水电厂房上吊车钢梯结构布置及设计分析

王朝晖

(新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000)

上吊车钢梯作为进入吊车操作室的结构，一般布置在安装间，钢梯的布置要避免与其他的结构产生冲突，同时满足使用要求。

1 影响钢梯结构布置的三个要素

(1)安装间内的结构不与钢梯发生位置上的冲突。主要需考虑安装间内框架结构的位置和尺寸;其次考虑安装间有无其他专业的相关设施。

(2)确定吊车轨道中心位置及吊车梁底部高程，这些因素是决定钢梯尺寸的主要条件。

(3)厂家提供的吊车安装方式及结构尺寸，它们决定钢梯及钢梯平台在安装间的相对位置。

2 常见的四种钢梯结构

2 .1 两跑式

如图1所示。它是最普遍的形式，也是最常见的一种。钢梯布置在吊车梁下方，由两个梯段及两个平台组成。梯段走向与吊车梁轴平行，平台的方向垂直于吊车梁轴，以框架柱作为支撑结构。从上部平台的端部进入操作室。

2.1.1 钢梯布置

钢梯布置在安装间选定的两个框架柱之间。平台固定在两个框架梁上。如图1所示的“框架梁A”突出墙面，钢梯不能靠墙布置，避开框架梁A，假设框架梁宽为D，钢梯到外墙的距离≥D。在几个已建成的项目中，就出现因为没有考虑到框架梁的位置，钢梯起步埋件埋错位置，后来又重新修改的问题。这种情况在钢梯的设置时很普遍，一般厂房的框架梁位置都会影响钢梯的布置，所以在布置钢梯时需特别注意。

2.1.2 上部平台高程的确定

钢梯布置在吊车梁的底下，上部平台处于吊车梁的下方，上部平台在高程定位时，就要求确定吊车梁底的高程，使上部平台到吊车梁底的高度满足一个人直立的高度，如图1所示C≥1800mm。满足了这个要求就使平台与操作室不在同一高程，再通过设置在上部平台上的“小梯Ⅰ”进入操作室。

2.1.3 下部平台位置的确定

没有其他的要求，取距离A的中间位置。

2.1.4 平台的尺寸确定

宽度:钢梯不经常上人，适合一个人通过的宽度650～750mm即可。长度:(1)下部平台长度的确定取决于钢梯的宽度，钢梯的宽度K=650～750mm，考虑两侧布置栏杆，下部平台的长度＞2K。(2)上部平台长度不仅要考虑布置钢梯，还需要伸出一定的长度H，使平台到达操作室跟前，长度取为＞H+K。图1所示的“F”是平台到操作室边之间的距离(一般取100～200mm，满足人一步的距离，这个距离可避免操作室在操作时撞到钢梯)。

2.1.5 小梯Ⅰ尺寸确定

小梯Ⅰ高度为上部平台至操作间底板高程之间的高度差B。小梯Ⅰ的斜度在取值时考虑人上小梯时，头不能碰到吊车梁底。控制小梯起步处与吊车梁中轴线之间的距离“M”。

2.1.6 其它

下部平台及上部平台通过支架1及支架2与框架柱联结支撑，钢梯入口处留一定距离“G”，取1m左右，满足人行走要求。具体的布置情况从图1可以很清楚的看出各个部位的尺寸关系。

图1 两跑式钢梯结构图

2.2 三跑式

如图2所示，这种方式与第一种方式相似，整个钢梯分成三跑，利用框架梁作为中间平台的支撑，钢梯布置在靠近墙边的位置。

2.2.1 钢梯布置

钢梯布置与两跑式相同，框架梁在这里作为支撑中部平台的结构，钢梯可以布置在靠墙位置，如图2所求，三跑到上部平台，通过小梯Ⅱ进入操作室。

2.2.2 上部平台位置确定

与两跑式的情况相同，不再赘述。

2.2.3 中部平台位置确定

中部平台利用框架梁作支撑，平台的高程受到框架梁的高程限制，上下无法调整。它的水平位置很重要，从图2看到它与上部平台之间的距离为D。R为它的水平位置，需要合理的确定R值，才能保证“梯段2”与“梯段3”达到合理的斜度。

