淺析盛京金融廣場大型動臂塔吊的布置與選型

樊懷亮

摘要： 本論文針對盛京金融廣場項目C標段超高層塔樓，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，闡述了本工程大型動臂塔吊布置與選型中所遇到的問題及后續(xù)的思考，對布置幾臺塔吊？塔吊平面怎么布置？選什么樣的塔吊？選多大的塔吊？等問題進行深入的研究，論述了如何布置及選用大型動臂塔吊方能安全可靠，經(jīng)濟合理，本工程經(jīng)過精心策劃，共布置兩臺大型動臂塔吊—ZSL850/750，經(jīng)過近兩年的施工，塔吊使用順暢，歷經(jīng)9次爬升，未出現(xiàn)任何安全及技術(shù)事故，滿足現(xiàn)場施工需求。

Abstract： This paper is based on the high-rise towers of the C-section of the Shengjing Financial Plaza Project. Combined with the actual situation， this paper discusses the problems encountered in the layout and selection of the large boom tower crane and the follow-up thoughts. The questions like " how many tower cranes are needed？ How to arrange the tower plane？ What kind of tower crane are suitable？ What volume to choose？" are studied in depth. The methods to arrange and use large-scale boom tower crane safely and reliably are discussed. After careful planning， a total of two large boom tower crane-ZSL850 / 750 are laid. After nearly two years of construction ， there was no security and technical accidents， which meets the needs of site construction.

關(guān)鍵詞： 塔吊布置；塔吊選型；安全；可靠；經(jīng)濟；合理

Key words： tower crane layout；tower crane selection；safe；reliable；economical；reasonable

中圖分類號：TU974 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）11-0115-03

0 引言

隨著時代的發(fā)展，超高層建筑雨后春筍般的涌現(xiàn)，在建工程大型動臂塔吊紛紛“亮劍”，眾所周知，塔吊是一個工程垂直運輸?shù)纳€，一旦塔吊環(huán)節(jié)出了問題，施工現(xiàn)場必將面臨停工的危機，而且，近兩年來是建筑施工企業(yè)的“冬天”，在建筑經(jīng)濟理性放緩的大環(huán)境下，如何既能滿足現(xiàn)場施工需要，又能安全可靠，經(jīng)濟合理的布置及選用塔吊，這給施工企業(yè)提出了一個新的難題。

1 工程概況

盛京金融廣場工程是2014年沈陽市第001號工程，位于沈陽市和平區(qū)南京街以西、延邊街以東、撫順路以南、市府路以北，分為A、B、C三個標段，C標段為一棟超高層辦公樓，總建筑面積約15.46萬m2。地下4層（含夾層）、地上56層，建筑總高度為285.6m。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土核心筒—外框鋼結(jié)構(gòu)—鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。

2 大型動臂塔吊的布置

2.1 布置幾臺塔吊

本項目在施工前對整體工程進行吊次分析，吊次分析中包含所有需用塔吊吊裝的構(gòu)件：鋼結(jié)構(gòu)（鋼柱、鋼梁、鋼筋桁架樓承板、操作平臺、零星用吊等）、土建（鋼筋、鋼管、卸料平臺、液壓布料機、零星用吊等）。經(jīng)過系統(tǒng)的分析，得出以下數(shù)據(jù)（表1、表2）。

則每施工一層需用塔吊吊次為117吊次，每層工期按4天計算，則每天塔吊需提供吊次至少為30次。

根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，塔吊吊裝速度隨高度上升而上升，按不利情況，吊裝速度按40min/吊次（目前施工至180m高度，平均每吊次約為35min），每天按12h工作時間考慮，則每臺塔吊可提供吊次為18吊次。

由此可知，本工程需配備2臺動臂塔吊，方可滿足正常施工需要。

2.2 塔吊平面布置

大型動臂塔吊平面布置原則如下：

①靠近塔樓中心：由于外框鋼柱分部于塔樓周圈，塔吊需以最大范圍內(nèi)覆蓋塔樓，保證每根外框鋼柱均在吊裝范圍內(nèi)。

②根據(jù)現(xiàn)場平面規(guī)劃進行塔吊配置，吊重大的塔吊靠近鋼結(jié)構(gòu)材料堆放區(qū)，吊重小的塔吊放置于土建材料堆放區(qū)附近。

