上海某高层综合楼悬挑钢制卸料平台施工方案.doc

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悬挑钢平台方案
斜拉式物料翻转钢平台是一种在高层建筑施工中使用的物料翻转临时设施，通过悬挑出结构立面使楼层内拆下的钢管、木料、各类零配件有一个临时搁置平台，并依靠塔式起重机吊运翻转至上部楼层。
1. 特点
1.1 斜拉式物料翻转钢平台采用型钢焊接而成，适用于土建结构施工阶段材料（钢管、木料、钢（木）模板、小型施工器械、配件等）翻转使用。
3. 原理和构造
3.1 受力体系
(1) 本钢平台采用槽钢焊接的平面骨架作为受力平台，采用一端搁置，另一端斜拉索斜向拉结于结构的方法，使钢平台悬挑于建筑立面外。
(2) 斜拉式物料翻转钢平台受力体系如下：
施工材料堆载及平台自重—→横向槽钢次梁—→纵向槽钢主梁
①—→吊耳—→承重钢索—→附着结构的拉结件—→建筑结构
②—→搁置于楼面的受力点
钢材之间力传递通过焊缝。
3.2 布置和尺寸
(1) 斜拉钢平台平面布置根据建筑结构体型，布置于框架结构建筑的外立面楼板边沿，如此便于搬运物料。
(2) 钢平台应悬挑出结构立面4.5~5m，如此，垂直物料翻转吊运可以避开外脚手架的1.2~1.5米宽度，翻转至上部楼层。
(3) 钢平台平面尺寸应能满足一定数量建筑施工材料的临时堆放和吊运方便；但平台尺寸不宜过大，这样会增加钢平台自重、浪费钢材；尺寸也不宜过小，自重过轻遇大风天气，高层建筑向上的拔风会使外挑平台空载时振动较大，对安全使用造成一定影响。
综合考虑上述因素，钢平台尺寸外挑长度为4.5~5米，宽度为2.2~3米（根据住宅建筑阳台通常设计宽度确定）。平面布置及立面详见图gpt-01、gpt-02。
4. 基本构造
(1) 钢平台主钢梁采用热轧18#槽钢，横向次梁采用热轧12#槽钢，次梁连接杆采用热轧8#槽钢，焊缝采用4mm，E43焊条，平台面为4厚花纹钢板，与型钢主次梁结构点焊固定。构造详见图gpt-03、gpt-05。
(2) 钢平台主梁两端采用20厚钢板制作吊耳，用以起吊和承重，钢平台主梁和搁置钢梁采用250×250×10连接钢板焊接。构造详见图 gpt-06、 gpt-07。
(3) 钢平台周边采用Φ48×3.5钢管焊接围护栏杆，高1.2m，间距1米，水平杆两道，间距600，并用七夹板封闭。构造详见图 gpt-04。
(4) 附于结构上的连接件采用构造详见图 gpt-08。

5. 施工工艺
原材料进货检验
钢平台框架焊接
焊缝验收
钢板铺设点焊
栏杆焊接、栏板安装
吊耳焊接
附墙拉结件制作
螺栓加工制作
附墙拉结件验收
附墙拉结件安装
除锈、涂防锈漆及面漆
钢平台验收
检查确定牢固和受力后松开起吊钢丝绳
设置楼板边沿安全防护封闭设施
各节点焊缝验收
钢平台尺寸选定
钢平台位置布置
钢材构件加工
起吊
安装四根起吊钢丝绳
安装承重及保险钢丝绳外端
搁置钢平台里端于结构楼板
连接承重及保险钢丝绳于附墙连接件
总验收及挂牌使用

