淺談中德·英倫世邦裝飾塔樓的施工技術(shù)

吳德鴻

(四川省建筑機械化工程公司，四川成都 610051)

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淺談中德·英倫世邦裝飾塔樓的施工技術(shù)

吳德鴻

(四川省建筑機械化工程公司，四川成都 610051)

【摘要】在建筑施工過程中，有時會遇到施工現(xiàn)場現(xiàn)有施工機械不能滿足施工要求。文中針對中德·英倫世邦工程裝飾塔樓施工時，現(xiàn)場塔機不能滿足物料提升高度要求，通過安裝自制的鋼管桅桿式起重機接力吊運塔樓所需的物料，順利完成了施工任務(wù)。

【關(guān)鍵詞】裝飾塔樓；鋼管桅桿式起重機；接力吊運；桅桿安裝

1工程概況

中德·英倫世邦3、4、6號樓屋頂共有4座裝飾塔樓。其中3號樓1座塔樓頂標高138.8m，錐體21.55m；4號樓1座頂標高130.9m，錐體21.55m；6號樓有2座塔樓，1座頂標高130.9m，錐體21.55m；另一座頂標高129.2m，錐體19.8m。4座塔樓的錐體下段為正八邊形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架。最高塔樓鋼筋混凝土標高117.25m，上段為圓錐體型薄壁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。塔體主樓外側(cè)安裝有一臺塔式起重機，因塔身需要與建筑物附著連接，連接最大標高在103.75m層框架梁側(cè)，塔式起重機物料提升高度只能到達129m,而塔樓從主樓屋面(標高：101.95m，塔頂標高：138.8m)117.25m以上的塔樓錐體有21.550m高度的模板、鋼筋、混凝土、裝飾材料等不能吊運到位，影響工程施工工期。

根據(jù)工程需要，擬在塔樓下段為正八邊形的3層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架柱上安裝鋼管桅桿式起重機接力吊運工程所需用的各種建筑材料，滿足土建工程施工的需要。桅桿式起重機需制作3套，其中有一套重復利用。

根據(jù)施工現(xiàn)場實地考察，大樓施工圖紙及工程所需用的各種材料、工具幾何尺寸、重量等因素，擬在塔樓下段八邊形鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)一根立柱外側(cè)3、4層框架梁間安裝一根鋼管桅桿式起重機，桅桿高度26.5m，其中錐體部分21.7m，固定在立柱部份4.8m,懸臂水平長度3.0m，物料起吊重量0.5t。

塔樓桅桿吊裝施工場地十分狹窄，為了提高施工效率，塔吊將所有建筑材料等吊至塔樓框架頂外側(cè)施工腳手架平臺上，再采用桅桿接力將建筑材料等吊裝至所需施工平面，提高工程效率。

2鋼管桅桿制作安裝及塔樓施工建筑材料的吊運主要方法

本文以3號樓為例，介紹塔樓屋頂面鋼管桅桿制作和安裝。

2.1吊裝建筑材料的鋼管桅桿設(shè)計

采用單根垂直安裝無縫鋼管桅桿，下端立于錐形塔樓下面正八角樓外側(cè)橫梁牛腿上并固定，桅桿上端口用6根φ12鋼絲繩固定均布于屋頂平面，兩兩鋼絲繩間夾角約52°，鋼管桅桿上端設(shè)為可轉(zhuǎn)動的懸臂吊桿，插入式向上斜傾45°吊桿，插入長度約1.2m，懸臂用φ219×6鋼管長度4.24m，起重量0.5t。立柱用φ245×8無縫鋼管，長度26.5m，主柱垂直。桅桿上端口加焊δ10鋼板加蓋并作纜風鋼絲繩的上端連接固定點，懸臂吊桿上端焊一個吊耳，并掛一個1t三相電動葫蘆。

