tái)，5 t貨梯1臺(tái)。貨梯井道框架局部構(gòu)造采用H型鋼結(jié)構(gòu)梁柱，框架鋼梁2根GL1：H1 200×550×16×25，構(gòu)造鋼柱4根GZ1:H800×350×16×20，連梁2根LL1：H600×250×14×18。貨梯井道內(nèi)填充砌體墻、構(gòu)造柱較多，構(gòu)造圈梁布置較一般的墻體砌筑間距(1.2～1.5 m)小，且貨梯3臺(tái)并排設(shè)計(jì)，貨梯與貨梯之間內(nèi)隔墻需要砌筑，致使貨梯井道砌筑施工操作面狹窄、墻體砌筑步數(shù)、圈梁澆筑層數(shù)較多。針對(duì)以上實(shí)際工程情況，現(xiàn)以3 t貨梯井道墻體砌筑施工為例，進(jìn)行支腿自翻式操作優(yōu)化平臺(tái)設(shè)計(jì)。具體貨梯井道尺寸如圖1所示。

圖1 3 t貨梯井道尺寸圖

2 操作平臺(tái)優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用

2.1 操作平臺(tái)優(yōu)化設(shè)計(jì)

支腿自翻式貨梯井道操作平臺(tái)采用鋼板及槽鋼加工定制而成，在兩側(cè)設(shè)置帶有鋼制滑輪的可自動(dòng)翻轉(zhuǎn)支腿，利用電動(dòng)葫蘆提升吊動(dòng)，四角處支腿在抵達(dá)鋼柱加肋板牛腿以及鋼梁翼緣板時(shí)自動(dòng)收縮，待越至牛腿及鋼梁翼緣板上利用拉簧自動(dòng)伸開(kāi)，支撐在牛腿板及鋼梁翼緣板上，中間處支腿隨著每次提升高度支撐在構(gòu)造混凝土梁柱的預(yù)留槽中[6]。在操作平臺(tái)每邊的邊緣處設(shè)置可拆卸式定型簡(jiǎn)易防護(hù)欄桿，橫桿與豎桿通過(guò)螺栓螺母進(jìn)行連接，在平臺(tái)的底部預(yù)留螺栓孔，利用螺栓螺母將豎桿與平臺(tái)進(jìn)行連接，欄桿高度設(shè)置為1 200 mm，每隔600 mm設(shè)置一道橫桿[7]。為防止自翻式操作平臺(tái)在上升過(guò)程中左右晃動(dòng)，四角處支腿行走線要直接坐落于鋼柱翼緣板內(nèi)部。此設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了操作平臺(tái)提升就位時(shí)的自動(dòng)化，避免了人工操作安裝，降低了危險(xiǎn)系數(shù)，提高了貨梯井道施工的工作效率。

本工程3 t貨梯井道凈空尺寸為3 450 mm×2 850 mm，為保證操作平臺(tái)可在貨體井道內(nèi)自由上升，支腿自翻式操作平臺(tái)每邊與電梯井道鋼梁翼緣板邊或墻體應(yīng)距離75 mm，因此支腿自翻式操作平臺(tái)的外邊尺寸為3 300 mm×2 700 mm。操作平臺(tái)平面圖、立面圖如圖2、圖3所示。

圖2 操作平臺(tái)平面圖

圖3 操作平臺(tái)立面圖

2.2 操作平臺(tái)制作

整個(gè)支腿自翻式貨梯井道操作平臺(tái)由槽鋼、鋼板、矩形鋼等鋼質(zhì)材料焊接而成。包括操作平臺(tái)梁(主梁、次梁)、操作平臺(tái)板(鋼板)、操作平臺(tái)自翻式支腿(矩形鋼)、吊環(huán)(采用冷彎成型，嚴(yán)禁熱彎)、支腿銷(xiāo)軸等構(gòu)件。平臺(tái)材料需求詳見(jiàn)表1。

表1 平臺(tái)材料需求表

2.2.1 操作平臺(tái)的制作流程

操作平臺(tái)的制作流程依次為：主梁與次梁焊接→主梁與支腿限位器焊接→次梁與面板焊接→支腿安裝→支腿限位加勁板與主梁焊接→主梁與吊環(huán)焊接→除銹刷漆。

2.2.2 操作平臺(tái)的制作要點(diǎn)

(1)操作平臺(tái)主梁和次梁之間的焊接采用雙面滿(mǎn)焊，并采用三角形加勁板進(jìn)行加強(qiáng)焊接。焊縫采用直角角焊縫，焊縫高度為4 mm。

