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高层建筑悬挑式卸料平台施工方案

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（2002版）

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》

一篇较完整的高速公路施工组织设计《建筑施工高处作业安全技术规范》

《北京市建筑工程施工安全操作规程》

随着主体结构不断升高，各种材料的垂直运输和料具的循环利用已成为直接影响工程进度的关键。在楼层内的料具模板拆除后塔吊已无法吊运，为了加快模板、钢管等材料的运输时间，需通过卸料平台吊运到作业层再利用。鉴于本工程实际情况考虑，卸料平台采用悬挑卸料平台，采用塔吊进行吊装就位。

卸料平台主梁选用两根20a号工字钢，次梁为16a号槽钢，采用直径21.5mm的6×37+1钢丝绳进行斜拉，在拉接点向内1.0m处再设置保险钢丝绳进行斜拉，保险钢丝绳做法同主钢丝绳。上面满铺木脚手板。卸料平台容许承载力均布荷载2.00kN/m²，最大堆放材料荷载(kN):5.00。平台平面及剖面见附图。

4.1人员准备：卸料平台辅助吊装人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》考核合格并持证上岗的专业架子工。上岗人员必须定期体检，合格者方可持证上岗。吊装时由专业塔吊司机及信号工配合进行吊装。

5.1卸料平台的制作：

用两根20a号工字钢作为卸料平台的主梁，工字钢间距为4.2m，然后用16a号槽钢作为卸料平台的次梁，间距0.5m。焊接时应将接口处做成坡口，满焊焊接，焊缝高度不得小于5mm。拉索吊环采用φ20mm的圆钢，在距卸料平台端部0.5m及1.5m处各设置一个，主梁两侧对称。然后将平台全部刷上防锈漆。

5.2卸料平台的搭设：

搭设顺序：确定卸料平台位置→在顶板梁混凝土浇筑前埋置锚环→吊装卸料平台→斜拉钢丝绳→紧固钢丝绳→检查卸料平台→合格后投入使用

5.2.1确定斜料平台的位置：

锚环采用φ20mm的圆钢制成，在进行悬挑的楼层的板钢筋绑扎完毕后进行放置，前后各一道，间距2000mm。然后将拉钩绑扎在板底层钢筋上。在浇注混凝土时必须派专人负责检查拉钩的位置，发现位移及倾倒及时进行调整。

5.2.3吊装卸料平台：

吊装卸料平台吊装必须在混凝土达到设计强度后进行，将卸料平台的主梁从前后锚环穿过，主梁就位后用钢楔固定，然后在紧贴结构外侧的位置在主梁上焊接一根限位槽钢，用以控制卸料平台主梁的滑动。

5.2.4钢丝绳的连接：

卸料平台就位后，不得松开塔吊吊绳，利用上层结构墙体中预埋的螺栓洞将钢丝绳穿过与卸料平台吊环连接上，钢丝绳规格采用6*37+1，直径21.5mm。搭接处的的紧固卡子不得少于3个。

卸料平台底板采用木脚手板，脚手板自重0.35kN/m2。卸料平台三面用架子管做护身栏，高度不小于1.5m，并用密目安全网封闭。护身栏下设180mm挡脚板，防止物体坠落。

