移动悬挑操作平台在大悬挑空间建筑施工中的应用

焦汉卿

（潍坊昌大建设集团有限公司，山东 潍坊 261000）

中庭是构成建筑上下两层的公共空间。近年来，随着大型综合建筑的不断发展，出现了几层甚至几十层的大型中庭房间，该项目有几个中庭，这使得侧板很难进行承载。在原来的施工平台上存在一些不足，在一定程度上不能满足施工现场的实际施工需求。现阶段通过对移动悬挑操作平台进行建设，既能满足节约成本的要求，又能满足结构和安全的要求。所述移动车轮上设有锁紧装置，锁紧装置在底部移动，施工时固定，施工后移动。

一、工程概况

该项目是上海马桥万达广场项目，商业购物中心位于上海市闵行区马桥市。富文西路、福燕东路、银秋北路、银春路，总建筑面积133300 平方米，地下2 层，地上5 层，部分6 层。该建筑有15 个内部中庭围绕中岛布置[1]。

二、移动式悬挑操作平台设计

（一）操作平台概述

悬挑平台一般采用梁板结构，采用方管焊接方式进行制作与安装，此方法更加的容易。平台表面覆盖用自钻螺丝和方钢板固定的多层脚板，在工作平台的外围，根据相邻作业的要求，设置护栏、开口和梯子。栏杆里面是三根木制的开栏，梯子是用角钢焊接而成的，在一定程度上能够提高平台的稳定，对相应的结构进行一定的防倒塌措施，在平台的底部增加一个600kg 自重箱，车轮底部有一个锁定装置[2]。

（二）模型建立

根据设计的悬挑式工作平台图纸，材料的特点和结构构件的截面，建立悬挑式工作平台的分析模型。计算结果通过MIDAS 有限元分析软件进行计算，在移动悬挑操作平台上的荷载可以将其区分为永久荷载以及主动荷载，永久荷载包括框架结构自重以及结构构件自重，主动荷载包括结构自重(工作层上人员、设备、材料的自重)以及风荷载。通过施工的图纸以及施工的作用，悬挑操作平台在装饰施工中进行使用，平台表面覆盖木制脚、手板。0.35kN/m2 木制脚手架板和2.0kN/m2 装饰脚手架板的荷载值见《脚手架紧固件安全技术规范》。因为悬挑操作平台在室内，所以对风载荷可以不用考虑。荷载对结构强度以及变形的影响组合为:永久荷载+建筑荷载;荷载作用的组合可用于结构稳定:永久荷载+变荷载。最终的模型如下[3]。

（三）结构整体变形及受力结果

通过计算得出了结构在组合的永久荷载，荷载作用+建筑荷载作用下的力和变形。预算如下：

由上可知：a.工作平台结构位移的最大变形为4.70 毫米，该变形在悬挑操作平台的前端出现，通过《钢结构设计规范》GB50017-2017，钢梁的挠度最大是5.0 毫米。4.70 毫米小于5.0 毫米，位移和变形符合规范要求。b.工作平台结构的最大应力为63.30MPa，通过《钢结构设计规范》GB50017-2017，最大梁应力是235MPa。63.30Mpa较之235Mpa小，且应力符合规范要求[4]。

（四）抗倾覆分析

通过计算获得了结构在承受荷载，组合永久荷载+可变荷载的作用下的抗倾覆性能。计算模型如下：

N活=50*9.8*2*3/1000=2.94KN(物料临时堆放活荷载,限载:50KG/M2)

N施=2*100*9.8/1000=1.96KN 以B 点为支点:

∑M左=N活*0.99+N施*2+N栏1*2+N栏2*1.39+N恒1*0.99+N恒2*0.9+N恒3*0.6=9.351KN·M

∑M右=M配+N恒4*0.97=12.33KN·M

抗倾覆系数：∑M右/∑M左=1.32>1.25；满足要求。

（五）焊缝强度验算

基本参数：

焊缝形状：四边圆弯，焊缝高度4 毫米；

力分析：根据先前的计算结果，钢柱60*40*4 承受最大轴向力，即N=-4.70kN（压缩）。由于它是栅格支撑，它仅承受轴向力，并且该力垂直于焊缝的长度。

校核依据：

σf=N/helw ≤βfff11.2.2-1[GB50017-2017]

在上式中：σf：根据焊缝有效截面计算，应力垂直于焊缝长度（MPa）；βf：增加前凸焊缝强度设计值的因数，取为1.22；he：计算的直角弯曲厚度，he=0.7hf;hf是凸起的大小；lw:计算出的卷材焊缝长度，每条焊缝的实际长度减去2hf；ffw：螺旋焊接强度的设计值（MPa）；三级角焊缝：160MPa。

σf=4700/(0.7*4*(100-8))

=4700/257.6

=18.25MPa<195.2MPa

焊缝强度符合要求。

三、主要施工方法及制作工艺

准备加工→百叶窗→总装→焊接→防锈涂层，编号→现场负载测试→验收→使用清单。

1.切割前应检查钢表面的质量，并且只有在合格后才能使用该材料，切割之前，需要查看并了解工程图。严格遵循施工图，确定图纸的几何尺寸，并预留气割损耗和焊接收缩量[6]。

2.安装顺序如下：楔块的高度→立柱→长梁→第二梁→车轮→着陆→脚手架板的铺装→防护栅栏的安装

3.电极焊接材料类型为E43，其设计和质量必须符合国家和行业标准。焊接前，检查坡口，安装距离是否符合要求，位置是否牢固，焊缝周围应无油污，锈蚀等，立柱和主梁的长度必须等于焊接接头的强度。主梁和侧梁，主梁和立柱将通过螺旋焊缝连接，且焊缝高度不得小于4mm。

4.焊缝的位置涂有红铅钢以防锈。

5.组装完成且焊缝合格后，进行负载测试。将200 公斤沙袋放在平台的末端，以检查平台主体的稳定性[7]。

6.该操作平台必须实施人口普查系统。该列表必须放置在可见的地方。列表中的内容必须限于该内容。悬吊操作平台不得超过2 人，每平方米的活载为50KG/平方米。

结语：简而言之，该移动悬挑操作平台的结构较为简单，在安装的过程中也更简便，可以适应移动悬挑操作平台中的操作需求。考虑到悬挑操作平台使用的安全性能，使用有限元分析软件对计算的模型进行建立，这种模型可以证明操作平台的设计是合理的。同时生产平台部件，并且接头可以接受焊接形状和螺钉，可以在现场进行制造。它可以使用和旋转多次；平台的零件重量轻，可以手动移动和使用，有效降低起重机塔的压力。对移动悬挑操作平台的建设和安装以及设计能够对绿色建筑的要求及特点进行体现，还能够节省一定的建筑材料。悬挑操作平台的应用具有广泛性。