塔吊超長輕型桁架附著在工程中的運(yùn)用

楊勛 張維文 張健

【摘要】隨著建筑領(lǐng)域中建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市綜合體工程將在今后的建筑發(fā)展中不斷涌現(xiàn)。高層住宅和多層商業(yè)建筑施工過程中不可避免會受到場地范圍和場地移交限制塔吊布置，塔吊布置要滿足進(jìn)度和成本的要求，難免會出現(xiàn)塔吊和要附著的建筑主體距離長，塔吊的超長附著作為城市綜合體工程中解決垂直運(yùn)輸?shù)牧硪环N方式將不斷在今后的建筑施工中運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】塔吊附著;超長桁架;施工要點(diǎn)

1、超長附著概念

塔吊超長附著一般大于塔吊標(biāo)準(zhǔn)附著桿的2-4倍，故需重新設(shè)計(jì)組成材料、結(jié)構(gòu)形式、安拆方法，選擇更合理的附著體系。與傳統(tǒng)塔吊附著方案對比，輕型桁架附著體系適用范圍更加寬廣，工具化的優(yōu)勢較為明顯，是今后的發(fā)展方向。

2、工藝原理及流程

塔吊超長附著的原理是，根據(jù)塔吊離建筑物距離較長的特點(diǎn)，選用超長輕型桁架附著結(jié)構(gòu)，桁架結(jié)構(gòu)附著能充分利用材料的強(qiáng)度，在跨度較大時(shí)節(jié)省材料、減輕自重和增大剛度;超長附著撐桿由主肢角鋼+綴條角鋼組成格構(gòu)化的一種梁式結(jié)構(gòu)，桁架形式為矩形，制作嚴(yán)格遵守《鋼桁架制作工藝標(biāo)準(zhǔn)》;為便于運(yùn)輸及現(xiàn)場安拆塔吊附著，輕型桁架附著以6m的模數(shù)組合，組合節(jié)點(diǎn)處以高強(qiáng)螺栓連接，可以滿足現(xiàn)場不同附著距離需求。

3、工藝流程

（1） 施工準(zhǔn)備

1）現(xiàn)場準(zhǔn)備

a、首先了解塔吊現(xiàn)有高度、超長附著距離、塔吊最大獨(dú)立高度、現(xiàn)有場地標(biāo)高等基本情況，以便于設(shè)計(jì)計(jì)算;

b、對現(xiàn)場場地進(jìn)行清理，以便于材料的運(yùn)輸和構(gòu)件的組拼和吊裝。

2）查看現(xiàn)場、技術(shù)分析（確定初步方案）

根據(jù)不同塔吊的特點(diǎn)以及塔吊與要附著的建筑主體之間的距離，確定塔吊附著超長方案，對以下幾個(gè)問題進(jìn)行了分析：

a、塔吊結(jié)構(gòu)附著位置

b、塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)附著框安裝位置

c、塔吊超長附著的安裝位置、安裝高度及安裝方法

考慮到附著長度較長，結(jié)構(gòu)所受的抗傾覆力較大且復(fù)雜，根據(jù)不同的塔吊型號在工作狀態(tài)下對建筑結(jié)構(gòu)拉壓力，安裝角度選定，塔吊附著于拉壓力250-400KN的結(jié)構(gòu)（根據(jù)《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》選定）塔吊附著框的安裝位置需避開標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上、下端部突出部位，且安裝后的完成面應(yīng)盡量使塔吊附著水平桿件在同一個(gè)水平面上。

跟據(jù)現(xiàn)場情況和實(shí)際施工進(jìn)度，附著安裝使用時(shí)，砼的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到90%以上，根據(jù)不同的塔吊型號選擇不同的塔吊附著間距，一般塔吊附著間距范圍為15m-25m之間。

安裝位置根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)滿足以上幾點(diǎn)要求即可。安裝方法根據(jù)計(jì)算出的塔吊附著構(gòu)件重量來確定選用自身塔吊吊裝還是借助其他起重設(shè)備吊裝。

