关于地下室顶板履带吊作业安全控制要点

何振宇 林友惠

(1.福州市长乐区建设工程质量监督站，福建 福州 350200; 2.福州市长乐区建筑工程文明安全监察站，福建 福州 350200)

1 工程概况

福州市某会展中心建筑高度约为33 m，局部挑高至45 m，总建筑面积约为11.28万m2，作为“数字中国”“一带一路”等国内外重要会议场所。地上结构为钢框架+BRB 斜撑+正交平面桁架结构体系，为施工主会展区域桁架结构，需采用5台180 t履带吊进入地下室顶板上进行作业。针对履带吊上地下室顶板时，所涉及的安全要点进行分析控制。履带吊行走路线如图1所示。

2 通用安全控制措施

为了防止履带吊上地下室底板时，地下室周围回填土承载力不足，履带吊失稳倾覆造成的安全问题，需对地下室边线周围进行道路加固。加固方式从底到面为回填土、500 mm厚毛石压实、150 mm碎石找平。回填土严禁采用淤泥土，应采用细中砂。毛石采用100 mm～200 mm粒径，碎石采用5 mm～20 mm粒径，道路加固方式如图2所示。

为防止履带吊对地下室顶板的破坏，使施工荷载均匀扩散至地下室顶板，在履带吊行走的混凝土楼板面铺设150 mm细沙，细沙上铺设2.4 m×4 m路基箱，在路基箱数量满足不了的情况下选择20 mm厚钢板代替铺设，如图3所示。

3 荷载工况的安全控制要点

荷载工况的选择，应保持与现场实际履带吊行走路线一致，同时指定专门人员对履带吊行走进行指挥，防止履带吊超出行走范围，造成不可逆的安全影响。履带吊行走区域均为8.5 m为一跨的正方形楼板，为了充分考虑吊装和行走时的最不利工况，选取17 m×17 m(即双向两跨)作为计算区域，同时为使计算结果更为精确两个方向各延伸出一跨。施工中的荷载包括履带吊的轮压荷载、结构自重、150 mm覆沙自重和路基箱自重。其中轮压荷载应作为活载，其他均为恒载。荷载组合为1.2恒载+1.4倍活载。在铺设沙子的情况下，路基箱的尺寸为履带宽度的2倍～3倍范围内可按照路基箱的整个面积进行扩散。

履带吊工作状态的总重量为2 269.27 kN,其中吊重最大按500 kN考虑，所吊桁架为现场拼装，现场应严格控制桁架的拼接重量与计算是否一致，防止吊重超理论的情况。

为选取和履带吊在楼板上行走与吊装的最不利位置组合出的最不利的计算工况，需对履带吊的基本工况及轮压荷载形式进行分析，包括以下4种工况：

1)正方吊装;2)正方无重;3)侧方吊装;4)侧方无重。

最不利荷载工况：正方吊装考虑动力系数，单个履带面压力为104.44 kN/m2；侧方吊装考虑动力系数，单个履带面压力为90.11 kN/m2。

正方吊装荷载施加位置见图4。正方吊装荷载施加大小见图5。

4 梁板承载力安全控制要点

对于履带吊在地下室顶板作业，一般情况设计楼板施工荷载很难满足要求，梁板承载力计算时已考虑已经搭设好的纵横的混凝土支撑架。为保证梁板承载力安全性，梁需对抗弯抗剪进行验算，板需对正负弯矩进行验算。

梁配筋应按照所有结构图纸中所有梁的两端和中间三个截面的配筋最小值进行配筋，以保证计算结果的保守性。通过计算最不利荷载影响下，梁的施工最大弯矩为943.25 kN·m，承载能力为1 125.71 kN·m，验算比为0.84，满足要求。梁的施工剪力值为889.14，抗剪设计值为1 022.15，验算比为0.87，满足要求。

板通过有限元计算得到板的内力，即板的x,y方向的弯矩，然后通过弯矩计算出需要的配筋量，用实际需要的配筋量与实配钢筋的梁做比值，得到配筋比若小于1，则说明实配钢筋的量大于需要的钢筋数量(见图6)。

内力图获取的板最大施工正弯矩78.6 kN·m，最大负弯矩为105.4 kN·m。正弯矩计算所配钢筋总面积为839.74 mm2，设计配筋面积为854.784 mm2，验算比为0.98，满足要求。负弯矩计算所配钢筋总面积为1 126.07 mm2，设计配筋面积为1 161.17 mm2，验算比为0.97，满足要求。

5 支架稳定性安全控制要点

为控制施工成本，对于履带吊上地下室顶板作业时，可利用原地下室顶板的混凝土支撑架。应对原支撑架在履带吊作业荷载工况下进行稳定性验算，验算满足要求方可采用，不满足要求需重新搭设支撑架。原施工支撑架间距0.9 m×0.9 m，步距1.2 m，脚手架规格为φ48 mm×3.5 mm。平面及竖向剪刀撑已布置到位。

支撑架位于地下室区域，因此不必考虑风荷载。轴向力只有对楼板的支撑力，从计算模型中提取出最大的支撑力为7.16 t。计算长度可取步距1 200 mm，回转半径15.8 mm，长细比计算为76，查附录E，得到对应的稳定系数为0.744，由此可得，71 600÷(0.744×489)=196.8 MPa

6 其余安全注意事项

1)履带吊侧方吊装时应保证轮压重一侧(吊臂侧)压在混凝土梁上，履带吊行进和吊装严禁一侧履带位于板中间和两个轮相对于梁对称的不利情况。

2)吊装半径需控制在设计范围内，吊重不能超过设计要求的50 t。

3)最不利的正方吊装站位需要根据正方吊装站位图控制站位的准确度。

4)铺沙为路基箱整个面积扩散的先决条件，必须保证150 mm的铺沙层以保证路基箱对轮压荷载的扩散。要保证路基箱与沙子的接触面积，必须全接触且压实。

7 结语

福州某会展中心施工过程中履带吊上地下室顶板作业，作为项目最大的一个安全隐患。对可能导致安全问题的各项内容都进行了严格的控制，保证了安全施工，为类似施工作业安全提供了借鉴作用。