建筑施工层间物料转运平台现状研究分析

马 未，吴联定，苏雨萌

（1.上海建工集团股份有限公司，上海 200080；2.上海高大结构建造工艺与装备工程技术研究中心，上海 201114)

在建筑领域，施工过程中所用的建筑材料、施工机具和机电设备等物料都需要通过电梯、施工升降机或结构外部设置的物料转运平台转运到施工层内，但随着高层、超高层建筑等大型复杂结构的不断出现，施工单位逐渐倾向选择在结构外部设置层间物料装运平台，通过塔式起重机吊运大型设备器具于层间物料装运平台上，再转运至施工地点。

建筑施工用层间物料装运平台也可以称为卸料平台、转料平台或接物平台，通常是一种在施工现场搭设的临时性的施工设施平台或架体，用于材料的周转，目前建筑施工现场常用的层间物料转运平台形式有顶撑式层间物料转运平台、悬挑式层间物料转运平台、自动提升式层间物料转运平台、抽屉式层间物料转运平台和可拆卸式层间物料转运平台等。本文对悬挑式层间物料转运平台与自动升降式层间物料转运平台两种国内外常用的层间物料转运平台形式进行研究与对比分析，为后续层间物料转运平台的设计研究提供一定的帮助。

1 悬挑式层间物料转运平台

悬挑式层间物料转运平台通常是由型钢焊接而成的矩形框架结构，矩形框架上铺设钢板或者脚手板形成平台，平台一侧与主体结构楼板或门窗洞口处相连，另一侧与结构上层楼板通过钢丝绳连接，如图1 所示。

图1 悬挑式层间物料转运平台结构示意图

悬挑式层间物料转运平台宽通常为2.5～3m，长约为4～4.5m，与主体结构相连的一端锚入结构长度通常为1m，平台的框架梁通常采用槽钢或者工字钢，国内目前多用16#或18#槽钢作为框架主梁，12#槽钢作框架次梁，次梁间距通常为0.5m，2 根钢丝绳的间距约为1～1.5m，外侧钢丝距离主梁宽度通常为0.5m，2 框架梁上所铺设的钢板通常约为4mm，防护栏高度为1.2m，栏杆内设密目式防护网，下设脚手板，确保悬挑端施工安全。悬挑式层间物料转运平台荷载通过平台铺设的钢板或者脚手板传递给框架梁，再通过框架梁和钢丝绳传递给主体结构。国内学者对悬挑式层间物料转运平台的受力模型与计算分析做了大量研究，其计算理论相对成熟可靠。

槽钢焊接而成的框架有较高的整体性与稳定性，次梁与钢板的铺设形成的封闭刚性平面具有较高的承载力储备；同时由于悬挑式层间物料转运平台的制作通常在地面进行，不仅减少了作业人员的高空作业风险，也有效防范了高空坠物、动火作业等相关安全隐患。

由于悬挑式层间物料转运平台通常通过预埋钢结构构件实现平台结构与主体结构的连接，而平台承受荷载最终都通过框架梁和钢丝绳传递给主体结构，因此在施工过程中需要确保预埋构件的施工质量，施工工艺需求较高，流程较为复杂；悬挑式层间物料转运平台的安装需要用塔机将平台吊运至设计位置，将平台与主体结构的预埋件连接牢固，拆除时也需要占用塔机，施工周期较长，影响施工效率。

2 自动升降式层间物料转运平台

在建筑领域，自动升降式层间物料转运平台通常有2 种形式。一种是低楼层之间采用门式物料提升机提升建筑材料在楼层之间转运，此类提升机的运输平台通常采用类似工程施工中所使用的物料升降机平台，与墙体无直接连接，升降平台由油缸提供动力，沿立柱导轨上下运输，这类升降平台由4 根立柱作为竖向支撑结构，立柱底部和地面固结或栓接，此外还需在立柱底部布设大重量的配重物，保持结构稳定性，这种升降平台的主要问题是用钢量大，成本高，由于受到门式物料提升机高度限制，只能在低楼层之间转运建筑材料，适用性低。

