摘要：西安市地下综合管廊雁南一路缆线管廊项目为西安市重点建设的民生项目，本项目建设目的是为将道路上方的电线通信线下落到地下综合管廊中，减少道路反复开挖破坏维修，清除马路蜘蛛网，提升大西安国家级中心城市形象。本文结合西安市雁南一路地下综合管廊1号深基坑对装备式楼梯进行介绍，为类似工程提供参考及利用价值。
关键词：综合管廊；顶管施工；深基坑；楼梯
引 言：二十一世纪是地下空间发展的世纪，城市化是整个社会发展的必然结果，由于城市化建设步伐的不断加快，所以对城市空间的需求也急剧膨胀，立体化建设的优越感凸显而出。以地下综合管廊城市综合体为代表的城市地下空间都是正在如火如荼建设的地下工程。深基坑是地下综合管廊工程中必不可少的一项重要分支工程，因此，在深基坑上制作及安装楼梯显得尤为重要。
1 工程概况
雁南一路缆线管廊位于雁南一路北侧，西起长安南路，东至翠华路；翠华路段位于翠华路东侧，自翠华路与雁南一路十字向南延伸至翠华路与翠薇路十字。缆线管廊工程总长度约 1.18km，采用顶管法施工，沿线路前进方向共布置 9 口竖井。为满足工作井施工需求，需要在工作井侧壁上施工钢楼梯，钢梯所用钢材均采用Q345B钢，高强螺栓件与钢梁焊缝为8mm。焊缝质量等级为三级踏步板采用4mm花纹钢板，主梁采用槽钢尺寸为160*100*8 mm。
2 施工方案及平面布置
工作井净尺寸为6*10米，上下净高度为11.2米，楼梯宽度为0.85米，钢平台宽度1米，缓步平台尺寸为1*1米。
第一跑楼梯平台为工作井东南角路面，距井底高度10.9米，楼梯跨度为4米；第二跑钢平台在东北角转角处，距井底高度6.7米，楼梯跨度为8米；第三跑钢平台西北角转角处，距井底高度5.2米，楼梯跨度为4米；第四跑楼梯平台为西南角转角处，距井底高度5.2米，楼梯跨度为8米。
工作井钢楼梯平面图 工作井钢楼梯立面图
3 机械设备配备
机械设备配备表
4 主要施工方案
4.1 工程特点
（1）预埋件精确度直接关系到钢楼梯的精度定位和节点处理。
（2）必须采用合理的安装顺序，以清除安装积累误差，确保垂直度。
（3）钢结构安装过程，必须采取切合实际的安全措施，保证人身安全。
（4）钢梯所用钢材均采用Q345B钢，高强螺栓件与钢梁焊缝为8mm。焊缝质量等级为三级。踏步板采用4mm花纹钢板。
（5）钢梯在焊接时，踏步接头处正面满焊，背面断焊，踏步与钢梁焊缝高度为4mm，严格按照图纸要求进行施工。
4.2 主要施工方法及制作工艺
加工准备→钢梯下料→折边→除锈→总装配→焊接→油漆及编号→成品检验→放线→安装
5 技术措施
5.1 制作楼梯平台
确定平台位置后，制作楼梯平台，平台构造为2*0.75m，采用角钢框架和3mm厚防滑钢板焊接而成。
在平台位置的墙面上预埋4块0.2m*0.3m，厚20mm的钢板，每块钢板上钻4个φ25的孔，分别用4个φ20的膨胀螺栓将4块钢板固定在墙面上，其中上下各两块钢板的横向中心间距为80cm，钢板上下中心间距为160cm，然后将平台一端与上面两块钢板焊接在一起，并保持平台水平放置。平台另一端的下方焊接两根斜撑，斜撑下方分别与固定于墙面的两块钢板焊接，斜撑采用75*75*8角钢。将平台下部焊接完成后，量取平台尺寸，下防滑钢板料，下好料后，铺在平台框架上，对其四周进行满焊。平台临空面均安装防护栏杆，高度不低于1.2m，材质同楼梯扶手，底下设挡脚板，高度不低于20cm。
5.2 制作斜梯主梁
5.2.1下料
（1）下料前，应对钢材表面质量进行检验，严格按图施工，确定图纸几何尺寸，预留气割损耗量及焊接收缩量。
（2）钢梁下料时采用气焊切割办法。
（3）钢梯两面带有角度，需要拼接，拼接时一定要双面打坡口，双面焊接。
5.3 制作楼梯踏面