6. 施工要点
6.1 制作要求
(1) 钢平台加工宜在工厂统一加工以确保质量，或根据各项目情况决定是否在施工现场加工。
(2) 型钢的切割下料严格按图纸尺寸进行，端面应平直，确保对接焊时能顶紧，建议将端面刨平。
(3) 框架焊接时应先行点焊临时固定，待次梁与四边主框架位置调整完毕后再全面施焊。
(4) 型钢框架焊接时应满焊，焊缝厚度符合图纸要求。
(5) 焊工施工时，严格遵守焊接工艺的各项参数，不得自由在焊道外母材上引弧，焊缝终端弧坑必须填满。
(6) 在保证焊缝质量前题下，采用适当的电流，快速施焊以减少热影响区和焊接变形。
(7) 焊后清理：焊接完毕，应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量。
(8) 钢平台框架构件检查应在焊接后冷却到工作环境温度后进行，用肉眼、放大镜和量具检查，焊缝金属表面应平缓过渡焊波应均匀。
(9) 钢平台框架焊接完毕后用钢丝刷、铁砂皮或砂轮机打磨除锈，除锈前，应彻底清除构件表面所有飞溅、毛刺、焊疤等杂物。
(10) 框架除锈后立即涂刷防锈漆一度及面漆一度，钢板铺设需点焊的部位不允许涂刷防锈漆，如误涂，按除锈方法清除。
(11) 钢板点焊间距沿扁担每600一处，满铺满焊，施焊后涂刷防锈漆及面漆各一度。
(12) 钢管栏杆最后焊接，施工要求同上。附墙拉结件加工要求亦同上。
6.2 安装要求
(1) 钢平台安装拉结点和搁置点布置在主体结构上，并通过验算确定构件承载力，钢平台安装时的砼强度不得低于C20。
(2) 对于弧形阳台，应在搁置点对结构采取保护或加垫后安装，确保搁置点受力均匀。
(3) 钢平台采用四点起吊，吊点必须设置牢固可靠后方可吊运，吊运时应先试吊至离地0.3米处观察钢丝绳受力，确认可靠后再吊运。
(4) 钢平台吊运至楼层面后先搁置里端，然后设置钢丝绳拉结，钢平台拉结点和保险安装完成，由技术员和安全员验收无误后方可松开吊运钢丝绳。钢平台安装时应向内有少量的倾斜。
(5) 钢平台安装吊运过程中，钢平台面上不得站人。
(6) 钢平台外挑面为防止物体坠落，应在三个侧面栏杆处用七夹板围护。
(7) 搁置钢平台的楼层、阳台周边应设置防护栏杆及竹笆封闭。
(8) 钢平台翻转吊运前应彻底清理平台板上杂物、垃圾，防止滑落伤人。
6.3 使用要求
(1) 钢平台使用堆载限重为2吨，代换为各种材料数量标识于标识牌并挂于钢平台栏杆上。
(2) 钢平台上材料堆放应尽可能均布，若有集中狭窄区域堆载，则条状纵向堆放的物料（如长钢管、木方）限载为1000公斤，集中某点堆放的物料（如料斗存放、电焊机等小型机械）限载200公斤。
(3) 钢平台不得作为施工平台使用，严禁冲击荷载作用其上。
(4) 材料吊运应有专人指挥，且应轻吊轻放，以减少对钢平台的冲击。
(5) 钢平台使用操作的工人必须指定专人，并进行安全交底和记录。
(6) 6级以上大风天气钢平台上不得上人操作，且不得堆放材料。
7. 设备与材料
7.1 制作设备
(1) 氧气、乙炔、气割、刨平或打磨设备。
(2) 电焊机：BX3-300-2两台
(3) 焊接电缆（截面积≥70mm2）及焊钳，电缆由现场确定。
(4) 游标卡尺、钢卷尺、放大镜等用于检测的计量器具。
7.2 制作材料
(1) 热轧槽钢18#、12#、8#；4厚花纹钢板、吊耳钢板、七夹板等。
(2) 焊条采用E43系列焊条，须符合GB/T5117—1995标准。
(3) 铁砂皮、钢丝刷、砂轮机、防锈漆、面漆等辅助材料。
7.3 吊运安装设备及材料
(1) 根据现场条件选用合适设备。
(2) 钢丝绳、卸扣、绳夹、拉结件、穿墙螺栓等安装构件。