2.2.4 下部平台位置确定

平台位于“框架梁”的下面，考虑人直立必须的高度，一般取2000～2200mm。如图2所示B-a=2000～2200mm。

2.2.5 平台及小梯Ⅱ尺寸确定

平台尺寸的确定及进入操作室“小梯Ⅱ”的尺寸、位置确定同第一种情况，不再赘述。

2.2.6 其他

(1)中部平台固定在框架梁上，需要协调两个结构的布置，并在施工时考虑同时进行施工。

(2)上部平台的长度取值为＞H+2K。

(3)下部平台、中部平台及上部平台通过支架1、支架2及支架3与框架梁、框架柱联结支撑。

2.3 变方向两跑式

钢梯还是两跑式布置，但它布置的方式垂直于两跑式，靠近安装间的山墙布置。下部平台依靠专门设计的钢柱保持稳定，上部平台则放置在两个框架柱之间，在设置时避开吊车梁，使上部平台与操作室在同一高程，从平台直接进入操作室。如图3及图4所示。钢梯的下部平台通过两个“槽形”钢及角钢构成的钢柱作为支撑，上部平台固定在两个框架柱的牛腿附近，避开了吊车梁。

2.3.1 钢梯位置

如图3所示，钢梯布置在与吊车梁轴垂直的墙边，钢梯可以适当离开柱子一定的距离“D”。

2.3.2 平面布置

图2 三跑式钢梯结构图

图3 变方向两跑式钢梯结构图

钢梯下部平台由钢柱支撑，通过调整钢柱的位置来确定钢梯的水平距离及斜度。钢梯斜度取40～55°，如图3确定水平距离“B”“C”。可取侧墙上柱子的中心作为下部平台的轴心位置，增加整体美观性。

2.3.3 上部平台

(1)平台高度:与操作室底板等高程。

(2)平台的长度:条件限制只能将平台支架固定在两个相邻框架柱上，它的长度“E”就由两个框架柱间距决定。如果平台跨度较大，在选择支撑的时候需要考虑刚度要求，相应支撑平台的钢架也要稳固。

(3)平台的宽度:如图4所示，平台的宽度满足﹤F，“F”为框架柱边到操作室入口间的距离，去掉两个边距“G”和“H”(一般情况 G取100～200mm，H取100～150mm。)，得出上部平台的宽度=F-G-H。从吊车梁外边线到平台边线的距离“N”要满足N≥500mm，以保证人能够正常行走。

图4 侧向进入式钢梯及平台平面图

2.3.4 下部平台

平台支撑:平台由两个槽形钢及角钢形成的钢柱支撑;平台高程:没有其它要示，取上部平台到发电机层之间距离A的平均值A/2。

2.3.5 其他方面

上部平台周边加防护围栏。下部平台的支撑，需进行计算选择合适的槽形钢，保证支撑的强度及刚度。

2.4 一跑式

同变向两跑式相同，钢梯布置在垂直于吊车梁方向的山墙边。如图5所示，钢梯分成两部分，中间设置休息平台，上部平台避开吊车梁(平台与吊车梁间的距离为“C”)。上部平台高程与操作室相同，从平行于吊车梁的方向进入操作室。平台通过槽形钢及角钢构成的钢柱支撑。

2.4.1 布置

钢梯布置在垂直于吊车梁方向的山墙边。钢梯的斜度保证在45°～55°为谊。

2.4.2 上部平台

钢梯上部平台的高程取与操作室高程一致，与操作室入口的距离取100～200mm，保证能够一步跨入。平台侧面考虑操作室运行线位置，使平台在运行范围之内，如图5所示，“运行线”与“小车刹车位线”垂直相交的“O”点，可以作为定位上部平台的角点位置。上部平台的尺寸满足人的行动需求即可，平台完全由下部的钢柱支撑。

2.4.3 下部平台

下部平台兼顾稳定及美观的要求，取钢梯总高度一半的位置。

2.4.4 其他方面

钢梯结构简单，布置也清晰，钢梯下部的支撑要满足强度及刚度要求，必须严格按钢构架柱进行计算。必要的情况可以在“平台支撑”的侧面加一些辅助结构，平行于钢梯的侧面墙内的“联系梁”上设置埋件(见图6)，将“平台支撑”通过连结角钢与埋在联系梁中的埋件连在一起，增加整个结构的稳定性。

图5 一跑式钢梯结构图

图6 平台支撑与混凝土梁连接大样图

3 结论

以上四种钢梯结构，针对不同的情况进行选择。常规的两跑式，是最常用的形式，没有特殊要求时，一般选择这种形式。三跑式钢梯，利用了框架梁作为平台的支撑，并且可以让钢梯靠近墙边布置，空间上整体性更强。但相对而言它的结构要复杂一些，但对高度较高且布置有要求的厂房也比较实用。变向两跑式钢梯，改变了布置的方向，避开了吊车梁对平台的影响，结构也比较简单，不失为一种经济实用的形式。一跑式钢梯，非常简洁，也避开了吊车对钢梯的影响，但是如果厂房过高，对平台的支撑的强度及刚度有要求，但从实用及美观而言，也不失为一种值得选择的形式。