大型履带式起重机行走钢平台设计与分析研究.docxVIP

1?工程概况

钢结构是一种高效的装配式结构体系，因其较高的强度、质量比和优秀的装配性，被广泛应用于高大建筑中，这类建筑构件的安装具有以下特点：（1）构件重量大，单根构件在十几吨至几十吨不等，且为控制焊接变形其不可切割分块安装；（2）安装高度高，安装高度在十几米至几十米不等；（3）场地复杂，有起重机行进障碍物，吊装距离远；（4）一般有地下室，大型公共建筑均具有人防工程，具有较大面积的地下室，其顶板为承载薄弱区。

综合起吊重量、吊装高度和距离，大型履带式起重机通常是唯一选择。但除吊重外，大型履带式起重机自重也较大，行进和工作时将对地下室顶板产生较大的集中压力，一般建筑物地下室顶板不具备充足的承载能力，需进行临时加固。

常规加固方法是在地下室采用满堂脚手架进行加固，其成本较高。针对这一问题，提出了一种模块化钢平台作为地下室顶板的加固措施。该平台底部为钢垫板，上部铺设路基板，履带式起重机的荷载通过路基板、转换平台、柱顶的钢垫板直接传递至地下室柱子顶部，如图1所示。

图1转换平台构造示意

2钢平台安装流程与质量控制

2.1钢平台安装流程

该行走钢平台施工流程：定位放线、柱头后植化学锚栓、平台构件进场、拼装焊接、焊缝检测、路基板铺设与验收使用。其人员配置要求见表1。

表1施工人员配置要求

施工前进行基层清理。根据设计图纸将行走路线区域进行放线，严格按照轴网将行走路线区域轴线放出，标注地下室柱子的准确位置。在行走路线区域位置的柱子顶端植入?20?mm化学锚栓，用以固定钢垫板，锚栓必须将钢垫板牢牢固定，避免后期履带式起重机行走导致钢垫板移位。按照场地需要及轴线间距进场相应的行走平台主次梁，然后将进场的行走平台主次梁进行拼装焊接，并进行焊缝检测，构件拼装尺寸必须符合轴线间距，焊缝满足探伤要求。

2.2钢平台安装质量控制要求

行走钢平台安装施工应按照GB?50300—2013《建筑工程施工质量验收统一标准》、GB?50205—2020《钢结构工程施工质量验收规范》、GB?50009—2012《建筑结构荷载规范》、GB?50755—2012《钢结构工程施工规范》、GB?50661—2011《钢结构焊接规范》以及GB/T?11345—2013《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》的要求进行。

平台箱形钢梁焊接焊缝采用全溶透坡口焊缝，焊缝应饱满。现场拼接焊缝质量等级为一级焊缝，角焊缝和非熔透焊缝按三级焊缝检查（外观检查二级），不合格的焊缝应铲平重焊，并重新检查。其内部缺陷的检验应符合下列要求。

（1）一级焊缝应进行100?%的检验，其合格等级应为现行国家标准GB?11345—2013《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》B级检验的Ⅱ级及Ⅱ级以上。

（2）焊缝形式和尺寸按照GB?50661—2011《钢结构焊接规范》中4.2条规定。焊缝需返修时，在同一处返修次数不得超过2次。

（3）为了保证焊接质量达到相应的等级，上岗操作人员（焊工）必须持证上岗。

3钢平台承载力与变形分析

3.1分析模型

因钢平台下部未与地下室顶板进行抗剪连接，针对250?t大型履带式起重机为使用对象，因此在分析模型中做以下假设。

（1）偏安全假设履带式起重机及吊重完全由行走钢平台承担。

（2）将混凝土柱头支撑简化为铰支座。

（3）履带式起重机下部与平台板间压力近似为均布荷载。

（4）平台最不利布置方式：工况1为履带式起重机完全位于一个两端支撑的平台上；工况2为履带式起重机位于两个两端支撑的平台之间，如图2所示。在软件SAP2000中建立分析模型及约束如图3所示。

（a）?????????（b）

图2最不利分析工况

（a）工况1；（b）工况2

（a）????????（b）

（c）????????（d）

图3分析模型及约束

（a）工况1模型；（b）工况2模型；（c）工况1约束；（d）工况2约束

3.2分析结果

结果表明：在工况1作用下钢平台最大正应力为195.33?MPa，在工况2作用下钢平台最大正应力为112.50?MPa，均低于GB?50017—2017《钢结构设计标准》中25?mm厚Q345钢的正应力设计强度295?MPa。

在工况1作用下钢平台最大剪应力为21.44?MPa，在工况2作用下钢平台最大剪应力为20.60?MPa，均低于GB?50017—2017《钢结构设计标准》中25?mm厚Q345钢的剪应力设计强度170?MPa。

在工况1作用下钢平台主梁最大挠度为10.50?mm，平台整体最大挠度为15.40?mm，在工况2作用下钢平台主梁最大挠度为5.57?mm，平台整体最大挠度为9.80?mm，均低于GB?50017—2017《钢结构设计标准》关于挠度限值为跨度的21.75?mm的要求。