轮辐式柔性轻钢结构平台的设计与应用
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇轮辐式柔性轻钢结构平台的设计与应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：本文根据广州港南沙港区粮食及通用码头立筒仓工程的特点，研究设计了一种轮辐式柔性轻钢平台，作为仓顶板混凝土支模的支承平台。本文着重描述了该平台构造形式设计和平台制作、安装、拆除技术，并通过应用实例说明其具体实施方法，为往后类似工程提供经验。
1 工程概述
广州港南沙港区粮食及通用码头立筒仓工程，由45个外径12米的圆仓和8个梅花仓错列组合而成，仓体高度37.6米。根据粮仓气密性的规范要求，每组筒仓所有仓壁必须采用滑模工艺同时一次性滑升到顶。仓顶板的施工若采用传统的满堂红脚手架将未能满足合同工期要求，成本也较大；若采用一般刚性钢结构随升平台，则需同时投入53套，由于其自重较重，滑模液压提升系统中需加大加密千斤顶的布置，同时需一次性投入大量钢材又未能周转使用，显得不经济合理。为此需对一般刚性钢结构随升平台进行改良设计为轻型钢结构随升平台，使其具一般刚性钢结构平台同样的性能和符合实际使用要求。
2 钢结构平台构造设计
2.1构造形式的确定
钢结构平台在作为操作平台时其承载力要求远小于作为仓顶板临时支承体系的承载力要求，根据这一特点，为了使钢结构平台自重降到最低，构造形式根据其不同使用功能的两个阶段进行设计：第一阶段作为滑模施工过程操作平台，第二阶段作为仓顶板结构施工临时支承结构。第二阶段的结构构造在第一阶段的基础上通过加强与已完成仓壁之间的连接（斜拉杆连接）来增大平台的承载力。如下图所示：
图1：第一阶段平台构造示意图 图2：第二阶段构造示意图
2.2钢结构平台各构件设计
广州港南沙港区粮食及通用码头立筒仓工程，总共由53个筒仓组成，外径12米，筒仓壁厚230mm。
中心钢筒：采用直径800mm壁厚12mm钢管截制，高度1450mm，上下口及钢筒外侧面加劲钢板采用宽60mm 厚12mm钢板，16块板沿外侧面圆周均匀竖向焊接布置，中心钢筒下端连接抗拉环，抗拉环用材与中心钢筒一致，上下口外周边焊接环形厚钢板，提高抗拉承载力。
图3：中心钢筒三维示意图
桁架：采用角钢焊接制作。
图4：单榀桁架示意图
拉杆：采用Φ20圆钢，拉节点采用18厚钢板制作。
图5：单根拉杆示意图
3 钢结构平台应用
3.1钢结构平台制作
钢结构平台各构件在现场自制，现场设置钢结构构件加工场，下料及构件连接焊接等均采用小型加工设备和手工焊接进行。
中心钢筒和抗拉环采用直径Φ800mm，壁厚12mm的钢管截制，中心钢管高度1450mm，抗拉环高度300mm；钢筒加劲肋板、耳板等筒身附件均采用厚10mm钢板裁制，上下口加劲环宽度80mm，竖向加劲肋宽度60mm，耳板采用三角形、梯形形状，高度150mm，螺栓孔径Φ30mm。如下图：
图6：中心钢筒径向剖面图
桁架采用角钢焊接制作，上弦采用L75×6，下弦采用L63×5，腹杆采用L45×4，各连接节点采用6mm厚钢板，形状以梯形为主，如图7所示。各构件下料形状大小、长度等严格按照深化设计图纸施工，焊接采用手工双面焊。
环向稳定构件采用12#槽钢，与桁架之间采用“U”型螺栓锁定，桁架之间的剪刀撑杆采用L45×4角钢。
拉杆采用Φ20圆钢制作，端部拉节点采用18厚钢板制作，如图7所示。单根拉杆的延长连接采用搭接双面焊，焊缝长度大于10d。拉杆长度调节和预紧节点采用角钢焊接制作，如图9所示。
3.2钢结构平台安装
在完成滑模装置的组装后即在原地面进行钢结构平台的安装，采用塔吊、手拉倒链等配合吊装。