6.1项目部配备专职安全员，专门负责卸料平台的检查验收及对有害卸料平台安全的作业进行处理。

6.2卸料平台检查验收时间。

a、卸料平台安装完成后。

b、卸料平台上施加荷载前。

c、每次重新进行安装后及再次施加荷载前。

d、遇有六级大风后与大雨后。

6.3卸料平台使用中，应定期检查以下项目：

b、卸料平台底板及护栏。

c、卸料平台是否超载。

d、钢丝绳有否松动现象，钢丝绳上是否有伤痕。

e、主次梁是否有扭曲现象。

7.1制作卸料平台的电焊工必须是经过培训合格持证上岗的电焊工，焊接完成后必须经专人检查合格方可投入使用。

7.2搭设和拆除卸料平台人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。

7.3卸料平台的制作质量与搭设质量应当严格按照前面方案中提出的要求进行控制，检查验收必须定期进行。

7.4严格执行先交底后搭设（拆除）的操作程序，严禁无交底操作或不按交底要求进行操作。

7.5卸料平台上严禁超载。

7.6当有六级及六级以上大风和雾、雨、雪天气时应停止卸料平台安装与拆除作业。雨后上卸料平台作业应有防滑措施。

7.7安装和拆除卸料平台时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。

7.8在卸料平台上吊物品时，严禁塔吊冲击卸料平台，起吊物品时注意不得碰撞钢丝绳。保险钢丝绳必须同样的拉紧。

悬挂式卸料平台的计算参照连续梁的计算进行。

由于卸料平台的悬挑长度和所受荷载都很大，因此必须严格地进行设计和验算。

平台水平钢梁(主梁)的悬挑长度：5.65m，悬挑水平钢梁间距(平台宽度)：4.20m。水平钢梁(主梁)的锚固长度：2.00m。

次梁采用16a号槽钢槽口水平，主梁采用20a号工字钢，次梁间距0.50m。

面板材料类别：木脚手板，脚手板自重：0.35kN/m2；

栏杆、挡板类别：五层胶合板，栏杆、挡板脚手板自重：0.14kN/m；

容许承载力均布荷载2.00kN/m2，最大堆放材料荷载5.00kN；

内侧钢绳与墙的距离：3.80m，外侧钢绳与内侧钢绳之间的距离：1.00m；

上部拉绳点与悬挑梁墙支点的距离：7.80m；

钢丝绳安全系数K：6.00，悬挑梁与墙的接点按铰支计算；

只对外侧钢绳进行计算；内侧钢绳只是起到保险作用，不进行计算。

次梁选择16a号槽钢槽口水平，间距0.50m，其截面特性为

面积A=21.95cm2,惯性距Ix=866.20cm4,转动惯量Wx=108.30cm3,回转半径ix=6.28cm

截面尺寸b=63.0mm,h=160.0mm,t=10.0mm

(1)面板自重标准值：标准值为0.35kN/m2；

Q1=0.35×0.50=0.18kN/m

(2)最大容许承载力均布荷载为2.00kN/m2；

Q2=2.00×0.50=1.00kN/m

(3)槽钢自重荷载Q3=0.17kN/m

经计算得到，均匀荷载计算值q=1.2×(Q1+Q3)+1.4×Q2=1.2×(0.18+0.17)+1.4×1.00=1.81kN/m

集中荷载计算值P=1.4×5.00=7.00kN

内力按照集中荷载P与均布荷载q作用下的简支梁计算，计算简图如下

最大弯矩M的计算公式为

经计算得到，最大弯矩计算值M=1.81×4.202/8+7.00×4.20/4=11.35kN.m

其中γx——截面塑性发展系数，取1.05；

[f]——钢材抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

经过计算得到强度σ=11.35×106/(1.05×108300.00)=99.78N/mm2；

次梁槽钢的抗弯强度计算σ<[f],满足要求!

其中Фb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：

经过计算得到Фb=570×10.0×63.0×235/(4200.0×160.0×235.0)=0.53

经过计算得到强度σ=11.35×106/(0.534×108300.00)=196.07N/mm2；

次梁槽钢的稳定性计算σ<[f],满足要求!