(3) 围护钢管、竹笆、绿网等防护材料。
8. 劳动组织
8.1 制作阶段
安排两名焊工、一名油漆工可完成制作施工。
8.2 安装阶段
安排四名安装工人、一名吊运设备操作手、一名地面指挥、一名楼层指挥。
8.3 使用阶段
安排若干名搬运操作工人（其中一人带班），一名楼层吊运指挥。
9. 质量检查
(1) ) 原材料进场必须有材料质量保证书、检验报告，对外地材料应有进沪许可证、准用证等相关证件。
(2) 严格按照规范对以下材料进行验收：
● 钢的型号、尺寸、表面完好和钢板的厚度、钢管的壁厚、钢板网目数等
● 钢丝绳的型号、外观质量；卸扣、绳夹等配件
● 焊条的型号规格
(3) 对切割面检查，需符合平整要求，不得有分层、夹渣等缺陷。
(4) 对焊缝进行100％的外观质量实测检查，确认焊缝厚度、长度及点焊的密度。
(5) 对防锈漆、面漆进行检查，确认有否漏涂的部位。
(6) 对吊耳、附墙连接件焊缝和连接件对拉螺栓的加工质量和安装进行检查。
(7) 对安装质量进行全面检查，内容包括拉结件设置、钢丝绳设置、周边防护、搁置点位置等。
10. 施工安全
除6.2、6.3条中的部分安全规定外，应做到以下几点。
(1) 钢平台焊接制作时应注意防火安全，氧气瓶要有瓶盖，减压器上应有安全阀，严防沾染油脂。不能和可燃气瓶、油脂及其他易燃易爆物同放一处，也不得同车运输。乙炔瓶必须有防止回火的安全装置，并且要距明火10米以上。氧气瓶与乙炔瓶之间放置距离在5米以上。
(2) 焊工施工时应按规定穿戴防护服、绝缘鞋和护目镜等，避免裸露灼伤。
(3) 电气设备和线路必须绝缘良好，电线不得与金属物绑在一起。
(4) 电焊机必须按规定接零接地，设置两次空载降压保护装置。雨天应停止使用入库或在室内及防护棚下施工。
(5) 焊接场所应该保持通风良好，焊、割前必须清除易燃易爆物质，或者采用防护措施，杜绝灾害。焊钳与把线必须绝缘良好，连接牢固。严禁用钢丝绳或机电设备代替零线使用。所用地线接头，必须连接牢固。
(6) 钢平台吊装应在下方规定范围内设置警戒区域，用安全绳隔离，该区域内严禁人员走动、施工等。
(7) 塔吊使用前要经过试车，试车前应仔细检查挂钩、钢丝绳和电气部分，使用时应有专人指挥，禁止斜吊。物件悬空时，驾驶人员不能离场。
(8) 起吊物件，应根据情况合理设置溜绳。起吊前，应做好班组安全交底，指定专人指挥。对所用的机具、索具等要进行检查，并做试吊，试吊高度不得超过20～30公分，确认安全可靠后再行起吊。
(9) 钢平台提升、降落、回转速度要均匀、平稳，严禁忽快忽慢和突然制动。
(10) 钢平台安装作业衣着要灵便，禁止穿硬底和带钉易滑的鞋，使用的工具应随手放入工具袋内。
(11) 钢平台验收通过投入使用前应对使用班组进行使用前的安全技术交底并有记录。
(12) 钢平台入口部位应挂验收合格牌及主要使用说明。
(13) 钢平台与结构楼面之间的间隙应用夹板覆盖，周边应用竹笆或绿网封闭，使用过程中平台或楼面区域应定期派人清理杂物，防止细小物品漏出坠落伤人。
11. 效益分析
高层建筑斜拉式物料翻转钢平台的使用可以加快施工物料的周转使用，减少物料租赁费用，同时因其结构简单、自重适中、拆装方便快捷等优点，在缩短工程进度、提高工作效率上有着一定的积极作用。
12. 工程实例
高层建筑斜拉式物料翻转钢平台由于其一系列的优点，目前在上海市的较多高层建筑施工中有着广泛的使用，在本公司施工的高层建筑中大量使用，目前本公司所施工的全国住宅第一高楼****花园2#楼、1#楼、0#楼及****园住宅工程一期一区、一期二区、二期工程中都使用了该设施，在加快材料翻转、加快进度方面取得良好的效果。
附页： 3米×5米钢平台加工节点示意图