2.2桅桿制作

桅桿在主樓屋頂制作，主桿用φ245×8鋼管焊接成26.5m。桅桿用倒裝法制作組對。首先用數(shù)米φ245×8鋼管，一端用δ10鋼板封口，此δ10鋼板用以承受懸臂吊桿的壓力。封板焊接在離管口2cm位置，先焊3塊支撐塊，再焊封板。封板應垂直鋼管。用一段1.2m的φ245×8鋼管，在一端用δ10鋼板加蓋，此鋼板應大于鋼管直徑10cm，周邊開6個φ35孔制作成風繩掛耳；中間開一個φ225孔，用以插懸臂吊桿；在1.2m段另一端鋼管內(nèi)，用3mm鋼筋焊在離端面約300mm的地方，用以插懸臂吊桿；1.2m段制作完成后再與相鄰段(已封口的一段)焊接在一起。懸臂吊桿用φ219×6無縫鋼管制作，插入φ245鋼管部分長1.3m，向上斜傾45°角的吊桿，長4.24m，斜傾點用δ10鋼板加固，吊桿端頭用δ10鋼板封死，并在端頭用δ10鋼板焊一個吊耳，用以吊掛1t電動葫蘆。懸臂吊桿制作完成后將其插入φ245鋼管上端。其余φ245×8鋼管用倒裝法，用塔吊進行組對成26.5m，并在桅桿上每0.5m焊一個爬梯，此時整根桅桿重約1 500kg。桅桿全部組對完后，全長彎曲度控制在50mm內(nèi)。

2.3桅桿安裝

桅桿安裝在塔樓的八角形塔樓外側(cè)橫梁牛腿上。桅桿上段(即塔樓錐形體段)21.7m，桅桿下段4.8m(即固定在八角形塔樓牛腿部分)。安裝前需先在該上下兩個位置制安牛腿，下牛腿為承受桅桿及重量的支承牛腿，上牛腿為固定桅桿的固定牛腿。下牛腿固定在112.45m鋼筋混泥土橫梁邊，牛腿面板用δ10、400mm×400mm鋼板，兩側(cè)用邊長400mm三角形鋼板作支撐板，并焊接在一塊固定鋼板上，固定鋼板用6顆M16化學螺栓與橫梁連接。牛腿用δ10鋼板制作而成。用塔吊將桅桿吊到牛腿上，注意吊裝前應將攬風繩、轉(zhuǎn)動白綜繩、電動葫蘆掛好，臨時固定。另外，還應將懸臂吊桿臨時固定(這些臨時固定待桅桿吊立固定后松開)。將風繩固定在四周建筑物上或自制地錨上，每根風繩用1根3t花籃螺栓或手動葫蘆固定。調(diào)整桅桿的垂直度使之不超過50mm，將桅桿與下牛腿和上牛腿焊接固定，然后在錐體約5m高處節(jié)點用鋼管成八字形與桅桿連接成一個支撐點。此時風繩的自重及預緊力約為每根50kg。

樓面桅桿安裝平面見圖1、立面見圖2。

圖1　標高117.25 m桅桿安裝平面示意

圖2　桅桿安裝立面

2.4桅桿拆除

鋼管桅桿的拆除與安裝的順序相反，方法相同。

2.5塔樓施工建筑材料吊運

桅桿安裝調(diào)試好后，利用塔式起重機將建筑材料轉(zhuǎn)運至桅桿下2m以內(nèi)的平臺上，吊鉤鉤掛吊藍，搖臂端頭設(shè)2根溜繩(細鋼絲繩)30m，拉拽臂頭轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)運建筑材料，防止構(gòu)件碰撞建筑物、纜風繩、腳手架等。用電動葫蘆緩慢收緊鋼絲繩，繼續(xù)起升吊籃，超過所需施工樓面大于500mm，利用兩端預設(shè)溜繩拉拽住吊籃向施工樓面內(nèi)轉(zhuǎn)動并固定，并逐漸下降吊繩吊籃，直至建筑材料及構(gòu)件在操作平臺上就位。循環(huán)使用同樣方法完成其余各層建筑材料、構(gòu)件吊運就位工作。

2.6吊運施工的安全技術(shù)措施

(1)起重桅桿安裝必須經(jīng)過嚴格試驗，合格后才能進行吊運。

(2)電動葫蘆在使用前需試吊，確定完好后才能掛到吊桿上去。電動葫蘆的操作人員應經(jīng)常檢查和保養(yǎng)設(shè)備，使之處于正常狀態(tài)。在正式吊運前，應空轉(zhuǎn)檢查，必須確認制動器和保險裝置正常后，才可工作。

