因臺風傾覆的塔吊高空拆除施工技術

曾 敏

上海建工一建集團有限公司 上海 200120

2017年8月23日中午，超強臺風“天鴿”在珠海南部沿海登陸，最大風力達到16級，給珠江口區(qū)域帶來重大破壞，其風力之大、降雨量之強使珠江口西岸地區(qū)遭受幾十年一遇的罕見臺風災害。臺風造成珠海在建工程150多臺塔吊倒塌、傾覆，為了防止未倒塌機械設備造成次生災害，比如在建房屋結構破壞、外架坍塌及人員傷亡等，必須盡快進行拆除[1-2]。因此，如何及時拆除因臺風傾覆的塔吊對災后自救、災后重建工作具有重大意義。

1 工程概況

橫琴星藝文創(chuàng)天地項目位于珠海市橫琴島，東鄰天羽道，南鄰智水路，西至藝文一道，北接彩虹路，占地面積約為93 137.04 m2，總建筑面積約350 000 m2，項目分為B、C、D共3個區(qū)，包括3棟23層高塔樓，1棟4層演藝中心及1棟5層停車場。

B區(qū)辦公樓主體施工階段布置有1臺STT153-8 t塔吊（圖1），主臂長60 m，塔吊安裝在B1層地下室底板上，安裝高度54.6 m（相對基礎頂標高，1節(jié)基礎節(jié)＋15節(jié)標準節(jié)），首道附墻還未安裝。受臺風“天鴿”影響，塔機前面50 m起重臂被風吹折掉落到地面，基礎節(jié)標準節(jié)連接處有一側主弦桿彎曲變形，所有配重及平衡臂、起升機構、塔頭總成、回轉支座總成均懸在高空，未甩落，整個塔機倚靠在正在建造的建筑物上，并導致外架大面積變形損壞（圖2）。

圖1 辦公樓塔吊平面布置

2 重點、難點分析

1）由于傾覆塔吊倚靠在建筑物外立面上，處于極不穩(wěn)定狀態(tài)，隨時都有可能由于外力的影響，或者外架鋼管的疲勞變形發(fā)生更大危險。同時受超高空場地條件、天氣、風等因素影響大，給塔吊拆除帶來較大困難[3]。

圖2 塔吊倒塌現(xiàn)場

2）塔吊處于將倒未倒的狀態(tài)，重心倒向建筑物內，隨時有可能因為零配件、配重滑落等對建筑物及其他設施造成二次破壞。

3）塔機已變形主弦桿以上部分約10節(jié)標準節(jié)，倒塌在外架及主體結構模板支架處，大面積腳手架已經(jīng)被砸至嚴重變形，剪刀撐、拉結桿損壞，與倒塌標準節(jié)相互交織，增大了拆除難度。

4）塔吊覆蓋范圍內均為地下室頂板，物料加工廠、堆場、倉庫布置較多，如果拆除不當，可能對下方臨時設施及地下室結構造成傷害。

3 拆除方案比選

3.1 采用1臺大型汽車吊拆除

采用500 t汽車吊1臺，負責塔吊拆除及配合裝車工作。確保在最不利工況下，塔機零部件的質量小于汽車吊起重量。但是由于設備自重大，停放在地下室頂板上，故需對頂板承載力進行復核并加固。

3.2 采用2臺中型汽車吊拆除

采用200 t左右的汽車吊2臺，一臺負責設備的拆除及配合裝車，另一臺負責保障塔機在拆除過程中的受力平衡及將操作人員運送至高空操作。但是由于設備自重大，停放在地下室頂板上，故需對頂板承載力進行復核并加固。

3.3 拆除方案比選

3.3.1 采用1臺大型汽車吊拆除

1）優(yōu)點：可以一次性拆除危險構件，拆除速度快；拆除技術成熟，起重量大，安全性高。

2）缺點：場地要求苛刻，頂板承載力不滿足要求，需要大面積回頂加固；操作人員需要在傾斜的塔身上工作，安全性得不到保障；費用高，每個臺班約15萬元。

3.3.2 采用2臺中型汽車吊拆除

1）優(yōu)點：操作人員不需要在塔身上工作，人可以在安全籠內用汽車吊送上去，安全性好；設備自重小，場地要求不高，僅需要局部回頂加固；費用較低，拆除完成約12萬元。

2）缺點：拆除技術成熟，但需要分部件拆除，拆除速度慢。

3.4 拆除方案確定

通過上述對比[4]，同時綜合考慮不同型號汽車吊需要占用的場地大小、需要回頂加固的范圍大小以及操作人員的安全保障，決定采用2臺中型汽車吊拆除的方案。通過現(xiàn)場水平距離、垂直距離的實測實量，并仔細查看汽車吊的技術參數(shù)，決定選用1臺260 t和1臺160 t的汽車吊同步拆除。選用2臺中型汽車吊雖然要分次拆除，速度慢一些，但是在其他方面均有優(yōu)勢，尤其在保證人的安全方面，是2種方案中的最優(yōu)選擇。

