地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車的設(shè)計(jì)與應(yīng)用分析

余新樂，江世堂，程卓，李媛，王許飛，王嘉豪 （武漢建工集團(tuán)股份有限公司，湖北 武漢 430056）

0 引言

木模因可塑性強(qiáng)和可周轉(zhuǎn)使用，多用于地下室鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工。但在地下室拆模階段，模板、木方、鋼管等材料清理是一個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的環(huán)節(jié)，地下室材料的清理通常要先運(yùn)到固定的出料口，無法采用塔吊直接垂直運(yùn)輸。通常要經(jīng)過人工搬運(yùn)或叉車轉(zhuǎn)運(yùn)到固定的出料口。運(yùn)輸距離較短時(shí)，采用人工搬運(yùn)，運(yùn)輸效率較低；運(yùn)輸距離較長時(shí)，一般采用叉車轉(zhuǎn)運(yùn)，使用成本較高。

近年來，針對(duì)如何有效提高建筑材料運(yùn)輸效率和降低建筑材料運(yùn)輸成本開展了較多研究。

韓坤[1]為了解決水泥空心條板材料運(yùn)輸過程的困難和提高運(yùn)輸效率，研發(fā)了一種空心條板材料快速運(yùn)輸工具。師偉剛[2]為了方便運(yùn)輸橋梁施工材料和減輕運(yùn)輸過程的影響，提出采用船舶運(yùn)輸+塔吊+梁頂固定式旋轉(zhuǎn)吊機(jī)方式運(yùn)送施工材料。劉漢朝等[3]為了解決北京大興國際機(jī)場(chǎng)航站樓核心區(qū)工程結(jié)構(gòu)施工期間材料運(yùn)輸?shù)碾y題，提出在結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置2 座臨時(shí)通長鋼棧道，運(yùn)用軌道式材料運(yùn)輸車進(jìn)行運(yùn)輸。董紫陽等[4]為了提高工人轉(zhuǎn)運(yùn)加氣塊的效率，介紹了一種可轉(zhuǎn)運(yùn)加氣塊材料的手推車。

目前，多領(lǐng)域施工材料轉(zhuǎn)運(yùn)均有一定研究，但是，地下室拆模階段的模板、木方和鋼管轉(zhuǎn)運(yùn)研究較少。為此，筆者所在單位開展了地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車設(shè)計(jì)研究。該轉(zhuǎn)運(yùn)小車在熱電廠宿舍片地塊一標(biāo)段項(xiàng)目成功應(yīng)用，有效解決了地下室拆模階段模板、木方和鋼管材料轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力難題。

1 地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車的使用功能和技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 使用功能要求

現(xiàn)有地下室鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)至出料口主要采用“人工+叉車”的方式。距離出料口距離較短時(shí)，通常人工直接轉(zhuǎn)運(yùn)拆模階段的材料并歸堆；距離傳料口距離較長時(shí)，先人工進(jìn)行歸堆打包，后使用叉車完成拆模階段材料的轉(zhuǎn)運(yùn)，如圖1～2 所示。現(xiàn)有“人工+叉車”方式轉(zhuǎn)運(yùn)地下室拆模階段的材料至出料口，短距離轉(zhuǎn)運(yùn)人工投入大，長距離人工歸堆打包繁瑣和叉車使用成本高。因此，地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車的使用功能要求和功能特點(diǎn)如下。①短距離運(yùn)輸，可邊裝載邊運(yùn)輸，比單純的人工搬運(yùn)效率高，且可在轉(zhuǎn)運(yùn)小車上直接完成材料打包。②長距離運(yùn)輸，采用叉車轉(zhuǎn)運(yùn)材料的同時(shí)，叉車掛鉤可拉上裝載有材料的轉(zhuǎn)運(yùn)小車，降低叉車轉(zhuǎn)運(yùn)的成本，且在轉(zhuǎn)運(yùn)小車上可直接完成材料打包。