（2）塔吊超長附著設(shè)計(jì)：

塔吊安裝附著后，塔吊產(chǎn)生的各種主要荷載主要出現(xiàn)在最上一道附著上部的塔身懸出部位，因此這種連續(xù)梁的豎直多跨靜定支撐，向上伸展中，每加一道附著支撐時(shí)，只要校核最上一道附著支撐是穩(wěn)定的，無疑下面的支撐也是穩(wěn)定的，則整體塔身附著也穩(wěn)定。

1）設(shè)計(jì)基本參數(shù)和數(shù)據(jù)

附著設(shè)計(jì)時(shí)考慮塔機(jī)受力主要參數(shù)，針對不同型號的塔吊受力情況，如塔身水平力、彎矩、扭矩等應(yīng)按不同塔吊的使用說明書采用。

附著裝置受力主參數(shù)：根據(jù)塔吊附著受力的簡化模型，附著框架的最大拉力、附著撐桿的最大拉壓力、軸向偏心壓力、建筑物預(yù)埋墻板的最大拉壓力根據(jù)塔機(jī)附著受力計(jì)算公式確定具體數(shù)值;塔吊超長輕型桁架附著長細(xì)比<120，主弦單肢長細(xì)比小于整體長細(xì)比的0.7倍，附著桿綴條長細(xì)比<120，安全系數(shù)1.34設(shè)計(jì)。

2）設(shè)計(jì)要求的操作要點(diǎn)

a、附著框架按四件L梁設(shè)計(jì)，用16件M24高強(qiáng)螺栓連接，與附著撐桿的連接為雙耳板銷軸鉸接。

b、附著撐桿按三桿設(shè)計(jì)。為方便運(yùn)輸，每根撐桿設(shè)計(jì)成三段組合，每段組合用8件10.9級M20高強(qiáng)螺栓連接。撐桿的結(jié)構(gòu)按軸向偏心受壓格構(gòu)式桿件進(jìn)行計(jì)算，兩端連接為單耳板銷軸鉸接。

布置要求

a、撐桿布置角度a： a≤45°，要求盡可能保持范圍：30°～45° ，此時(shí)撐桿受力較為理想。

b、預(yù)埋墻板與建筑物豎梁的連接采用鉤形圓鋼與主鋼筋聯(lián)網(wǎng)焊接設(shè)計(jì)，預(yù)埋墻板與附著撐桿的連接采用雙耳板銷軸鉸接設(shè)計(jì)。

c、附著框架和預(yù)埋墻板的安裝位置必須與塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)中間橫腹桿齊平，高差不大于±100mm。

d、所有焊縫均為全熔透一級焊縫，主肢角鋼和鋼板采用L形圍焊，主肢角鋼和綴條角鋼之間采用三面圍焊，超聲波100%檢測。

e、三根附著撐桿安裝完畢后，在附著裝置水平平面內(nèi)，兩根較近的撐桿中間用1件不小于[8槽鋼連接焊牢，防止兩根撐桿水平左、右方向失穩(wěn)。

附著裝置配置

常規(guī)塔吊附著多使用方形截面形式的槽鋼，根據(jù)超長塔吊附著結(jié)構(gòu)受力性能，主肢+綴條形成的輕型桁架結(jié)構(gòu)，主肢角鋼規(guī)格一般比綴條角鋼規(guī)格大2個(gè)規(guī)格。綴條角鋼一般和主肢角鋼成45度焊接。

（3）現(xiàn)場復(fù)核、調(diào)整

設(shè)計(jì)方案完成后，對設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行現(xiàn)場復(fù)核，最終形成精確數(shù)據(jù)，以免構(gòu)件加工制作。

（4）塔吊附著構(gòu)件、制作、加工，埋件安裝

方案確定后進(jìn)入構(gòu)件制作、加工和埋件安裝階段。預(yù)埋件和構(gòu)件均在加工廠車間加工制作成型、檢驗(yàn)合格后運(yùn)往工地現(xiàn)場。預(yù)埋件在一層砼澆筑之前進(jìn)行埋設(shè)，埋設(shè)時(shí)應(yīng)保證預(yù)埋位置的準(zhǔn)確。

