內(nèi)爬塔吊拆除施工關(guān)鍵技術(shù)研究

鄭 杰 孫祖根 吳煒程

(上海建工七建集團(tuán)有限公司 上海 200050)

0 引言

相較于附著式塔吊，內(nèi)爬塔吊因具有覆蓋面積大、成本低和不占用施工場(chǎng)地的優(yōu)點(diǎn)，在超高層建筑施工中有著更廣闊的應(yīng)用前景。但因?yàn)槠洳鸪?jīng)驗(yàn)不足，好用不好拆成為內(nèi)爬塔吊的標(biāo)簽，限制了內(nèi)爬塔吊的進(jìn)一步發(fā)展。為解決內(nèi)爬塔吊拆除困難的問(wèn)題，本文通過(guò)分析研究典型的超高層建筑杭州之門(mén)內(nèi)爬塔吊拆除工程實(shí)例，給實(shí)際工程提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

綠地中心·杭州之門(mén)位于浙江省杭州市蕭山區(qū)錢(qián)江世紀(jì)城，為2022年亞運(yùn)會(huì)配套項(xiàng)目、杭州市地標(biāo)性建筑。該工程規(guī)劃為綜合商務(wù)辦公樓、五星級(jí)酒店及精品商業(yè)等功能為一體的綜合大型項(xiàng)目。用地面積約77 572 m2，總建筑面積約為513 226 m2，塔樓高度302.6 m，如圖1所示。

1.2 內(nèi)爬式塔吊概況

為了保證杭州之門(mén)東、西塔樓的材料垂直運(yùn)輸需求，在每棟塔樓核心筒內(nèi)，各布置1臺(tái)50 m臂長(zhǎng)的STL720動(dòng)臂內(nèi)爬式塔式起重機(jī)，如圖2所示。

圖2 杭州之門(mén)西塔樓STL720塔吊位置

2 施工特點(diǎn)、難點(diǎn)

2.1 塔樓屋面復(fù)雜

塔樓屋面存在20 m高大落差塔冠(圖3)，12 m高兩層小屋面，三層壓型鋼板外框鋼結(jié)構(gòu)，分別為停機(jī)坪、大型設(shè)備、擦窗機(jī)，屋面塔吊位置選擇困難。

2.2 塔吊拆除時(shí)機(jī)難把控

屋面施工內(nèi)容眾多，鋼結(jié)構(gòu)、安裝、擦窗機(jī)這3家專(zhuān)業(yè)單位對(duì)塔吊吊運(yùn)能力要求高，部分構(gòu)件需要STL720塔吊進(jìn)行吊運(yùn)。STL720塔吊拆除早或晚，均影響屋面下一步施工。

2.3 屋面場(chǎng)地要求高

STL720重型塔吊構(gòu)件重，拆解難度大，52 m吊臂等塔吊構(gòu)件需在屋面分解吊離，屋面拆解場(chǎng)地要求高。

2.4 安全風(fēng)險(xiǎn)大

該工程上部結(jié)構(gòu)平面形狀層層變化，塔樓立體作業(yè)安全管理等，必須考慮層高和平面形狀的制約[1]。且項(xiàng)目靠近錢(qián)塘江，風(fēng)荷載較大，塔吊拆除時(shí)，幕墻玻璃易被損壞，塔吊拆除安全風(fēng)險(xiǎn)大。

3 內(nèi)爬塔吊拆除整體思路

STL720塔機(jī)拆除流程為：先使用STL720塔機(jī)安裝ZSL380，ZSL380塔機(jī)基礎(chǔ)在大屋面282 m處的結(jié)構(gòu)梁上，塔身需安裝6節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，安裝臂長(zhǎng)45 m。使用ZSL380塔機(jī)拆除STL720塔機(jī)，ZSL380塔機(jī)將塔冠剩余部分施工完畢后，在停機(jī)坪(302 m)上安裝ZSL120塔機(jī)，安裝臂長(zhǎng)26 m。ZSL120塔機(jī)拆除完ZSL380塔機(jī)后，利用廠家配用的專(zhuān)用吊桿進(jìn)行自拆。