③塔吊布置選擇內(nèi)爬式或外掛式需根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定，內(nèi)爬式受力形式好，但塔吊布置區(qū)域范圍的水平結(jié)構(gòu)須滯后時候，面臨剔鑿、甩筋等額外工作的問題，一般超大型動臂塔吊選擇內(nèi)爬式附著，如大連中心·裕景選用的ZSL3200塔吊，本工程由于核心筒剪力墻與水平樓板同步施工，因此選擇外掛式支撐體系。

④綜合考慮塔吊布置對剪力墻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，盡可能的將支撐梁主梁放置于內(nèi)墻支座上，一方面保證剪力墻受力穩(wěn)固，另一方面減少剪力墻加固所帶來的問題。

⑤布置的動臂塔吊需滿足安全距離要求，后配重在回轉(zhuǎn)時不得相撞。

本工程在塔吊布置過程中共經(jīng)歷了以下三步驟：

第一步，根據(jù)平面規(guī)劃，確定塔吊位置，提出三種可行性方案，詳見圖1，圖2，圖3。

第二步，對三種方案進行比對，分析其優(yōu)缺點。

方案一：塔樓施工時南側(cè)ZSL850為主塔吊，北側(cè)ZSL750為副塔吊，裙房施工時另立STL260塔吊單獨負責裙房施工。

優(yōu)點：①塔樓裙房施工體系分開，塔吊使用互不影響，保證塔樓施工需求；

②裙房施工不存在塔吊死角；

③裙房施工工期短，ZSL750選用45m臂長即可滿足塔樓施工需求，從長遠角度看，更為合理。

缺點：①裙房塔吊安拆費用及群塔作業(yè)安全問題突出；

②三臺塔吊，費用高，塔吊利用率低；

③塔樓北側(cè)鋼柱需在鋼柱進場時區(qū)分好，由ZSL850塔吊吊至塔樓西側(cè)鋼結(jié)構(gòu)料場。

方案二：塔樓施工時北側(cè)ZSL750為主塔吊，南側(cè)ZSL850為副塔吊，裙房施工時不另立塔吊，由ZSL750塔吊兼顧裙房施工。

優(yōu)點：①只設立兩臺塔吊，減少塔吊按拆任務量，費用低；

②塔樓裙房同時施工時滿負荷運轉(zhuǎn)，塔吊利用率高。

缺點：①裙房塔樓同時施工時，塔吊可能出現(xiàn)不夠用情況；

②裙房施工存在塔吊死角，需借助汽車吊幫助；

③裙房施工完畢后，只施工塔樓來說，ZSL750大臂偏大，浪費資源。

方案三：塔樓施工時北側(cè)ZSL750為主塔吊，東側(cè)ZSL850為副塔吊，裙房施工時不另立塔吊，由ZSL750塔吊兼顧裙房施工

優(yōu)點：①只設立兩臺塔吊，減少塔吊安拆任務量，費用低；

②塔吊利用率高，塔樓裙房同時施工時滿負荷運轉(zhuǎn)；

③塔吊分工明確，ZSL850只負責塔樓鋼結(jié)構(gòu)施工，ZSL750塔吊兼顧塔樓鋼結(jié)構(gòu)施工，主負責裙房結(jié)構(gòu)及塔樓土建結(jié)構(gòu)。

缺點：①裙房塔樓同時施工時塔吊可能出現(xiàn)不夠用的情況；

②ZSL850支撐梁附著問題；

③裙房施工完畢后，只施工塔樓來說，ZSL750塔吊大臂偏大，資源浪費。

此步驟結(jié)果為：方案一經(jīng)濟性太差，首先被否決，方案二與方案三均存在優(yōu)缺點，需進一步分析。

第三步，綜合考慮塔吊布置各位置對剪力墻結(jié)構(gòu)造成的影響，對兩種方案取精去粕，最終形成最終方案如圖4。

此方案最大化優(yōu)化了以上方案的缺點，滿足吊裝半徑要求的同時，塔吊支撐主梁均位于核心筒內(nèi)墻支座上，受力合理，減少了剪力墻加固的費用，經(jīng)濟性高。如圖5所示。