在仓内中心位置原地面（承台间回填土）开挖土方至中心钢筒底部标高（约深1米），吊装中心钢筒并临时固定，再吊装桁架，桁架一端与中心钢筒上口加劲环焊接，另一端架设并焊接在滑模钢模板外的角钢围圈上，并且紧靠着滑模装置“开”字架侧面，确保钢结构平台荷载直接传递至“开”字架再传递至千斤顶，避免滑模钢模板受钢结构平台荷载影响而变形；然后安装拉杆，调节拉杆长度并锁紧；最后安装桁架之间的剪刀支撑（焊接连接）。钢结构平台安装后仔细检查每个构件之间的螺栓连接和焊接情况，确保不漏接漏焊及连接的稳固。
3.3钢结构平台随滑模装置的提升
由于滑模施工过程滑模装置处于不断提升状态，每个千斤顶可能存在一定程度的不同步，使钢结构平台可能产生少量变形，每个构件及连接接点均随时产生应力重分配。故在滑升过程，需定时对钢结构平台各个连接点进行检查，对连接接点存在的质量隐患及时进行补焊或加固。
3.4预埋件、牛腿和受拉耳板的设计制作和预埋
仓顶以下约3米范围内设两道预埋件，最低一道焊接牛腿，用于支承钢结构平台的每榀桁架端部，预埋件的受力主要为抗剪切；上一道预埋件焊接受拉耳板，预埋件受力主要为抗拉。根据各个预埋件、牛腿和受拉耳板的受力特点来设计其结构构造和预埋方法。
预埋件按设定位置预先焊接固定在仓壁内主筋上，随滑模施工浇筑在仓壁内。仓壁砼达到强度要求后重新定位放线、焊接牛腿，受拉耳板待钢结构平台下方至牛腿上后再进行焊接。
3.5 钢结构平台的下沉、拉杆安装和顶板支模
完成仓壁滑模后，采用多个手动倒链同步将钢结构平台下降至钢牛腿上并焊接，再安装三道斜拉杆。根据顶板门式架或钢管架支模方案，在钢结构平台上铺设木方等作为顶板支模下端支承次檩。
（1）牛腿焊接
预埋件出模并且混凝土达到终凝后，利用滑模装置下方的吊篮作为操作平台来焊接牛腿，部分未来得及利用吊篮作为操作平台焊接的，则待仓壁滑模完成（空滑至仓壁全部出模为止）后采用自制吊笼固定在桁架上作为操作平台进行焊接。焊接均必须全部采用双面焊。
（2）钢结构平台下沉
按照每榀桁架（共16榀）一个手动倒链进行布置，倒链上端挂在滑模装置的“开”字架上，下端连接每榀桁架端部，安排16个人同时操作手动倒链，先同时预紧每个倒链后，切断每个桁架端部与滑模装置的连接，切断过程须每两榀对称进行。全部切断后16个倒链同步下放钢结构平台至牛腿上，并焊接固定。
图7：手动倒链下降平台示意图
（3）受拉耳板的焊接和拉杆安装
完成钢结构平台下放后，焊接受拉耳板，并安装三道拉杆，调节拉杆长度并锁紧。
（4）顶板支模的搭设
完成钢结构平台的安装后，保留滑模装置暂不拆除，用于顶板支模施工的临时通道。搭设钢管支架前，先加密桁架间的径向支承杆件（12#槽钢），如下图所示。钢管下端加顶托反压在双木方上，双木方铺设在桁架及径向支承杆件上，支模如下图。
图8：顶板支模示意图
3.6 钢结构平台的拆卸
钢结构平台的拆卸方法采用多台卷扬机将钢结构平台同步下降至仓底，再进行解体拆除。顶板施工时在相应位置预留4个孔洞，在顶板上安装卷扬机，起重钢丝绳穿过孔洞与钢结构平台桁架端部连接。利用卷扬机下降钢结构平台的过程，采取一系列的措施来保证钢结构平台安全平稳下降。
4 结语
本工程采用轮辐式柔性轻钢结构平台，满足滑模过程和仓顶板施工的要求，施工质量、安全得到有效保障。轮辐式柔性轻钢结构平台相对于搭设满堂高支模或一般刚性钢结构平台，施工成本大幅降低，同时节约工期，具有良好的经济效益和社会效益。
【参考文献】
[1] 刘光强.仓顶重载荷大直径筒仓滑膜施工技术.江西建筑,2010
[2] 国家标准《滑动模板工程技术规范》.(GB 50013-2005). 北京：中国建筑工业出版社.2005
[3] 《建筑施工手册》第四版. 北京：中国建筑工业出版社.2003