图1 平面布置图

图2 立面布置图

图3 主次梁构造平面图

图5 主次梁构造祥图-1

图5 主次梁构造祥图-2

图4 钢平台围护栏杆

图六 主梁和搁置钢梁构造图-1

图7 主梁和搁置钢梁构造图-2

图8 结构连接件构造图

钢 平 台 计 算 书
1. 受力体系确定
斜拉式物料翻转钢平台受力体系如下：
施工材料堆载及平台自重—→横向槽钢次梁—→纵向槽钢主梁
①—→吊耳—→承重钢索—→附着结构的拉结件—→建筑结构
②—→搁置于楼面的受力点
钢材之间力传递通过焊缝。
2. 平面尺寸确定
本钢平台平面尺寸的确定应考虑以下因素：
(1) 钢平台平面尺寸应能满足一定数量建筑施工材料的临时堆放和吊运方便；
(2) 平台尺寸应能满足目前剪力墙体系高层住宅及框架结构体系高层建筑的立面布置要求；
(3) 平台外挑距离应能避开外脚手架并起吊长构件。
(4) 平台尺寸不宜过大，这样会增加钢平台自重、浪费钢材；尺寸也不宜过小，自重过轻遇大风天气，高层外挑平台振动剧烈，对安全使用和使用工人的心理造成一定影响。
综合考虑上述因素，钢平台尺寸外挑长度为4.5~5米，宽度为2.2~3米（根据住宅建筑阳台通常设计宽度确定）。
3. 材料设定
外挑纵向主承重钢梁及封头钢梁采用热轧［18；
横向次梁采用热轧［12＠500；次梁连接采用热轧［8＠600；
栏杆立杆采用Φ48×3.5钢管＠1000，水平杆两道，间距600；
平台板采用4厚花纹钢板（扁豆形）；围护采用七夹板围护三面；
端部连接钢板250×250×10两块；吊耳采用20厚钢板与主梁焊接。
4. 结构验算
4.1 钢平台尺寸确定
钢平台尺寸验算取最大尺寸5m×3m，计算长度越长，跨中弯矩越不利。
4.2 钢平台荷载情况的确定
在平台上堆放材料时，为立面上让开外脚手架便于吊运，通常集中于平台外沿向内3米左右范围均布堆放，限载2吨。
4.3 钢平台验算一（4.5m×2.2m）
4.3.1 自重计算：
(1) ［18：5×2＋3＝13m，单位重量23.000kg/m
(2) ［12＠500：3×9＝27m，单位重量12.318kg/m
(3) ［8＠600：5×4＝20m，单位重量8.045kg/m
(4) Φ48栏杆两道＠600，立杆高1.2m＠1000：
5×4＋3×2＋1.2×14＝42.8m，
单位重量3.84kg/m
(5) 4厚扁豆形花纹钢板：
5×3＝15m2，单位重量32.4kg/m2
(6) 围护七夹板：（5×2＋3）×1.2＝15.6m2，
单位重量20kg÷（0.915×1.83）＝11.944kg/m2
(7) 连接钢板：
0.25×0.25×0.01×7850＝4.906kg
★自重总计：13×23＋27×12.318＋20×8.045＋42.8×3.84＋15×32.4＋15.6×11.944＋4.906≈1634kg
4.3.2 承载力验算（按荷载传递途径）：
（1） 12#槽钢次梁承载力、挠度及端焊缝验算
因次梁间距500mm，故按0.5m板带宽度计算，假定2吨限载作用于3m×3m面积范围，则0.5m板带宽度均布堆载如下：
q1=2000÷（3×3）×0.5=111kg/m=1.089KN/m
将花纹钢板和12#槽钢自重化为均布荷载为：
q2=32.4×0.5＋12.318＋8.045×0.5×4÷3=34 kg /m=0.333KN/m
按动荷载系数取1.4，自重静荷载系数取1.2，则均布荷载为：
q12=1.2×0.333＋1.4×1.089=1.924KN/m
计算简图如下：