(2)自翻式支腿限位槽鋼與主梁焊接，采用焊縫高度不小于6 mm的直角角焊縫，且雙面焊接，并采用厚度為12 mm的三角形鋼板連接主梁和支腿限位槽鋼，焊縫高度不小于6 mm的雙面滿(mǎn)焊直角角焊縫，以加強(qiáng)支腿限位槽鋼和主梁的焊接強(qiáng)度。

(3)次梁(8#槽鋼)與操作平臺(tái)6 mm花紋鋼板焊接，可每隔0.5 m設(shè)置一道焊縫，焊縫長(zhǎng)度為50 mm，采用焊縫高度不小于4 mm的雙面直角角焊縫焊接。

(4)操作平臺(tái)面板支腿活動(dòng)預(yù)留洞應(yīng)做成帶鉸鏈活動(dòng)式孔洞蓋板，以便于在操作平臺(tái)上升起吊過(guò)程中蓋板的打開(kāi)。在操作平臺(tái)使用過(guò)程中，蓋板應(yīng)能保證全封閉支腿活動(dòng)孔洞(每邊大于20 mm)，以防止異物掉落支腿處，卡住銷(xiāo)軸。

(5)支腿銷(xiāo)軸采用直徑為36 mm的高強(qiáng)度螺栓，在操作平臺(tái)主梁(16#槽鋼)以及支腿(矩形鋼)留置直徑為40 mm的螺栓孔。高強(qiáng)度螺栓雙頭均采用雙螺母及墊片緊固，且螺栓應(yīng)保證每頭均有5環(huán)絲扣外漏。支腿安裝完畢后，用鋼制拉簧將支腿尾部連接點(diǎn)與支腿限位16#槽鋼拉緊[8]。為避免井道垂直度誤差影響，以及起吊上升過(guò)程中造成歪斜擠壓使操作平臺(tái)無(wú)法提升，需在矩形鋼支腿前段安置鋼制導(dǎo)輪，導(dǎo)輪前段上部加工成下坡形，以確保支腿與鋼梁翼緣板接觸時(shí)減少直接摩擦阻力。支腿越過(guò)鋼梁翼緣板后呈全伸開(kāi)狀態(tài)，要確保支腿最前端與鋼梁、鋼柱腹板間距不小于5 mm。

(6)依據(jù)操作平臺(tái)設(shè)計(jì)，均勻分布設(shè)置四處吊環(huán)，吊環(huán)采用直徑20 mm圓鋼冷煨彎制成，煨彎曲內(nèi)半徑為75 mm，直線部分穿越操作平臺(tái)6 mm花紋鋼板后與主梁16#槽鋼采用雙面滿(mǎn)焊焊接，且焊接長(zhǎng)度不少12 cm。焊接全部完畢后，進(jìn)行除銹防腐。

(7)可拆卸式定型簡(jiǎn)易防護(hù)欄桿，橫桿與立桿采用鋼管扣件進(jìn)行連接，在操作平臺(tái)處預(yù)留螺栓孔，利用螺栓螺母將立桿與操作平臺(tái)進(jìn)行連接緊固。

(8)4臺(tái)1.0 t電葫蘆設(shè)置在廠房屋面的鋼梁上，保證設(shè)置位置的垂直投影點(diǎn)在操作平臺(tái)的吊耳處，保證電葫蘆吊鉤與平臺(tái)吊耳連接后鋼絲繩保持垂直狀態(tài)。

2.3 操作平臺(tái)使用要點(diǎn)

(1)自翻式貨梯井道操作平臺(tái)制作加工完畢后，要依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格并報(bào)備報(bào)審?fù)ㄟ^(guò)后才能投入安裝使用。

(2)將自翻式貨梯井道操作平臺(tái)搬運(yùn)至鋼結(jié)構(gòu)貨梯井道底層時(shí)，應(yīng)預(yù)先收縮四角處支腿，能保證操作平臺(tái)順利就位后再全行程打開(kāi)支腿，中間處支腿應(yīng)保證在貨梯井道首次混凝土構(gòu)造柱圈梁澆筑時(shí)預(yù)留好預(yù)留洞，預(yù)留洞位置高度要準(zhǔn)確，以保證中間支腿順利伸開(kāi)。

(3)依據(jù)貨梯井道墻體砌筑圈梁布置要求，在貨梯井道框架鋼柱制作時(shí)提前預(yù)制好牛腿支座并加勁板處理，確保操作平臺(tái)坐落著力點(diǎn)牢固可靠。