4 拆除作業(yè)控制重點

4.1 運輸路線和準備工作

拆除時，汽車吊直接從大門進入，停放在地下室頂板上，現(xiàn)場需保證道路通暢及汽車吊站位區(qū)域平整、結實，塔機拆卸區(qū)域內無任何建筑周轉材料和障礙物，保證擺放塔機部件和拆卸的必備場地。對作業(yè)區(qū)垂直面的腳手架等建筑材料進行加固，提前拆除倒塌塔機周圍浮置易落的腳手架，確保拆卸時無高空墜物，保證塔機的順利切割、吊裝；清理、拆卸塔機周圍的木材等易燃易爆物品，防止切割時引發(fā)火災。

4.2 結構回頂加固及汽車吊就位

在汽車吊停放中心位置及外擴一條軸線的范圍，在B1層搭設滿堂支架進行回頂加固，并且配合進行放線，使汽車吊支腿點盡量落在地下室頂板的梁柱上方，同時汽車吊支腿點必須鋪設鋼板或者專用路基箱。

4.3 配重塊的拆卸

配重塊配置為4A＋B(4×3.9 t＋2.9 t)。260 t汽車吊進場，在距離塔機基礎中心16 m位置支腿就位，用2根φ22 mm的鋼絲繩綁扎固定在塔頭節(jié)頂部，稍微帶緊，160 t汽車吊在距離基礎中心20 m位置支腿就位，主臂62 m，回轉半徑保證在30 m，額定吊載為7.9 t，塔機配重塊質量最大為4 t，負載率51%，滿足汽車吊拆卸要求（圖3）。

拆卸吊載時，應選擇單點吊；鋼絲繩吊索的規(guī)格為：6×37S＋FC-1770-22。

1）配重從平衡臂最外端開始拆除。

2）首先拆除固定配重的螺桿，用160 t汽車吊吊起外端的配重，拆除二件穿進配重的定位孔內的銷軸，將其慢慢吊起，并緩慢放置在地面安全位置。

3）重復以上拆除動作，直到配重塊全部拆除完成。

4.4 平衡臂的拆卸

圖3 配重拆卸示意

平衡臂總成質量為5.3 t，起升機構質量為1.5 t。160 t汽車吊位置不變，距離起吊物回轉半徑小于20 m，主臂62 m，額定起重量12.1 t，滿足汽車吊拆卸吊裝要求（圖4）。

平衡臂拆卸吊裝時，采用4點吊；鋼絲繩吊索的規(guī)格為：6×37S＋FC-1770-22。

1）拆卸起升機構，汽車吊吊索采用4點吊裝，慢慢收緊吊索，拆除起升機構與配重臂連接的4個φ50 mm×150 mm銷軸，將起升機構吊至地面。

2）在平衡臂的前端、后端分別系1根長50 m的導向麻繩。

3）4根吊索固定在平衡臂上4個專用的吊裝孔位置，稍稍向上提起平衡臂，拆除塔頭節(jié)和平衡臂拉桿的φ70 mm×200 mm連接銷軸。

4）用一個2 t的手拉葫蘆綁系在平衡臂根部節(jié)和塔頭節(jié)之間，稍微收緊；拆除平衡臂根部與塔頭節(jié)連接的φ125 mm×292 mm銷軸，慢慢放松葫蘆，同時汽車吊慢慢下放，使平衡臂慢慢從塔頭連接板中脫出，觀察其處于穩(wěn)定狀態(tài)后，松開葫蘆，將平衡臂慢慢吊放到地面。

5）松開平衡臂前端、后端的麻繩，至此，160 t汽車吊即完成平衡臂拆卸工序。

4.5 起重臂的拆卸

50 m起重臂的質量為8 t。160 t汽車吊回轉至起重臂方向，距離起吊物回轉半徑小于12 m，主臂長62 m，額定起重量為15.5 t，滿足汽車吊拆卸吊裝要求（圖5）。

圖5 起重臂的拆卸示意

汽車吊拆卸吊裝時，采用2點吊；鋼絲繩吊索的規(guī)格為：6×37S＋FC-1770-32。

1）在起重臂總成前端、后端各系1根長50 m的導向麻繩。

2）鋼絲繩綁扎固定在起重臂頂部往下第2個水平桿位置，在未拆卸的起重臂上彎曲部分的起重臂上弦桿上且彎曲變形比較小的位置設置切割點，切割點前后采用一個5 t手拉葫蘆牽引一下，力量適中。

3）操作人員站在未變形的起重臂上，系掛好安全帶，站穩(wěn)扶好后，由專業(yè)焊工用氧氣乙炔將彎曲下墜的起重臂上弦桿割除（切割到剩余最后幾厘米的厚度時，采用熔斷的方式進場割除，防止產(chǎn)生大的晃動），然后慢慢放松導鏈。