另一种是目前高层建筑常用的自动升降式层间物料转运平台。此类平台通常由导轨立柱系统、附墙系统、升降平台系统以、驱动爬升系统和维护装置组成，基本构造如图2 所示。导轨立柱系统通过若干附墙系统固定于超高层墙体的外侧，升降平台系统与驱动爬升系统连接，驱动爬升系统能够沿着导轨立柱系统上下升降。升降平台与悬挑式层间物料转运平台相似，由主、次框架梁组成，框架梁上铺设钢板与防护网，形成封闭空间；竖向导轨通常由工字钢焊接而成，工字钢一侧设有防坠装置，另外一侧与附墙装置连接；驱动爬升系统通常采用电机，同时配有防坠装置。

图2 自动升降式层间物料转运平台结构示意图

自动升降式层间物料转运平台受力模型与计算分析的参考资料较少，本文针对这一问题对升降平台框架进行举例分析，为后续层间物料转运平台的结构设计提供参考，设计基本参数如下：框架主梁采用16#工字钢，长4.5m；框架次梁采用16a 槽钢，长2.5m；次梁间距0.5m，脚手板自重标准值为0.35N/m2，防护围栏自重标准值为0.14kN/m2，活荷载取值为2kN/m2，最大集中荷载10kN，静载系数1.2，活荷载系数取1.4。

升降平台最靠近主体结构墙体的次梁受力面积最大，受力宽度为0.5m，按此进行荷载验算。

脚手板自重

活荷载取值

框架次梁自重荷载

因此，对于最不利框架次梁来说，静荷载设计值

活荷载设计值

框架次梁内力验算按照集中荷载p和局部荷载工作作用下的简支梁进行计算，最大弯矩

框架次梁应力

均匀受弯次框架梁整体稳定性验算时需考虑受弯构件整体稳定性系数φb，根据GB50017《钢结构设计规范》附录B.3和附录B.1-2，φb取0.76。

根据JGJ80-2016《建筑施工高处作业安全技术规范》，框架主梁内里按照外侧钢丝绳和主体结构上支撑点位置为支座的悬臂简支梁计算，框架主梁验算时需考虑框架次梁传递给其的集中荷载，与框架次梁验算方法步骤相同。

自动升降式层间物料转运平台结构设计合理，结构架体与主体结构连接可靠，安全性较高；建筑材料上下周转无需占用塔机工期，施工效率较高。但是自动升降式层间物料转运平台的制作与安装程序较为烦琐，部分施工制作需要高空作业，安全风险较高，通常采用电机作为驱动系统，购置成本较高，整体造价较高。

3 总结

悬挑式层间物料转运平台框架直接与主体结构相连，结构简单，整体平台提供的作业面较少，并不能完全适应国内超高层建筑的工程需要。但是其采用的悬挑式结构架体，构造简单，成本较低。物料的上下转运需要用塔机吊运，施工效率低下，其制作安装流程也具有一定的高空作业安全隐患。

自动升降式层间物料转运平台结构架体相比于层间物料转运平台与较为复杂，但其通过刚性导轨附着在主体结构上，具有较高的整体稳定性。转运平台实现物料的垂直转运是依靠自身的驱动爬升系统来实现，无需塔机配合，施工效率较高，节省塔机工期；但其通常具有需要高空作业的安全隐患，制作成本也较为高昂。

建议参考吸纳悬挑式层间物料转运平台与自动升降式层间物料转运平台的优缺点，在以下2个方面进行更加深入的研究：

1)在结构架体、附着装置、升降动力装置中加入可调式设计，使层间物料转运平台适用于更加广泛的施工状况。

2)对结构架体进行深度模块化与装配式设计，减少高空作业与安装预埋件的需要，优化制作安装流程，降低安全隐患。