圖1 人工歸堆打包地下室拆模階段的材料

圖2 叉車轉(zhuǎn)運(yùn)地下室拆模階段的材料

1.2 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車的使用功能要求和功能特點(diǎn)，該轉(zhuǎn)運(yùn)小車通過萬向輪的輪胎氣壓大小可調(diào)整前腳輪的摩擦力，通過萬向輪剎車踏板可對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)小車進(jìn)行制動(dòng)。距離出料口較短時(shí)，轉(zhuǎn)運(yùn)小車可邊裝載材料邊運(yùn)輸；距離出料口較長時(shí)，轉(zhuǎn)運(yùn)小車可完成裝載后直接掛在叉車后面，隨叉車一同把材料運(yùn)至出料口。材料打包方面，可直接在托料桿與長水平桿之間穿過鋼絲繩進(jìn)行材料固定，有助于減少地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)的人工投入、減少材料打包的工作量和降低叉車使用成本。地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車裝載和卸載流程如圖3所示。

圖3 地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車裝載和卸載流程

為了降低地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車制造成本，該轉(zhuǎn)運(yùn)小車的豎向桿、長水平桿、斜撐桿、寬水平桿、托料桿、加強(qiáng)鋼板和掛鉤鋼板均采用建筑工地的廢鋼料加工制作。萬向輪為成品，前車軸和前腳輪為連接好的成品，后車軸和后腳輪為連接好的成品，其他部分材質(zhì)簡單，現(xiàn)場(chǎng)采用焊接即可完成轉(zhuǎn)運(yùn)小車的組裝。為了提高轉(zhuǎn)運(yùn)小車的承載能力，長水平桿、斜撐桿和豎向桿下部構(gòu)成三角形，加強(qiáng)鋼板與長水平桿和豎向桿上部滿焊。因此，在結(jié)構(gòu)上可分為架體和滾輪兩部分。地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車設(shè)計(jì)方案如圖4所示。

圖4 地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車設(shè)計(jì)方案圖

1.3 確定技術(shù)參數(shù)

地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車的長度和寬度尺寸應(yīng)滿足模板、木方、鋼管等材料裝載和打包要求，高度應(yīng)方便作業(yè)人員轉(zhuǎn)運(yùn)為宜。確定地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車的主要技術(shù)參數(shù)如下。

①在材料裝載的便利性設(shè)計(jì)上，四個(gè)大滾輪直徑為40cm。

②在材料打包和卸載的靈活性設(shè)計(jì)上，架體內(nèi)空尺寸為1.1m×1.5m，滿足常規(guī)的模板（長× 寬為1830mm×913mm）、木方(2m、2.5m 和3m）和方管的打包轉(zhuǎn)運(yùn)，長水平桿8 的最高點(diǎn)距離托料桿7 的最低點(diǎn)為25cm，便于叉車上料和塔吊卸料。

③在材料防掉落設(shè)計(jì)上，在前后兩組豎向桿9上端分別焊接托料桿7，托料桿7 兩端向上彎折90°，形成彎折部，彎折部用于防止托料桿7 上放置的物料掉落。

④在材料裝載過程便于轉(zhuǎn)彎和防止溜車設(shè)計(jì)上，在前車軸3 中間底部焊接萬向輪4，萬向輪帶有萬向輪輪胎充氣嘴401 和萬向輪剎車踏板402，萬向輪4輪胎胎壓充足的底部標(biāo)高在空載時(shí)低于前腳輪4cm，通過調(diào)整萬向輪輪胎胎壓，可降低轉(zhuǎn)運(yùn)小車運(yùn)輸過程的前腳輪摩擦力，便于轉(zhuǎn)彎。萬向輪剎車踏板可對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)小車進(jìn)行制動(dòng)，防止轉(zhuǎn)運(yùn)小車溜車。

⑤在提高叉車轉(zhuǎn)運(yùn)效率設(shè)計(jì)上，寬水平桿11 和前車軸3 中間焊接兩個(gè)掛鉤鋼板2，可直接掛在叉車尾部。

1.4 主要材料選用

萬向輪使用可調(diào)整胎壓的輪胎，使轉(zhuǎn)運(yùn)小車運(yùn)輸過程的前腳輪摩擦力可調(diào)，便于轉(zhuǎn)彎。萬向輪剎車踏板可對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)小車進(jìn)行制動(dòng)，防止轉(zhuǎn)運(yùn)小車溜車。架體以建筑工地的廢鋼料加工制作為主。