卸料平台的内钢绳按照《建筑施工安全检查标准》作为安全储备不参与内力的计算。

主梁选择20a号工字钢，其截面特性为

面积A=35.50cm2,惯性距Ix=2370.00cm4,转动惯量Wx=237.00cm3,回转半径ix=8.15cm

截面尺寸b=102.0mm,h=200.0mm,t=11.4mm

(1)栏杆自重标准值：标准值为0.14kN/m

Q1=0.14kN/m

(2)钢自重荷载Q2=0.27kN/m

经计算得到，静荷载计算值q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.14+0.27)=0.50kN/m

经计算得到，各次梁集中荷载取次梁支座力，分别为

P1=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.25×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=2.12kN

P2=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P3=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P4=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P5=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P6=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P7=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)+7.00/2=7.31kN

P8=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P9=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P10=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P11=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P12=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P13=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.08×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=0.93kN

卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的连续梁计算。

悬挑卸料平台水平钢梁计算简图

悬挑水平钢梁支撑梁剪力图(kN)

悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图(kN.m)

悬挑水平钢梁支撑梁变形图(mm)

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为

最大弯矩Mmax=17.560kN.m

◆连续梁支座反力复核验算：

Pn=0.496×7.650+0.933+3.807+3.807+3.807+3.807+3.807+7.307+3.807+3.807+3.807+3.807+3.807+2.116=52.2kN

支座反力从左到右相加：

杆件受力Pn≈Rn，是平衡的，支座反力复核验算通过!

◆连续梁弯矩复核验算：

假定顺时针方向力矩为正力矩。

求出的支座反力对B点取矩：（顺时针力矩）

支1:25.531×6.800=173.61

支2:34.968×2.000=69.94

顺时针力矩之和：173.61+69.94=243.55KN.m

顺时针力矩和逆时针力矩大小近似相等，弯矩复核验算通过!

其中γx——截面塑性发展系数，取1.05；

[f]——钢材抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

经过计算得到强度σ=17.560×106/1.05/237000.0+21.519×1000/3550.0=76.63N/mm2

主梁的抗弯强度计算强度小于[f]，满足要求!

经过计算得到强度σ=17.56×106/(0.679×237000.00)=109.05N/mm2；

主梁工字钢的稳定性计算σ<[f],满足要求!

四、钢丝拉绳的内力计算:

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算

其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力RCi=RUisinθi

按照以上公式计算得到最大钢绳拉力分别为

RU1=29.98kN

五、钢丝拉绳的强度计算:

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算，为

RU=29.978kN

钢丝绳的容许拉力按照下式计算：

其中[Fg]——钢丝绳的容许拉力(kN)；

　　Fg——钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)；

　　计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径(mm)；

　　α——钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8；

K——钢丝绳使用安全系数，取6.0。

选择拉钢丝绳的破断拉力要大于6.000×29.978/0.820=219.351kN。

选择6×37+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1400MPa，直径为21.5mm。

六、钢丝拉绳吊环的强度计算:

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为

N=RU=29.978kN

钢板处吊环强度计算公式为

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2；

所需要的吊环最小直径D=[29978×4/(3.1416×50×2)]1/2=20mm

七、锚固段与楼板连接的计算:

水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=8.284kN

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2；

所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[8284×4/(3.1416×50×2)]1/2=10.3mm

经计算，10.3<20mm,采用的U形钢筋满足承载力计算要求!

水平钢梁与楼板压点的拉环一定要压在楼板下层钢筋下面，并要保证两侧30cm以上搭接长度。

如果外侧钢丝绳出现断裂，要求内侧钢丝绳能独立承担支撑作用，由于平台的受力情况发生了改变，故需要重新计算。

八、主梁的计算(外侧钢丝绳出现断裂后)

卸料平台的内钢绳按照《建筑施工安全检查标准》作为安全储备不参与内力的计算。

主梁选择20a号工字钢，其截面特性为

面积A=35.50cm2,惯性距Ix=2370.00cm4,转动惯量Wx=237.00cm3,回转半径ix=8.15cm

截面尺寸b=102.0mm,h=200.0mm,t=11.4mm

(1)栏杆自重标准值：标准值为0.14kN/m

Q1=0.14kN/m

(2)钢自重荷载Q2=0.27kN/m

经计算得到，静荷载计算值q=1.2×(Q1+Q2)=1.2×(0.14+0.27)=0.50kN/m

经计算得到，各次梁集中荷载取次梁支座力，分别为

P1=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.25×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=2.12kN