取计算长度L=3m，结构重要性系数γ=1.05，
则次梁跨中最大弯矩为：
M12=q12L2/8=1.924×32/8=2.165KN*m
端部最大剪力为：
V12= q12L/2=1.924×3/2=2.886 KN
正应力σ=M12/γWx=2.165×106/（1.05×62.1×103）
=33.2N/mm2＜f=215 N/mm2
端剪应力τ= V12/（hw tw）=2.886×103/（106×5.5）
=4.95 N/mm2＜fv=125 N/mm2
挠度ω=5qL4/384（EI）
=5×1.924×30004/（384×2.06×105×391×104）
=2.52mm＜［ω］×L=1/400×3000=7.5mm
端部角焊缝承载力验算，焊缝宽度取4mm，长度为腹板高度106mm
τf= V12/2helw=2.886×103/（2×0.7×4×106）
=4.86 N/mm2＜ffw=160 N/mm2
★ 12#槽钢次梁承载力、挠度及端焊缝符合承载力要求。
（2） 18#槽钢主梁承载力、挠度验算
主梁承受次梁传递的集中荷载：P=2.886 KN
主梁、栏杆钢管、七夹板栏板自重静荷载转化为均布荷载标准值为：
q=23＋（5×2＋1.2×6）×3.84＋11.944×1.2=103 kg=1.009 KN/m
静载系数取1.2，则均布荷载设计值为
q18=1.2×1.009=1.211 KN/m
计算模式见如下简图：

图2 18#槽钢主梁计算简图
根据计算：RA=6.539 KN，RB=16.832 KN
根据计算主梁弯矩包络图如下：
根据计算主梁剪力包络图如下：

由图中可知M18max=11.842 KN*m
由图中可知V18max=11.898 KN
正应力σ=M18/γWx=11.842×106/（1.05×152×103）
=74.2N/mm2＜f=215 N/mm2
端剪应力τ= V18/（hw tw）=11.898×103/（159×9）
=8.3 N/mm2＜fv=125 N/mm2
集中荷载挠度ω1=√3Pb（l2－b2）3/2/27lEI
=√3×1.443×103×2500×（45002－25002）3/2/
（27×4500×2.06×105×1370×104）
=0.95mm
ω2=√3Pb（l2－b2）3/2/27lEI=1.91mm
ω3=√3Pb（l2－b2）3/2/27lEI=1.99mm
ω4=√3Pb（l2－b2）3/2/27lEI=1.23mm
ω5=√3Pb（l2－b2）3/2/27lEI=0.65mm
自重均布荷载挠度ωq=5qL4/384（EI）
=5×1.211×45004/（384×2.06×105×1370×104）
=2.29mm
总挠度ω总=ω1＋ω2＋ω3＋ω4＋ω5＋ωq=9.02mm
＜［ω］×L=1/400×4500=11.25mm
★ 18#槽钢主梁承载力、挠度符合承载力要求。
（3） 18#槽钢主梁外侧吊耳承载力、焊缝验算
吊耳承受钢丝绳的斜向拉力，分解为向上的轴力N、水平剪力V和剪力产生的弯矩M，受力及焊缝计算如下图：