2 可靠性分析

為了加強(qiáng)轉(zhuǎn)運(yùn)小車的承載能力，長水平桿、斜撐桿和豎向桿下部設(shè)置成三角形，加強(qiáng)鋼板與長水平桿和豎向桿上部滿焊。為了確保轉(zhuǎn)運(yùn)小車的裝載和運(yùn)輸適用于地下室拆模階段的模板、木方和鋼管轉(zhuǎn)運(yùn)，架體內(nèi)空尺寸確定前已充分考慮。因此，地下室拆模階段的材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車承載能力較強(qiáng)，適用范圍較廣，能很好地滿足地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)的需要。

3 效益分析

引入地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車與施工現(xiàn)場(chǎng)主要采用“人工+叉車”的材料轉(zhuǎn)運(yùn)方式相比，具有較突出的優(yōu)勢(shì)。地下室拆模后的模板、木方和鋼管等材料距離出料口較近時(shí)，該轉(zhuǎn)運(yùn)小車可替代現(xiàn)有施工現(xiàn)場(chǎng)的人工轉(zhuǎn)運(yùn)，且可實(shí)現(xiàn)邊裝載邊運(yùn)輸，運(yùn)至出料口后，可直接在托料桿與長水平桿之間穿過鋼絲繩進(jìn)行材料固定，因此比現(xiàn)有的短距離純?nèi)斯まD(zhuǎn)運(yùn)方式投入人工少，材料打包的工作量少。地下室拆模后的材料距離出料口較遠(yuǎn)時(shí)，該轉(zhuǎn)運(yùn)小車在完成材料裝載后可直接掛在叉車尾部，隨叉車一同把材料運(yùn)至出料口，比現(xiàn)有單純的叉車轉(zhuǎn)運(yùn)材料效率高。可周轉(zhuǎn)使用方面，因地下室鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工普遍使用木模，且層高普遍類似，因此該轉(zhuǎn)運(yùn)小車對(duì)其他地下室拆模階段的實(shí)際轉(zhuǎn)運(yùn)材料種類和規(guī)格也適用，可實(shí)現(xiàn)周轉(zhuǎn)使用。

4 應(yīng)用情況

該地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車在新建居住、公園綠地、復(fù)合公共停車場(chǎng)庫及供應(yīng)設(shè)施項(xiàng)目一標(biāo)段（熱電廠宿舍片地塊一標(biāo)段項(xiàng)目）進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與應(yīng)用，如圖5所示。

圖5 即將加工完成的地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車實(shí)物圖

本項(xiàng)目位于武漢市武昌區(qū)積玉橋，和平大道與新河后街交匯處。總建筑面積為21.4191 萬m2，其中地下室建筑面積為55476.04m2（其中人防面積為9327m2），地下室共有3 層。因地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車結(jié)構(gòu)簡單、承載能力強(qiáng)、適用范圍廣、上料卸料方便、且可以周轉(zhuǎn)使用，在3 層地下室材料轉(zhuǎn)運(yùn)階段均得到了廣泛使用，并創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)論

地下室拆模階段材料轉(zhuǎn)運(yùn)小車取材容易、結(jié)構(gòu)簡單、承載能力較高、適用范圍廣、操作方便和可周轉(zhuǎn)使用，不僅可以短距離單獨(dú)轉(zhuǎn)運(yùn)地下室拆模階段的材料，提高材料運(yùn)轉(zhuǎn)效率，也可以長距離和叉車配合用于地下室拆模階段轉(zhuǎn)運(yùn)材料，降低叉車使用成本。該轉(zhuǎn)運(yùn)小車在地下室拆模階段轉(zhuǎn)運(yùn)材料方面應(yīng)用前景良好，目前已獲得實(shí)用新型專利授權(quán)（專利號(hào)：ZL202210073614.2），為今后地下室拆模階段的模板、木方和鋼管等材料轉(zhuǎn)運(yùn)提供了一定的參考。