大型國際航站樓叉車樓板施工等效荷載的計算

王剛 龐程程 陳華 劉天穎

摘 要：杭州蕭山國際機場新建T4航站樓深基坑工程周邊環境十分復雜，該基坑為坑中坑，需要進行圍護設計。同時，周邊交通運輸條件受限，部分區域鋼筋混凝土支撐梁采用靜力切割后，叉車上結構板樓面進行支撐拆除。通過現場調查及查閱相關技術資料，本文研究了不同噸位叉車自重及載重時總重量分布在結構樓板上的荷載比例、前后軸叉車不同輪軸的接觸面積，計算出樓板承受的均布荷載大小，然后根據結構樓板配筋大小及樓板厚度，分析在該荷載作用下樓板承載力是否滿足要求，論證其對結構自身的性能安全是否有影響。

關鍵詞：叉車;樓面均布荷載;樓板配筋;結構承載力

中圖分類號：TU198文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）23-0110-04

Abstract： The surrounding environment of the deep foundation pit project of the new T4 terminal of Hangzhou Xiaoshan International Airport is very complicated， the foundation pit is a pit-in-the-pit and needs to be designed for enclosure. At the same time， the surrounding transportation conditions are restricted， after the reinforced concrete support beams in some areas are statically cut， the forklift goes up to the structural slab floor to remove the support. Through on-site investigation and access to relevant technical data， this paper studied the load ratio of the total weight distributed on the structural floor under the conditions of different tonnage of forklifts' own weight and load， and the contact area of the front and rear axles of the forklift， and calculated the uniformly distributed load that the floor slab beared， and then analyzed whether the bearing capacity of the floor slab met the requirements under the load based on the size of the structural floor reinforcement and the thickness of the floor slab， and demonstrated whether it had an impact on the performance and safety of the structure itself.

Keywords： forklift;uniformly distributed floor load;floor reinforcement;structural bearing capacity

隨著工程建設技術的不斷發展和城市現代化進程的不斷加快，城市建設用地壓力日益凸顯。為有效緩解城市建設用地壓力，建筑群深基坑工程不斷得以開發及應用，目前，深基坑施工技術已經基本成熟[1]。高層建筑及城市基礎設施（如地鐵、大型機場）建設使得深基坑工程施工和設計的難度越來越大，環境越來越復雜，施工領域對深基坑工程的研究和投入也不斷增加，這就為施工及設計人員提供了豐富的研究課題。深基坑工程呈現“大、深、雜”的特點，不再被視為臨時性的支護工程[2]。如何合理選擇基坑支護，在保證基坑開挖安全的同時降低基坑施工投入，值得施工技術人員及設計人員深入探索。

1 工程概況

杭州蕭山國際機場新建T4航站樓位于機場進出場兩條主干道之間，緊鄰在建地鐵車站、高鐵車站和交通中心，基坑之間相互影響，周邊環境十分復雜。航站樓基坑分為A1和A2兩個基坑，基坑總面積為7.9萬m2，其中，A1基坑面積為6.5萬m2，A2基坑面積為1.4萬m2。航站樓A1基坑東側落深區為在建交通中心區域四層地下室，開挖深度為17.65 m，基坑圍護設計采用鉆孔灌注樁排樁結合水泥土攪拌樁止水帷幕，東側采用兩級卸土放坡，基坑內設置一道鋼筋混凝土水平支撐，待B3層樓板施工完成、強度達到設計要求后，進行混凝土水平支撐拆除。受周圍環境限制，汽車吊僅能站在基坑東側平臺上，施工單位需要利用叉車上樓面進行支撐拆除。

2 施工計算

根據《建筑結構荷載規范》（GB 50009—2012），在結構樓板設計和計算中，將叉車在樓面行走時的施工荷載確定后，通過結構受力分析計算和截面配筋計算，滿足叉車行走時的結構受力需求。那么，叉車在樓板上行走時的荷載大小應該如何取值，結構設計樓面活荷載是否包括叉車產生的荷載呢？下面就叉車在樓面上行走時的荷載進行分析，其間，叉車在樓面行走過程中僅考慮產生的活荷載，同時考慮其搬運和裝卸物體時啟動和剎車的動力系數，考慮其在運輸過程中勻速運動，動力系數取1.1，一般其動力荷載只傳至樓板和梁。本工程混凝土支撐梁采用靜力切割拆除方式，切除完成后利用叉車上樓面進行外運，樓面上5 t叉車時需要進行受力分析和計算。