根据钢丝绳与平台面的夹角越小，钢丝绳拉力及其水平分力越大的原理，决定使用时钢丝绳与平台夹角不得小于30度，在此以30度计算剪力V：
根据18#槽钢计算时的支座B的反力RB=16.832KN，
而RB=N，故N=16.832KN
V=N/tan（30o）=29.154KN
T= N/sin（30o）=33.664KN
计算焊缝时对竖向焊缝长度应减去引弧长度5mm，为115mm
X=［2×0.7×0.5×11.5×（0.5×11.5）－0.7×12×0.5×（0.5/4）］÷
［0.7×0.5×（2×11.5＋12）］=3.74 cm
剪力对焊缝产生的弯矩为：
M=V×（0.06＋0.12－0.0374）=29.154×0.1426=4.157KN*m
Iy=0.7×0.5［123/12＋2×11.5×（6＋0.5/4）2］=352 cm4
Ix=0.7×0.5［12×（3.74＋0.125）2＋11.53/12×2＋
11.5×2×（11.5/2－3.74）2］=184cm4
J= Iy＋Ix=536 cm4
ry=11.5－3.74=7.76cm
rx=12＋0.125=12.125cm
验算A点应力：
σfxM=M ry/J=4.157×106×77.6/（536×104）=60.18N/mm2
τfyM=M rx/J=4.157×106×121.25/（536×104）=94.04N/mm2
σfxV=V/∑ helw=29.154×103/0.7×5×（115×2＋120）=23.80N/mm2
τfyN= N/∑ helw=16.832×103/0.7×5×（115×2＋120）=13.74 N/mm2
取βf=1.0
√［（σfxM＋σfxV）/βf］2＋（τfyM＋τfyN）2=136.6 N/mm2＜160 N/mm2
验算吊耳断面承载力：
断面面积A=（60/cos30o＋60－40）×20=1786mm2
拉应力σN=T/A=33.664×103/1786=18.85 N/mm2＜215 N/mm2
★ 根据以上计算，吊耳强度及焊缝符合要求。
（4） 钢丝绳及配件选用
斜向拉力T=33.664KN，
选用6×37（b）类钢芯圆股钢丝绳，d=24mm，则能承受拉力［Fg］=αFg/K=0.82×288/7=33.74KN＞T=33.664KN，满足要求，每根钢丝绳配Y-28绳夹4个。
选用4.9号普通钢卸扣连接钢丝绳与吊耳，横销螺纹直径36mm，可以负载48.1KN。
（5） 平台搁置端连接板及焊缝验算
由18#主梁验算得RA=6.539 KN，竖向焊缝承受剪力，焊缝如下图所示：

τN= N/∑ helw=6.539×103/2×250×0.7×4=4.67 N/mm2＜215 N/mm2
钢板截面承载力验算：
σN=N/A=6.539×103/250×10=2.62 N/mm2＜215 N/mm2
★ 由以上计算知，连接钢板及焊缝强度符合要求
（6） 附墙连接件验算
本钢平台在结构内设置穿墙（或柱）拉结件，形式如下图：

钢索拉力分解为水平向拉力、竖向剪力：
Tx=Tcos30=29.154KN V=Tsin30=16.832KN
以单根Φ36拉杆计算拉应力及剪应力
σtx= Tx/A=29.154×103/1017=28.67 N/mm2＜215 N/mm2
τV= V/A=16.832×103/1017=16.55 N/mm2＜215 N/mm2
故拉结件承载力符合要求。
（7） 结构局部承载力验算
本部分验算应根据各工程结构的具体情况，以达到C20砼强度为依据计算砼的局部抗压强度和与钢平台接触的梁的水平承载力。
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