（5）塔吊附著的安裝

附著的安裝通過塔吊 自身調(diào)運(yùn)完成。附墻框位置搭設(shè)安裝平臺，安裝時(shí)應(yīng)注意附著框的標(biāo)高位置，使附著構(gòu)架盡量保持水平。將一側(cè)的附著框架吊至塔身的附著點(diǎn)處，先用鐵絲將其固定在塔身上。將另一側(cè)附著框架吊起就位，然后將兩外側(cè)框架聯(lián)接在一起。附著框架四角用16個(gè)調(diào)節(jié)螺栓通過頂塊把標(biāo)準(zhǔn)節(jié)頂牢。將附著桿吊至附著點(diǎn)處，對準(zhǔn)附著框架的銷軸孔，打入連接銷軸，然后再調(diào)整至建筑物預(yù)埋支座處。根據(jù)安裝要求完成附墻桿間的安裝。

（6）調(diào)整塔身垂直度

附墻件安裝完成后，起吊一重量適當(dāng)?shù)闹匚锸顾跚昂筇幱谄胶馕恢?，使用?jīng)緯儀對塔身垂直度進(jìn)行觀測，并利用撐桿對垂直度進(jìn)行調(diào)整。

（7）對塔機(jī)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，合格后方可正常使用。

4、安裝技術(shù)要點(diǎn)

（1）附著架和預(yù)埋板的安裝位置必須與塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)中間橫腹桿齊平，高差不大于±100mm，組裝每一根附著撐桿時(shí)，按每支角鋼架上的組合標(biāo)記進(jìn)行組裝，組合標(biāo)記用英語字母（A1/A2/A3，B1/B2/B3，C1/C2/C3）表示。

（2）焊接采用E4310焊條施焊，焊縫不得有氣孔、夾渣、裂紋、漏焊等缺陷。

（3）附著撐桿時(shí)，為減少內(nèi)應(yīng)力，塔機(jī)前后臂必須配平，使塔身側(cè)向及正向垂直度均不大于4/1000。

（4）為保證人員安全和安裝方便，必須在附著框架以下1.2～1.5m處搭建操作平臺。

5、塔吊垂直度監(jiān)測

塔吊超長輕型附著安裝完成后，在超長輕型附著和塔吊的連接點(diǎn)上設(shè)置位移監(jiān)測點(diǎn)，塔吊在應(yīng)用過程中利用電子全站儀定期對塔吊垂直度進(jìn)行監(jiān)測，附著剛安裝完成后一周內(nèi)每天進(jìn)行監(jiān)測，隨后每周進(jìn)行一次監(jiān)測，根據(jù)前一周塔吊垂直度監(jiān)測結(jié)果未出現(xiàn)異常，塔吊位移量符合規(guī)范要求。

6、塔吊超長桁架附著的檢查

對塔吊超長輕型桁架附著結(jié)構(gòu)應(yīng)檢查主肢角鋼和綴條角鋼的疲勞強(qiáng)度、焊縫裂紋、結(jié)構(gòu)變形、破損以及桁架組合處的高強(qiáng)螺栓的扭矩，塔吊超長輕型桁架附著的檢查應(yīng)按下列程序進(jìn)行：

（1）塔吊超長輕型桁架附著安裝完成24小時(shí)之內(nèi)應(yīng)對其中一處的桁架組合處的8件高強(qiáng)螺栓的扭矩進(jìn)行檢測。

（2）日常檢查：塔吊每運(yùn)行60個(gè)小時(shí)應(yīng)對超長附著進(jìn)行一次日常檢查。

（3）塔吊在運(yùn)行過程中如發(fā)生較大幅度的擺動，應(yīng)立即先對超長附著連接端頭進(jìn)行檢查，然后檢查桁架附著中間組合處高強(qiáng)螺栓是否松動。若發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即對發(fā)生問題的部位進(jìn)行處理。

