一種可變向斜爬的液壓自爬式卸料平臺

羅 瑞 翟英帥 劉龍龍 彭偉豪 譚 帥

中國建筑第二工程局有限公司華南分公司 廣東 深圳 518048

1 工程概況

平潭海洋國際會展中心五星級酒店項目位于福建省福州市平潭綜合實驗區，酒店塔樓地上25層，地下1層，結構高度99.90 m，建筑高度113.33 m，標準層層高3.65 m。酒店塔樓立面呈橄欖球形，即建筑物中部鼓起，上下兩端逐漸內收，其中12、13、14層為結構板外凸最大樓層。

塔樓采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構，主體結構采用木模板與盤扣式腳手架支撐體系，塔樓設有1臺外附著式塔吊。由于周轉材料數量多，且工期緊張，項目需在酒店塔樓東南、西南、東北、西北4個方向上安裝4個卸料平臺，以實現結構施工用周轉材料的快速轉運（圖1）。

圖1 卸料平臺平面布置

若采用傳統的工字鋼懸挑卸料平臺，卸料平臺需在塔吊的配合下拆除和安裝，安拆時間長，大量占用塔吊作業時間，影響現場其他材料運輸，因此項目部決定采用自爬式卸料平臺[1-5]。

2 自爬式卸料平臺選型

考慮到平潭島年平均風速6.9 m/s，全年7級以上大風日數為125 d，屬于多陣風地區，因此項目所選卸料平臺需具備較高的抗風性能。

酒店塔樓中部鼓起，上下兩端逐漸內收，其中12、13、14層為結構板外凸最大樓層，從6層至12層結構梁板逐漸向外擴大，累計外擴約1 022 mm；從14層至25層結構梁板逐漸向內收縮，累計內收約5 586 mm。若選用自爬式卸料平臺，則要求其具備穩定的斜向爬升能力。

由于以電動葫蘆為動力系統的自爬式卸料平臺，其爬升時穩定性較差，且不能適應本項目斜向爬升要求，綜合考慮后，項目選用液壓自爬式卸料平臺。液壓自爬式卸料平臺在使用過程中，通過支承靴來支撐導軌和卸料平臺，在爬升時通過液壓油管爬升靴頂升卸料平臺，風速不高于70 km/h時均可進行爬升作業，爬升時穩定性好，爬升過程只需3名工人操作。

3 液壓自爬式卸料平臺簡介

液壓自爬式卸料平臺包括液壓動力系統、懸挑型卸料平臺、支承靴3個部分。懸挑型卸料平臺包括3條豎向導軌、料臺、4根鋼拉索、2片鋼桁架斜撐。卸料平臺外形尺寸為5 700 mm×2 200 mm×1 500 mm，采用鋼圍檁制成，料臺自重3.27 t，料臺的最大允許載重量為1.5 t，料臺的導軌長12 m。每個卸料平臺用4根鋼拉索斜拉一端支撐于導軌上，另一端分別拉接在平臺端部與中部位置，起到防止料臺下墜承重的作用。卸料平臺下部設置2片鋼桁架斜支撐，一端連接在料臺平臺底面，另一端固定在下部導軌上起到防墜防傾、提高料臺使用時穩定性的作用（圖2）。

圖2 卸料平臺側立面示意

豎向導軌覆蓋3個樓層，采用3層附著方式，通過支承靴固定于結構外側。2條豎向導軌與料臺導軌連接件、鋼拉索導軌連接件、圍板導軌連接件、支撐導軌連接件連接。導軌凸輪縫隙與支承靴爬升靴的承重舌咬合。豎向導軌是平臺主體構造的重要部件，是平臺爬升的荷載載體，并且保證了爬升時的方向和料臺的穩定。

4 卸料平臺支承靴與爬升靴

本工程塔樓外圍無剪力墻結構，因此液壓自爬式卸料平臺的附著方式為樓板支承式，即卸料平臺通過樓板支承靴與建筑物錨固。卸料平臺采用三點附著的方式，鋼導軌與3層樓板連接，卸料平臺在3層結構樓板上均勻受力，有6個間距為2.14 m的錨固點。支承靴通過專用對拉桿鎖在樓板上，對拉桿擰緊力距達40～65 N·m。支承靴定位鎖部分鎖住鋼圍檁，起到防止卸料平臺傾覆和導向的作用。

卸料平臺通過安裝在卸料平臺樓層的一對液壓油缸同步推動2個爬升靴，爬升靴推動卸料平臺主體沿導軌方向向上運動。爬升靴錨固在導軌上，與導軌相對靜止，使液壓油缸可提供動力推動導軌向上。爬升靴上的承重舌處于關閉狀態，而支承靴上的承重舌被導軌凸輪帶動開啟，允許導軌向上運動。

在液壓油缸收縮時爬升靴向下運動，爬升靴上承重舌被導軌凸輪開啟，而支承靴上的承重舌與導軌凸輪咬合，阻止導軌隨爬升靴一同下降，直至爬升靴回到初始位置。重復該動作直至平臺爬升到更高樓層樓板面。卸料平臺在日常使用過程中，爬升靴和支承靴上的承重舌均處于關閉狀態，防止卸料平臺墜落。

支承靴可調節外伸長度，外伸長度根據現場實際情況調節，使3層定位鎖處于同一平面并且鋼圍檁迎合外立面的弧度，使鋼圍檁與外立面相切。當卸料平臺處于13層以下時，導軌為外傾狀態；當導軌附著于12、13、14層時，導軌呈豎向垂直；當卸料平臺處于14層以上時，導軌為內傾狀態。比如，當鋼導軌附著在9、10、11層時，支承靴的外伸長度分別為200、335、200 mm，卸料平臺外傾1°。本項目卸料平臺最大傾角為5°，此時導軌位于23、24、25層，平臺向內傾斜。