4）汽車吊慢慢提起起重臂，繼續(xù)放松導鏈，待起重臂穩(wěn)定后，解除導鏈約束，人員全部撤離，緩緩吊起起重臂，并將其慢慢下降至地面分解。

5）在最根部一節(jié)10 m起重臂前后各系1根50 m的導向麻繩。

6）在最根部起重臂與塔頭連接處，用一個2 t手拉葫蘆牽引一下，力量適中。

7）將起重臂下部主弦桿銷定在塔頭節(jié)定位銷軸上的M24×80 mm螺栓拆除。

8）汽車吊吊索固定在第1節(jié)起重臂上弦桿中部左右對稱約2 m的位置，將此段起重臂稍稍提起；拆除起重臂主弦桿與塔頭拉板銷軸連接點的φ90 mm×175 mm銷軸與φ20 mm×237 mm插銷等，逐漸松開葫蘆，同時將起重臂稍稍提起，觀察其處于穩(wěn)定狀態(tài)后，徹底松開手拉葫蘆，并將其慢慢下降至地面分解。

9）松開起重臂前端、后端的麻繩，至此，160 t汽車吊即完成起重臂拆卸工序。

4.6 塔頭節(jié)、回轉機構、套架及3節(jié)標準節(jié)的拆卸

塔頭節(jié)質量為3.82 t，回轉機構總成質量為5.9 t，套架質量為4.7 t，3節(jié)標準節(jié)質量為5.34 t，套架和3節(jié)標準節(jié)質量為10.04 t。260 t汽車吊位置不變，距離塔機基礎中心20 m，主臂伸長67.3 m，距離起吊物回轉半徑小于20 m，額定-18.2 t，構件最大質量10.04 t，負載率55%，滿足汽車吊拆卸吊裝要求（圖6）。

圖6 塔頭節(jié)、回轉及套架等拆卸吊裝示意

汽車吊拆卸吊裝時，采用4點吊；鋼絲繩吊索的規(guī)格為：6×37S＋FC-1770-32。

1）將吊索具左側吊點固定在塔頭節(jié)頂部水平桿兩端位置，拆除塔頭節(jié)與回轉上支座的四耳座中φ70 mm×165 mm銷軸及其他緊固件，緩緩吊起，將塔頭節(jié)吊運到地面指定位置。

2）拆除回轉機構與標準節(jié)連接的魚尾板內φ55 mm×140 mm銷軸與φ20 mm×210 mm插銷等。

3）拆卸回轉結構時，用4個4 t的卸扣將吊索固定在4個吊裝孔內；稍微提起，使回轉機構與塔身節(jié)分離，待確定其處于穩(wěn)定狀態(tài)之后，并將其慢慢下落至地面的安全區(qū)域。

4）將吊索具左側吊點固定在套架頂部四角的銷軸孔內，收緊鋼絲繩。

5）操作人員站在腳手架操作平臺上，將塔機套架外面第13節(jié)標準節(jié)與第12節(jié)標準節(jié)之間連接的φ55 mm×140 mm銷軸與φ20 mm×210 mm插銷拆除，使2節(jié)標準節(jié)完全脫離。

6）拆卸吊裝時，用4個12 t卸扣將吊索固定，左側吊點固定在套架內側第14節(jié)標準節(jié)和第15節(jié)標準節(jié)的連接位置，右側吊點固定在塔頭節(jié)底部位置；稍微提起，確定其處于穩(wěn)定狀態(tài)，并且與剩余標準節(jié)完全脫離后，繼續(xù)緩緩吊起，并將其慢慢降落至地面指定位置。

4.7 剩余標準節(jié)分段拆卸

260 t汽車吊位置不變，主臂伸長67.3 m，距離起吊物回轉半徑小于20 m，額定起重量18.2 t，3節(jié)標準節(jié)質量為5.34 t，負載率30%，滿足汽車吊拆卸吊裝要求（圖7）。

圖7 剩余標準節(jié)拆卸吊裝示意

汽車吊拆卸吊載時，采用2點吊；鋼絲繩吊索的規(guī)格為：6×37S＋FC-1770-22。

1）將吊索穿繞在標準節(jié)的魚尾板銷軸孔上。

2）將被吊標準節(jié)與下方標準節(jié)連接的φ55 mm×140 mm銷軸與φ20 mm×210 mm插銷拆除；將標準節(jié)緩緩吊起，并將其慢慢降落至地面指定位置。

3）重復以上步驟，拆除全部標準節(jié)。

5 結語

本工程倒塌塔吊于臺風后10 d順利拆除，拆除過程順利、高效、安全，事實證明施工方案是可行的[5-6]。

塔吊拆除選用技術成熟的汽車吊，并充分考慮到作業(yè)人員的安全，分部件、按步驟將塔吊逐一拆除，簡化了準備工作，提高了工作效率，受到參建各方及政府職能部門的一致好評，同時也為日后類似情況的處理提供了有效的參考。