3 大型動臂塔吊的選型

3.1 選擇什么樣的塔吊

工程伊始，必將面臨以下問題：選擇平臂吊還是動臂吊？選擇柴油塔吊還是電動塔吊？塔吊的臂長與自由高度如何確定？等等類似問題。

由于回轉(zhuǎn)要求，如工程只需一臺塔吊即可滿足施工要求，可選擇平臂吊做為垂直運輸工具，如塔吊數(shù)量≥2臺，則需選用動臂塔吊。

超高層施工不確定因素很多，在施工至150m以上時，由于電壓損耗，電動塔吊會出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定的情況，保險起見，超高層建筑一般均選擇柴油動力塔吊。

塔吊的臂長根據(jù)現(xiàn)場平面布置要求確定，為便于施工，塔吊大臂需覆蓋材料堆放整個場地，自由高度的確定還需根據(jù)塔吊、鋼柱、爬模三者之間協(xié)調(diào)比對方可得出，此文不予贅述。

由此，本工程選用柴油動力ZSL850/750兩臺動臂塔吊進行現(xiàn)場施工。

3.2 塔吊選型

塔吊的選型最根本是依據(jù)單根構(gòu)件重量確定，在確定塔吊型號之前，需對鋼構(gòu)件進行分節(jié)，超高層鋼柱一般2～3層為一節(jié)，在塔吊平面布置位置確定的情況下，根據(jù)分解重量，綜合考慮吊裝半徑，確定塔吊型號。

本工程根據(jù)構(gòu)件分節(jié)，確定單根構(gòu)件最大重量為30.2t，選用ZSL850/750兩臺大型動臂塔吊，在其回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)可滿足所有構(gòu)件的吊裝需求，詳見圖6。

由圖6可知，在重量為30.2t的情況下ZSL850/750的吊裝半徑，其中有一根鋼柱不在吊裝區(qū)域內(nèi)，項目經(jīng)分析，此鋼柱只有四層重量為30.2t，項目以精益管理為理念，并未將塔吊型號放大，而是將此鋼柱分節(jié)由原有兩層一節(jié)改為一層一節(jié)，則兩臺動臂塔吊可滿足現(xiàn)場所有構(gòu)件的吊裝需求，在基本不影響現(xiàn)場施工的話，節(jié)約了成本。

4 實際實施效果

經(jīng)過近兩年的施工，塔吊使用順暢，歷經(jīng)9次爬升，未出現(xiàn)任何安全及技術(shù)事故，滿足現(xiàn)場施工需求。

相比于法?？说葒庀冗M塔吊，ZSL850/ZSL750使用方便，技術(shù)支持、保養(yǎng)等方面更加容易，過程中未發(fā)生損壞，經(jīng)濟效益良好，同時ZSL850/ZSL750現(xiàn)已成為沈陽市和平區(qū)標志性地標，配合核心筒爬模上“中國建筑LOGO”，成功的打響了企業(yè)的品牌，社會效益顯著。

5 結(jié)束語

本文對超高層施工中大型動臂塔吊的布置及選型進行了闡述，針對盛京金融廣場項目實體工程所遇到的問題及后續(xù)的思考進行了解析，旨在為類似工程提供經(jīng)驗，少走彎路，有不足之處，請批評指正。

參考文獻：

[1]汪洋，楊深強.某超高層建筑塔吊選型探討[J].河南建材（電子版），2010（06）.

[2]李艷.論超高層建筑施工中塔吊的選型和定位[J].山西建筑，2012（02）.

[3]汪洋，楊深強.某超高層建筑塔吊選型探討[J].河南建材， 2010（03）.