楼梯踏面采用3mm厚防滑钢板，踏面尺寸为1.8*0.75m，每步踏面钢板两侧都向下弯起3cm，起到加固踏面钢板的作用。踏面钢板下完料后，从下一级平台向上一级一级焊接，每一级踏面钢板焊接完成后才能焊下一级踏面[1]。
5.3.1折边
依据图纸、附表，根据不同楼层需求，采用折弯机把钢梯踏步原料折成所需尺寸。
5.3.2除锈
钢结构制作前应进行抛丸除锈，除锈等级要求达到Sa2.5级[2]；表面没有可见的油脂、氧化皮、污物、油漆涂层和杂质，残留物痕迹仅显示条纹状的轻微色斑或点状。
5.3.3表面处理
钢材及钢构件的表面处理应严格按设计规定的除锈方法进行，并达到规定的除锈Sa2.5级。
5.3.4抛丸除锈的施工要点
钢构件通过抛丸除锈机，保证出口压力5kg/cm2，喷头距管件表面距离为0.5-1.0米，并保持一致的喷涂移动速度均匀喷射。整件不易抛丸除锈，零散件除锈过程中须在折好边的踏步上钻取Φ12吊挂孔眼，除锈结束后对孔眼处进行补焊修复。
5.4 总装配
5.4.1依据图纸在钢梁上放大样，把折好边的踏步与钢梁进行组装焊接，焊缝高度为5mm。
5.4.2拼接
拼接按设计要求采用搭接，正面满焊，背面断焊，焊缝外观几何尺寸按图纸标准。
5.4.3本着经济、适用、安全原则，部分踏步采用对接，正面断焊，背面满焊，焊缝外观几何尺寸按图纸标准。
5.4.4焊接
焊接材料应按施工图纸的要求选用，其性能和质量必须符合国家和行业标准的规定[3]。焊接步骤包括：清理焊口、焊接速度、焊接电弧长度、焊接角度、清渣、立焊、横焊、仰焊。
5.5.5刷漆及编号
（1）防腐油漆的准备工作
防锈油漆选用水溶无机富锌底漆，施工前应对油漆型号、名称和颜色进行检查，根据油漆说明书合理调制锌粉、固化剂、稀释剂的比例。
（2）防火涂料施工工艺要求
粘性强度（MPa）≥0.15抗弯性：挠曲L/100，涂层不起层、脱落抗振性：挠曲L/200，涂层不起层、脱落；耐水性（h）≥24；耐冻融循环性（次）≥15；涂层厚度为3（mm）；耐火时间不低于0.5小时。防火涂料涂装施工方法采用高压空气喷涂法施工。
（3）防腐漆的补漆施工
现场补漆应对接合部的外露部位和紧固件；安装焊接时烧损的部位；编号和漏涂的部位。
（4）为方便安装，按照图纸分别对钢梯进行编号
5.5.6成品检验
焊点须满焊，焊缝厚度不应小于5mm、钢梁变形应不超过±3mm。
5.5.7放线
对给定的建筑物定位桩点，依据图纸进行室内校算和室外校测。根据施工现场地面做法，使用水平仪核对高度，确保钢梯上皮高度与地面一致。
5.5.8安装
（1）由于施工现场狭小，加工为成品后，重量大，须采用手拉葫芦人工吊装。（2）由项目部搭设吊装用承重架，要求承重量不小于1吨，在架子上居中设一吊点，将2吨倒链挂在预设吊点上。
（3）结构吊装过程中，须在钢梯踏步中间焊接一吊环，钢梯焊接完成任务结束，切除吊环。
（4）将钢梯吊装就位；然后与墙体埋件焊接（L200×125×12角钢首先与墙体高强螺栓进行焊接，钢梁与L200×125×12角钢焊接，焊缝高度为8mm），从下向上安装。
6 楼梯计算书
6.1 结构组成
钢楼梯及钢平台采用[16a槽钢4mm厚花纹钢板制成，第一跑楼梯及第二跑钢平台采用牛腿式支座支撑于井壁一侧，与井壁采用8.8级M12螺栓连接，第三跑钢平台及第四跑楼梯采用焊接于顶管油缸支撑架固定。
6.2 框架结构静力分析
楼梯系统最大设计载荷：行人荷载按每人80kg计算，钢楼梯及钢平台采用4mm厚花纹钢板（3.14kg/m2），[16a槽钢（14.2kg/m2）焊接制作，焊缝为二级焊缝，第一跑楼梯自重200.928kg，第二跑钢平台自重309.12kg，第三跑钢平台自重193.008kg，第四跑楼梯自重170.016kg。
为简化计算同时保证系统的安全性，本计算书对梁构件之间的连接均按铰接考虑。查型钢表，得型钢几何参数如下：