3 計算方法

通過查閱5 t叉車性能參數，得出其軸距、前輪距、后輪距、整車質量及最大起重量，按照《建筑結構荷載規范》（GB 50009—2012）中等效均布荷載的確定方法，計算出叉車處于運動狀態時的樓面均布荷載。如何將一輛叉車滿載時的荷載傳遞到4個輪子上，如何確定每個輪胎分到的荷載大小是計算的關鍵。城鎮道路單軸雙輪100 kN車輛行走荷載設計一般遵循以下標準：前橋荷載承受總重量的30%，后橋荷載承受總重量的70%。叉車的荷載主要作用于前橋，通過對現場實際情況調查以及力學模擬計算，前橋負荷按照總重量的78%、后橋負荷按照總重量的22%進行計算，這樣就可以算出每個輪胎所承受的重量，再通過現場實際測量輪胎與樓板面的接觸面積，即可進行計算。下面以5 t叉車為例進行計算。

3.1 5 t叉車參數

5 t叉車工作及行走狀態的最大自重為12.9 t，如圖1所示。叉車輪壓計算結果如表1所示。

樓板尺寸為12 m×4.5 m，板厚為160 mm，考慮到結構板受力最不利位置，叉車行走時，原單向板樓板板面配筋的下部筋由[Φ]12@150調整成[Φ]12@100，對樓板配筋進行加密，然后進行計算。最不利行走工況如圖2所示。

3.2 叉車行走時對樓板的沖切驗算

因為樓板厚度[h]=160 mm<800 mm，所以截面高度影響系數[βh]取1.0。[h0]為截面有效高度，取兩個方向配筋的截面有效高度平均值。[um]為計算截面的周長，取距離局部荷載或集中反力作用面積周邊[h0]/2處板垂直截面的最不利周長。經計算，[h0]和[um]的大小為：

3.5 叉車行走時的彎矩和剪力值計算

荷載包括樓板自重荷載和5 t叉車行走時輪胎對樓板的輪壓荷載。對于荷載組合，計算時，樓板自重取1.3倍的分項系數，5 t叉車行走對樓板產生的壓力荷載取1.5倍的分項系數。計算工況如圖3所示。5 t叉車行走狀態下[x]向最大彎矩值[Mxmax]=-41.8 kN·m，如圖4所示;5 t叉車行走狀態下[y]向最大彎矩值[Mymax]=-32.5 kN·m，如圖5所示;5 t叉車行走狀態下最大剪力值[Vmax]=92 kN，如圖6所示。

3.6 結果分析

通過以上對樓板受彎、受剪驗算可知，5 t叉車在單向樓板上行走，最大的彎矩為41.8 kN·m<54.1 kN·m，最大剪力為92 kN<159.2 kN，5 t叉車在樓板行走時受彎、受剪滿足要求。叉車在樓板上行走時的等效均布荷載，應全面考慮各種情況下局部荷載的布置形式，再確定最不利條件下的荷載取值，建立相應的計算模型。對于單向板和雙向板，采用有限元法進行分析和計算，最終確定取值。

4 結語

隨著城市現代化的不斷推進，城市基礎設施建設不斷加快，深基坑工程越來越復雜，如何在有限的空間內對基坑支護進行拆除，保證基坑施工安全，值得人們深入思考。本研究對叉車上結構板樓面進行分析和計算，為類似深基坑工程混凝土支撐拆除提供了寶貴的經驗，同時為樓面施工車輛行走提供了計算依據，具有十分廣闊的應用前景。

參考文獻：

[1]桑梓.大型汽車等效均布荷載取值研究[J].四川建材，2014（2）：53-54.

[2]李強，鄭祥堃.叉車在樓板上運輸的等效均布荷載的確定[J].橡塑技術與裝備，2010（6）：46-48.