(3)操作人員應按指揮人員的口哨或?qū)χv機信號進行操作，若指揮信號不清，操作人員可拒絕執(zhí)行，并應立即通知指揮人員。

(4)遇有大風、濃霧，致使指揮人員看不清工作地點或操作人員看不清時，不得進行物料吊運。

(5)桅桿不得超載荷起吊，為防止超載現(xiàn)象，裝水泥的整個吊箱(或水泥小車等)應專門制成，吊箱及物料等總重量控制在500kg以內(nèi)。

(6)桅桿工作時，操作人員應集中精力，不得與旁人談笑、吸煙等。未經(jīng)指揮人員許可不得擅自離開起重機械。

(7)吊鉤上升到極限位置，應距臂桿頂部1.0m。桅桿停用后，空鉤上不得掛物件。

(8)桅桿工作時，應有防止桅桿自由旋轉(zhuǎn)不超過工作角度的擋板和安全措施。

(9)吊鉤鋼絲繩不垂直時，擺幅過大，不得進行起吊。

(10)當起吊重物吊離地面0.2m時，應進行全面檢查，確認各部情況正常后才可正式起升。

(11)重物提升時速應均勻平穩(wěn)，落下時應低速輕放，不得忽快忽慢或突然制動。

(12)起重工作區(qū)域內(nèi)無關(guān)人員不得停留或通行。吊起重物的下方，任何人員不得通過或逗留。

(13)電動葫蘆操作人員開動及起吊過程的每一個動作前，均須發(fā)出戒備信號。起吊物件時任何人不得站在被吊起的物件上。

(14)在起吊過程中若起吊機械發(fā)生故障或出現(xiàn)不正常現(xiàn)象時，必須放下重物，停止運轉(zhuǎn)，進行排除，嚴禁在運轉(zhuǎn)中進行保養(yǎng)、調(diào)整及檢修。

(15)電動葫蘆工作過程中若發(fā)生故障而不能放下重物時，應采取適當措施，以保安全。

(16)電動葫蘆工作完畢后，工作人員切斷電源，關(guān)閉電箱并上鎖后才能離開。

(17)吊裝作業(yè)人員必須正確穿戴勞保用品。

(18)桅桿在豎立和組對過程中，應在桅桿上每0.5m焊爬梯。

3桅桿制作的受力計算

計算簡圖如圖3所示。

圖3　計算簡圖

3.1懸臂吊桿驗算

彎矩M=P1×L2+P2×L2/2

P1=(500+200)×1.1=770kg(起吊最大重量為500kg,電動葫蘆、吊耳、掛件等200kg,動載系數(shù)1.1)。

P2=4.24×31.52=133.64kg(φ219×6懸臂鋼管自重)

M=P1×L2+P2×L2/2=770kg×220cm+133.64kg×110cm=184100.4kg·cm

查表得知φ219×6鋼管斷面系數(shù)W=208cm3

吊桿最大彎曲應力為：

σ=M/W=184100.4/208=885.09kg/cm2<[σ]=

2150kg/cm2

故懸臂吊桿是安全的。

3.2主桅桿的驗算

桅桿自重N=21.7×46.76+4.24×31.52=1148.33kg

風繩及預拉力和電動葫蘆等的重量N1=300+200=500kg

應力σ=M/W+Pz/(φF)

柔度λ=μl/r=0.7×16.7×100/8.42=139

(μ為計算長度的修正系數(shù)；l為桅桿的長度cm；r鋼管的回轉(zhuǎn)半徑)

查表得桅桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.354 ,斷面系數(shù)W=341.6cm3,截面積F=59.5cm2。

計算應力:

σ=M/W+Pz/(φF)=M/W+(P1+P2+N+N1)/

(φF)=184100.4/341.6+(770+133.64+1148.33+500)/0.354×59.5=660.1kg/cm2<[σ]=2 150kg/cm2

故主桅桿是安全的。

3.3對牛腿的最大壓力

Pi=N+P1+P2+4.8×46.76+N1=

1148.33+770+133.64+224.44+500=2776.41kg

3.4牛腿鋼板與鋼筋栓連接螺栓受力計算

牛腿受桅桿的垂直壓力，每個牛腿由6個螺栓承受，螺栓主要承受剪力，每個牛腿以2個螺栓受力計算，2個牛腿為4個最大受力螺栓。

τ=Pi/(4F1)=2776.41/4×1.411=

492.27kg/cm2<[τ]=850kg/cm2

式中：F1為化學螺栓截面積。

因螺栓受拉力非常小，不再進行驗算。

3.5牛腿焊縫受力

以一個牛腿的2個支撐板焊縫受剪力計算，此焊縫一個支撐板受剪力長為40cm，焊縫高0.5cm，則受力面積為：

F=40×0.5=20cm2

τ=Pi/2F=2776.41/(2×20)=69.41kg/cm2<[τ]=850kg/cm2

參考文獻

[1]JGJ276-2012 建筑施工起重吊裝工程安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2]王官遜.起重機設(shè)計手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1984.

[3]沈從周.機械設(shè)備安裝手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社, 1986.

【中圖分類號】TU758.15

【文獻標志碼】B

[定稿日期]2016-03-02