材料组成截面
面积
（mm2）单 位
重 量
（Kg/m）惯性矩（cm4）截面模量（cm3）回转半径（cm）
IxIyWxWyixiy
[16a槽钢219517.23866.273.4108.340.96.281.83
螺栓的性能等级A级、B级螺栓（N/mm2）
普通螺栓8.8级400320
6.3 设计指标
设计刚度指标：（见《钢结构设计规范》GB50017-2003附录A）
楼梯梁容许挠度 
平台板容许挠度 
6.4 荷载计算
（1）第一跑楼梯梁荷载计算
第一跑楼梯中间及两端采用牛腿支撑，为二等跨连续梁。
①按楼梯梁挠度计算
楼梯梁为受弯构件，按其最大允许挠度计算梁可承受的最大集中荷载：
由
，得
由
，得
行人荷载按每人80kg计算，最多通行人数n=9083.71/800=11人
②按螺栓剪力计算
螺栓承受最大剪力
支座剪力
行人荷载按每人80kg计算，最多通行人数n=21063/800=26人
（2）第二跑钢平台梁荷载计算
第二跑钢平台中间两道支撑，两端分别支撑，为三等跨连续梁。
①按楼梯梁挠度计算
平台梁为受弯构件，按其最大允许挠度计算梁可承受的最大集中荷载：
由
，得
由
，得
行人荷载按每人80kg计算，最多通行人数n=13825.71/800=17人
②按螺栓剪力计算螺栓承受最大剪力
支座剪力
行人荷载按每人80kg计算，最多通行人数n=14715/800=18人
（3）第三跑钢平台梁荷载计算
第三跑钢平台中间三道支撑，两端分别支撑，为四等跨连续梁，支撑为[16a槽钢焊接。
①按楼梯梁挠度计算
平台梁为受弯构件，按其最大允许挠度计算梁可承受的最大集中荷载：
由
，得
由
，得
行人荷载按每人80kg计算，最多通行人数n=79921.28/800=100人
②按焊缝剪力计算螺栓承受最大剪力
支座剪力
行人荷载按每人80kg计算，最多通行人数n=1354008/800=1692人
（4）第四跑楼梯梁荷载计算
第四跑楼梯中间及两端支撑，为二等跨连续梁。
①按楼梯梁挠度计算
楼梯梁为受弯构件，按其最大允许挠度计算梁可承受的最大集中荷载：
由
，得
由
，得
行人荷载按每人80kg计算，最多通行人数n=9155.82/800=11人
②按螺栓剪力计算
螺栓承受最大剪力
支座剪力
行人荷载按每人80kg计算，最多通行人数n=21523/800=27人
根据上文计算，本工程中上下楼梯最大限载人数为11人。考虑30%富余量，现场规定每段楼梯及钢平台同时上下人数不应超过7人，限重560kg。
结 语：
西安市地下综合管廊PPP项目I标段（雁南一路至翠华路）顶DN3500管已完成8号井至9号井，1号井至3号井的顶进，本文论述的1号井楼梯的制作及安装方法满足施工要求，在保证安全运行的情况下，为整个施工带来极大便利。1号井楼梯的安装、制作及安全运行，各项数据均满足规范及施工要求，通过该项工程，我们总结出一套深基坑楼梯制作及安装方案，后期可以向类似工程广泛推广。
参考文献：
[1]郑奕舟.浅谈楼梯踏步定型模板在高层住宅施工中的应用[J].建材与装饰，2018（2）.
[2]《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-2011.
[3]《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002\J218-2002）.
论文作者:孙维振1 郭剑2,曲连峰2,郭树涛1
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/16
标签：楼梯论文; 荷载论文; 平台论文; 螺栓论文; 剪力论文; 钢板论文; 挠度论文; 《基层建设》2019年第25期论文;