爬升前使用大號扳手進行支承靴外伸長度的調整，以便于爬升后的卸料平臺貼合塔樓的外立面。例如卸料平臺10層向11層爬升時，B、C點位置支承靴分別向外伸50.5、101 mm，兩處位置外伸作業同時進行。調整結束后安裝A點所在樓層上一層的樓板支承靴并鎖住導軌，完成爬升前的樓板支承靴的調整作業。每次爬升時均調節B、C處支承靴使料臺逐漸由外傾變為與地面垂直最后變為內傾（圖3、圖4）。

圖3 斜向爬升示意

圖4 樓板支承靴示意

在爬升過程中定位鎖起到導向并防止料臺傾覆的作用，鋼拉索和料臺導軌連接件共同承載卸料平臺的自重，斜支撐和料臺導軌連接件共同起到承載料臺自重及保證料臺穩定的作用。

5 自爬式卸料平臺安全性驗算

5.1 計算荷載及參數取值

除導軌、爬升靴鋼材為Q345外，其余均為Q235。平臺底板自重取1.63 kN/m2，圍欄板自重取19.2 kN/m2，材料堆放最大荷載按2.4 t驗算，施工均布荷載取2 kN/m2，基本風壓取0.4 kN/m2，風荷載體型系數取0.8。

5.2 計算模式

利用3D3S軟件對卸料平臺受力情況進行三維計算分析，將平臺拆解為82個單元，對軸力最大的前10個單元、強度應力比最大的前10個單元進行穩定性驗算。

5.3 主要計算結果

經驗算，82個單元中，強度應力比在0.44～0.55范圍內的有2個，0.11～0.22范圍內的有2個，0～0.11范圍內的有78個，所有單元強度及穩定性驗算均滿足要求。

6 自爬式卸料平臺安拆技術

6.1 自爬式卸料平臺安裝方法

卸料平臺安拆作業流程如下：

1）預埋：在距樓板邊緣783 mm處預埋爬錐/PVC線管。

2）拼裝：卸料平臺材料周轉平臺除圍板及護欄在吊裝完成后進行外，其他部件包含鋼導軌、鋼拉索和斜支撐均在地面進行拼裝。

3）吊裝：在爬升靴安裝完成、卸料平臺拼裝完成后進行吊裝，完成卸料平臺的安裝。

4）爬升：卸料平臺使用結束后進行爬升到下一樓層的操作。

5）在卸料平臺施工結束后進行拆卸作業。

除圍板及護欄外，整個卸料平臺均在地面拼裝完成，并由塔吊吊運至初始安裝樓層，與提前安裝在樓板上的支承靴固定，鎖住導軌。3層樓板支承靴鎖住導軌后拆除吊具，在3層樓板支承靴未全部鎖住導軌前嚴禁拆除吊具，最后安裝動力系統。

卸料平臺拼裝時，斜拉桿與水平鋼梁的夾角控制在45°～60°。卸料平臺固定時，應盡量減少支承靴外伸長度，以保證卸料平臺貼合塔樓立面。

6.2 自爬式卸料平臺爬升注意事項

1）卸料平臺爬升前，清理堆載在卸料平臺上的所有吊運、周轉材料。

2）檢查卸料平臺樓板支承靴對拉螺栓及膨脹螺栓錨固是否牢固，卸料平臺有無向內外傾斜、扭轉、局部下沉或特殊部位有無較大變形現象，確保樓板支承靴承重舌在正確位置。

3）拆除建筑物與卸料平臺間的連接件或干涉件，確保爬升通道暢通，打開料臺及負1層的翻板。

4）檢查液壓系統確保其無漏油，并且系統正常。在爬升前確保平臺內無人員，并且最大風速不得超過70 km/h。

5）平臺爬升時，應注意爬升過程的每次矯正，禁止爬升幾次再矯正。在控制油缸上下運動時注意觀察承重舌是否到位，定位鎖是否鎖好導軌。

6）在爬升結束后將最下層樓板支承靴拆除，安裝在最上層樓板上，并鎖住導軌。關閉料臺及負1層翻板，檢查各錨固點是否牢固。拆除油缸、爬升靴，上移一層安裝好，安裝固定必要連接件，為下次爬升做好準備。

6.3 卸料平臺拆除方法

在卸料平臺退出使用后，開始拆除卸料平臺，首先檢查爬升靴和錨固點是否牢固，拆除電源及液壓系統，安裝好卸料平臺吊裝具，并使其處于起吊的狀態，隨后拆除上護欄、鋼拉索及負1層護欄，護欄拆除后從下至上拆除固定錨點定位鎖，松開導軌，完成后吊下卸料平臺主體，在主體落地時處于安裝起吊前的狀態，然后拆除斜支撐和導軌上節，清理打包液壓部件及各小部件并吊裝落地。清理各小部件，按材料清單清點數量，無誤后整理打包，裝車運走。

7 結語

本項目使用組裝液壓自爬式卸料平臺施工技術，在6層開始安裝卸料平臺，并可以升高至94.4 m，在提升過程料臺自主爬升，極大地節約了塔吊的使用時間，減少了人工的使用，提高了施工安全，達到了縮減工期、節約成本的目的。

經過本項目實踐，證明了可變向斜爬的液壓自爬式卸料平臺在高層施工中的可行性，為今后類似工程施工提供了借鑒。