P2=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P3=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P4=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P5=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P6=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P7=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)+7.00/2=7.31kN

P8=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P9=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P10=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P11=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P12=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.50×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=3.81kN

P13=((1.2×0.35+1.4×2.00)×0.08×4.20/2+1.2×0.17×4.20/2)=0.93kN

卸料平台的主梁按照集中荷载P和均布荷载q作用下的连续梁计算。

悬挑卸料平台水平钢梁计算简图

悬挑水平钢梁支撑梁剪力图(kN)

悬挑水平钢梁支撑梁弯矩图(kN.m)

悬挑水平钢梁支撑梁变形图(mm)

各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为

最大弯矩Mmax=14.470kN.m

◆连续梁支座反力复核验算：

Pn=0.496×7.650+0.933+3.807+3.807+3.807+3.807+3.807+7.307+3.807+3.807+3.807+3.807+3.807+2.116=52.2kN

支座反力从左到右相加：

杆件受力Pn≈Rn，是平衡的，支座反力复核验算通过!

◆连续梁弯矩复核验算：

假定顺时针方向力矩为正力矩。

求出的支座反力对B点取矩：（顺时针力矩）

支1:35.245×5.800=204.42

支2:19.563×2.000=39.13

顺时针力矩之和：204.42+39.13=243.55KN.m

顺时针力矩和逆时针力矩大小近似相等，弯矩复核验算通过!

其中γx——截面塑性发展系数，取1.05；

[f]——钢材抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

经过计算得到强度σ=14.470×106/1.05/237000.0+21.689×1000/3550.0=64.26N/mm2

主梁的抗弯强度计算强度小于[f]，满足要求!

经过计算得到强度σ=14.47×106/(0.679×237000.00)=89.86N/mm2；

主梁工字钢的稳定性计算σ<[f],满足要求!

九、钢丝拉绳的内力计算(外侧钢丝绳出现断裂后):

水平钢梁的轴力RAH和拉钢绳的轴力RUi按照下面计算

其中RUicosθi为钢绳的拉力对水平杆产生的轴压力。

各支点的支撑力RCi=RUisinθi

按照以上公式计算得到最大钢绳拉力分别为

RU1=39.21kN

十、钢丝拉绳的强度计算(外侧钢丝绳出现断裂后):

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算，为

RU=39.205kN

钢丝绳的容许拉力按照下式计算：

其中[Fg]——钢丝绳的容许拉力(kN)；

　　Fg——钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN)；

　　计算中可以近似计算Fg=0.5d2，d为钢丝绳直径(mm)；

　　α——钢丝绳之间的荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳分别取0.85、0.82和0.8；

K——钢丝绳使用安全系数，取6.0。

选择拉钢丝绳的破断拉力要大于6.000×39.205/0.820=286.867kN。

选择6×37+1钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1400MPa，直径为24.0mm。

十一、钢丝拉绳吊环的强度计算(外侧钢丝绳出现断裂后):

钢丝拉绳(斜拉杆)的轴力RU我们均取最大值进行计算作为吊环的拉力N，为

N=RU=39.205kN

钢板处吊环强度计算公式为

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2；

GB／T 18039.10-2018标准下载所需要的吊环最小直径D=[39205×4/(3.1416×50×2)]1/2=23mm

十二、锚固段与楼板连接的计算(外侧钢丝绳出现断裂后):

水平钢梁与楼板压点如果采用钢筋拉环，拉环强度计算如下：

水平钢梁与楼板压点的拉环受力R=2.592kN

水平钢梁与楼板压点的拉环强度计算公式为

其中[f]为拉环钢筋抗拉强度，每个拉环按照两个截面计算，按照《混凝土结构设计规范》10.9.8[f]=50N/mm2；

某房地产某小区天然气工程施工组织设计所需要的水平钢梁与楼板压点的拉环最小直径D=[2592×4/(3.1416×50×2)]1/2=5.7mm