關于地下室頂板履帶吊作業安全控制要點

何振宇 林友惠

(1.福州市長樂區建設工程質量監督站，福建 福州 350200; 2.福州市長樂區建筑工程文明安全監察站，福建 福州 350200)

1 工程概況

福州市某會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m2，作為“數字中國”“一帶一路”等國內外重要會議場所。地上結構為鋼框架+BRB 斜撐+正交平面桁架結構體系，為施工主會展區域桁架結構，需采用5臺180 t履帶吊進入地下室頂板上進行作業。針對履帶吊上地下室頂板時，所涉及的安全要點進行分析控制。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，地下室周圍回填土承載力不足，履帶吊失穩傾覆造成的安全問題，需對地下室邊線周圍進行道路加固。加固方式從底到面為回填土、500 mm厚毛石壓實、150 mm碎石找平。回填土嚴禁采用淤泥土，應采用細中砂。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。

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

3 荷載工況的安全控制要點

荷載工況的選擇，應保持與現場實際履帶吊行走路線一致，同時指定專門人員對履帶吊行走進行指揮，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的最不利工況，選取17 m×17 m(即雙向兩跨)作為計算區域，同時為使計算結果更為精確兩個方向各延伸出一跨。施工中的荷載包括履帶吊的輪壓荷載、結構自重、150 mm覆沙自重和路基箱自重。其中輪壓荷載應作為活載，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倍范圍內可按照路基箱的整個面積進行擴散。

履帶吊工作狀態的總重量為2 269.27 kN,其中吊重最大按500 kN考慮，所吊桁架為現場拼裝，現場應嚴格控制桁架的拼接重量與計算是否一致，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算工況，需對履帶吊的基本工況及輪壓荷載形式進行分析，包括以下4種工況：

1)正方吊裝;2)正方無重;3)側方吊裝;4)側方無重。

最不利荷載工況：正方吊裝考慮動力系數，單個履帶面壓力為104.44 kN/m2；側方吊裝考慮動力系數，單個履帶面壓力為90.11 kN/m2。

正方吊裝荷載施加位置見圖4。正方吊裝荷載施加大小見圖5。

4 梁板承載力安全控制要點

對于履帶吊在地下室頂板作業，一般情況設計樓板施工荷載很難滿足要求，梁板承載力計算時已考慮已經搭設好的縱橫的混凝土支撐架。為保證梁板承載力安全性，梁需對抗彎抗剪進行驗算，板需對正負彎矩進行驗算。

梁配筋應按照所有結構圖紙中所有梁的兩端和中間三個截面的配筋最小值進行配筋，以保證計算結果的保守性。通過計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，驗算比為0.84，滿足要求。梁的施工剪力值為889.14，抗剪設計值為1 022.15，驗算比為0.87，滿足要求。

板通過有限元計算得到板的內力，即板的x,y方向的彎矩，然后通過彎矩計算出需要的配筋量，用實際需要的配筋量與實配鋼筋的梁做比值，得到配筋比若小于1，則說明實配鋼筋的量大于需要的鋼筋數量(見圖6)。

內力圖獲取的板最大施工正彎矩78.6 kN·m，最大負彎矩為105.4 kN·m。正彎矩計算所配鋼筋總面積為839.74 mm2，設計配筋面積為854.784 mm2，驗算比為0.98，滿足要求。負彎矩計算所配鋼筋總面積為1 126.07 mm2，設計配筋面積為1 161.17 mm2，驗算比為0.97，滿足要求。

5 支架穩定性安全控制要點

為控制施工成本，對于履帶吊上地下室頂板作業時，可利用原地下室頂板的混凝土支撐架。應對原支撐架在履帶吊作業荷載工況下進行穩定性驗算，驗算滿足要求方可采用，不滿足要求需重新搭設支撐架。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域，因此不必考慮風荷載。軸向力只有對樓板的支撐力，從計算模型中提取出最大的支撐力為7.16 t。計算長度可取步距1 200 mm，回轉半徑15.8 mm，長細比計算為76，查附錄E，得到對應的穩定系數為0.744，由此可得，71 600÷(0.744×489)=196.8 MPa

6 其余安全注意事項

1)履帶吊側方吊裝時應保證輪壓重一側(吊臂側)壓在混凝土梁上，履帶吊行進和吊裝嚴禁一側履帶位于板中間和兩個輪相對于梁對稱的不利情況。

2)吊裝半徑需控制在設計范圍內，吊重不能超過設計要求的50 t。

3)最不利的正方吊裝站位需要根據正方吊裝站位圖控制站位的準確度。

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

7 結語

福州某會展中心施工過程中履帶吊上地下室頂板作業，作為項目最大的一個安全隱患。對可能導致安全問題的各項內容都進行了嚴格的控制，保證了安全施工，為類似施工作業安全提供了借鑒作用。