(4)電葫蘆安裝在廠房屋面的鋼梁處，電葫蘆安裝的位置垂直投影應(yīng)正好落在操作平臺(tái)的四個(gè)邊角區(qū)域，同時(shí)在平臺(tái)的對(duì)應(yīng)的邊角區(qū)域設(shè)置圓鋼吊耳環(huán)，將電葫蘆鋼絲上的吊鉤與平臺(tái)上的吊耳進(jìn)行連接，在本層施工完畢后同時(shí)啟動(dòng)4個(gè)電葫蘆提升平臺(tái)至下一施工層；考慮到施工材料的運(yùn)輸，在其平臺(tái)的中心處設(shè)置可開(kāi)啟式蓋板，通過(guò)電葫蘆將材料提升至操作平臺(tái)。

(5)操作平臺(tái)安裝起吊前，要將貨梯井道范圍內(nèi)清理干凈，確保操作平臺(tái)上無(wú)雜物，各樓承板井道孔洞臨邊防護(hù)采用封閉式硬質(zhì)護(hù)欄，并懸掛安全標(biāo)示牌；電葫蘆提升時(shí)，檢查各吊點(diǎn)的鋼絲繩長(zhǎng)度是否一致，各電葫蘆提升速度是否保持一致，確保各吊點(diǎn)受力均勻一致，平臺(tái)平穩(wěn)可靠上升。

(6)司索工、信號(hào)工、吊車(chē)司機(jī)應(yīng)緊密配合，操作平臺(tái)調(diào)運(yùn)時(shí)應(yīng)先進(jìn)行試吊，試吊合格確保無(wú)障礙后方能正式起吊，操作平臺(tái)第一步安裝位置，起吊應(yīng)使操作平臺(tái)6處支腿全部提升至坐落點(diǎn)以上，一般操作平臺(tái)面板高出安裝面40 cm，檢查各支腿全部就位后再將操作平臺(tái)回落至各安裝標(biāo)高，平臺(tái)落定后在支腿四周與鋼柱腹板、翼緣板之間打好木契進(jìn)行加固，確保操作平臺(tái)穩(wěn)固牢靠。安裝就位加固后，應(yīng)及時(shí)將支腿及操作平臺(tái)支腿活動(dòng)洞口覆蓋，避免因混凝土澆筑等原因造成污染、損壞影響使用。

3 效果分析

經(jīng)過(guò)實(shí)際項(xiàng)目的貨梯井道操作平臺(tái)的優(yōu)化設(shè)計(jì)制作應(yīng)用，從以下三方面得到了提升。

(1)在安全上，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)支腿自翻式貨梯井操作平臺(tái)在多層鋼結(jié)構(gòu)庫(kù)房的應(yīng)用，從隱患源頭有效地預(yù)防了物體打擊、高處墜落事故的發(fā)生，保證了上下交叉作業(yè)的安全施工。該操作平臺(tái)在本項(xiàng)目使用過(guò)程中，未發(fā)生任何安全事故。

(2)在施工質(zhì)量與施工效率上，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的支腿自翻式貨梯井道操作平臺(tái)，相比傳統(tǒng)工藝的腳手架搭設(shè)，操作更加快捷方便，電葫蘆的設(shè)置大大減少了材料運(yùn)輸時(shí)間，平臺(tái)的作業(yè)環(huán)境與提升更加穩(wěn)定可靠，保證了施工質(zhì)量，避免了二次施工等返工現(xiàn)象，提高了施工效率，節(jié)約了工期。

(3)在成本上，相比傳統(tǒng)工藝的施工方法，本方法避免了鋼管扣件、起重設(shè)備等的使用，減少了周轉(zhuǎn)材料、機(jī)械租賃的費(fèi)用，避免了周轉(zhuǎn)材料丟失的損失。尤其是對(duì)于單體較多的群樓多層鋼結(jié)構(gòu)庫(kù)房工程中貨梯井道圍護(hù)結(jié)構(gòu)砌筑施工，可在相當(dāng)程度上節(jié)約成本費(fèi)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文展開(kāi)了工程貨梯井道支腿自翻式操作平臺(tái)的具體實(shí)踐設(shè)計(jì)應(yīng)用研究，在鋼結(jié)構(gòu)廠房單體工程的施工過(guò)程中要著重分析研究難點(diǎn)、重點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)分析群體鋼結(jié)構(gòu)庫(kù)房的施工工藝，優(yōu)化設(shè)計(jì)施工方法，所提出的方案對(duì)于類(lèi)似工程進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率、安全系數(shù)及降低生產(chǎn)成本具有一定的借鑒意義。