（4）對桁架組合處的角鋼焊縫及焊接熱影響區(qū)的母材應(yīng)進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)異常立即處理。

（5）塔吊附著拆除后，應(yīng)由工程技術(shù)負(fù)責(zé)人和專業(yè)維修人員進(jìn)行詳細(xì)檢查，并做好記錄，以便下次更好的使用。

7、塔吊超長附著拆除

（1）塔吊拆除前必須做好安全技術(shù)交底。首先拆除較遠(yuǎn)撐桿，塔吊吊鉤自身鋼絲繩吊住撐桿的兩端，同時(shí)拆除撐桿兩端的銷軸，隨著塔吊起重臂的擺動先慢慢放松較遠(yuǎn)撐桿的1/2撐桿長度收繩器，然后慢慢放松垂直方向處的1/2撐桿長度收繩器，當(dāng)塔吊起重臂轉(zhuǎn)過90度時(shí)垂直、水平方向鋼絲繩完全放松，塔吊隨后吊附著撐桿至地面。其余兩根超長附著拆除方法同較遠(yuǎn)撐桿。

（2）拆除附著框：先把平行于附著建筑兩側(cè)的附著框的8件M24的高強(qiáng)螺栓拆除，然后用塔吊吊鉤鋼絲繩套在兩個(gè)半附著框的兩端，慢慢松動調(diào)節(jié)螺栓使附著框和塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)脫離，塔吊附著框至地面。

（3）塔吊超長附著在地面拆除組合節(jié)，按編號擺放整齊，為便于下次組裝使用。

8、質(zhì)量控制

（1）塔吊超長附著制作成品時(shí)應(yīng)注意構(gòu)件的下料尺寸和焊接質(zhì)量;避免因焊接質(zhì)量不合格造成質(zhì)量影響。構(gòu)件制作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制下料長度，現(xiàn)場進(jìn)行放樣，避免因構(gòu)件尺寸偏差，造成安裝困難。

（2）預(yù)埋件的安裝軸線位置、標(biāo)高和平整度應(yīng)嚴(yán)格控制，在安裝前應(yīng)控制好安裝質(zhì)量;

（3）塔吊超長附著桿件安裝的平整度應(yīng)避免過度傾斜，使附著構(gòu)件受力發(fā)生改變。

（4）安裝時(shí)螺栓的安裝質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格控制，所用成品構(gòu)件的成型質(zhì)量均需檢查驗(yàn)收合格后方可進(jìn)場安裝。

（5）塔吊附著安裝完成后應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，保證塔吊的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

9、安全措施

（1）堅(jiān)決貫徹“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的方針。

（2）超長附著安裝必須符合吊裝安全作業(yè)規(guī)程，塔吊的使用應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行ZBJ80012-89《塔式起重機(jī)操作使用規(guī)程》;

（3）吊裝前應(yīng)對每個(gè)塔吊進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，熟悉塔機(jī)的構(gòu)造及安全裝置的功用及調(diào)整方法。熟練掌握起重機(jī)各項(xiàng)性能的操作方法;

（4）嚴(yán)禁司機(jī)酒后作業(yè);

（5）塔機(jī)的工作環(huán)境溫度為-20°C～40°

C，最高處工作風(fēng)力應(yīng)小于20m/s;

（6）塔吊使用的鋼絲繩作為易損件，應(yīng)定期保養(yǎng)或更換。

總結(jié)：

采用塔吊超長輕型桁架附著，施工技術(shù)水平已成熟，尤其在提高塔吊整體剛度以及在垂直運(yùn)輸過程中的整體穩(wěn)定性方面，采用科學(xué)理論分析和精確力學(xué)計(jì)算以及結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，附著采用角鋼組成的方形截面形式，形成輕型桁架整體，由此在綜合體建筑施工垂直運(yùn)輸中取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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