4 屋面吊選型與布置

4.1 屋面吊選型與布置的影響要素

STL720塔吊塔身部件拆除時(shí)，最大單件重13.47 t(平衡臂)。拆除STL720塔吊的屋面吊選型與最大單件重量及中心距離緊密關(guān)聯(lián)。需重點(diǎn)解決以下問(wèn)題：

(1)STL720塔吊拆除時(shí)，因屋面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工專(zhuān)業(yè)單位多，為不影響屋面后期施工和使后期拆除收頭方便，故選取點(diǎn)位少。

(2)屋面塔吊位置確定后，對(duì)屋面塔吊吊運(yùn)工況分析，應(yīng)滿足STL720塔吊拆除的吊運(yùn)需求及后期屋面施工要求。

(3)屋面吊選型考慮塔吊拆卸與辦公樓幕墻外立面的關(guān)系，確保塔吊拆卸時(shí)不會(huì)破壞外立面[2]。

4.2 屋面吊位置選擇

根據(jù)杭州之門(mén)塔樓屋面工況，考慮到鋼結(jié)構(gòu)塔冠為一側(cè)收縮，一側(cè)保持不變，且屋面塔吊需靠近STL720塔吊；同時(shí)考慮屋面塔吊拆除部件下放，杭州之門(mén)屋面中型塔吊選擇在東塔東側(cè)，西塔西側(cè)。屋面小型塔吊位置選擇在塔樓停機(jī)坪[3]。

4.3 屋面吊選型

本工程采用常規(guī)的“中拆大，小拆中，小自拆”原則進(jìn)行塔吊拆除，每棟塔樓分別選擇2臺(tái)屋面吊。

4.3.1 中型屋面塔吊選取

STL720塔機(jī)與中型塔機(jī)中心距離為12.5 m。塔身部件拆除時(shí)，最大單件重13.47 t(平衡臂)，根據(jù)以上情況，選用ZSL380屋面塔吊。

ZSL380塔機(jī)2倍率時(shí)15 m內(nèi)吊重32 t，1倍率19.6 m內(nèi)吊重19 t?？蓾M足拆除要求。

4.3.2 小型屋面塔吊選取

小型屋面吊主要進(jìn)行ZSL380塔吊拆除。ZSL380拆除時(shí)最大單件重量為5.2 t，兩塔吊中心距離為6.6 m，根據(jù)以上工況，選用ZSL120屋面塔吊，ZSL120屋面吊在半徑16 m范圍內(nèi)最大吊重8 t，滿足拆除要求。

5 塔吊

由于中型屋面塔吊安裝于塔樓頂部混凝土梁板上，小型塔吊安裝于鋼結(jié)構(gòu)停機(jī)坪上(圖4)。為保證塔吊使用安全，同時(shí)保證塔樓結(jié)構(gòu)安全，故對(duì)屋面塔吊進(jìn)行底部加固處理[4]。

圖4 杭州之門(mén)西塔樓ZSL380塔吊基礎(chǔ)定位圖

5.1 ZSL380塔吊

ZSL380塔機(jī)基礎(chǔ)位于大屋面(64層樓板面上，結(jié)構(gòu)標(biāo)高281.8 m)?；A(chǔ)轉(zhuǎn)換鋼梁利用STL720內(nèi)爬頂升鋼梁，鋼梁截面1000 mm×400 mm×30 mm×40 mm，長(zhǎng)10 m。轉(zhuǎn)換鋼梁放置在屋面結(jié)構(gòu)梁上，通過(guò)梁上預(yù)先放置的埋件焊接連接，如圖5所示。

圖5 杭州之門(mén)西塔樓ZSL380塔吊基礎(chǔ)立面圖

東塔結(jié)構(gòu)梁為500 mm×700 mm，西塔結(jié)構(gòu)梁為500 mm×750 mm，根據(jù)塔吊受力計(jì)算，對(duì)梁進(jìn)行加大、加固處理，東、西塔梁截面均增大為500 mm×1700 mm。

5.2 ZSL120塔吊基礎(chǔ)支撐設(shè)計(jì)

ZSL120塔機(jī)基礎(chǔ)位于停機(jī)坪頂(標(biāo)高302 m)?；A(chǔ)轉(zhuǎn)換鋼梁使用STL720內(nèi)爬支撐鋼梁，鋼梁截面1000 mm×400 mm×30 mm×40 mm，長(zhǎng)10 m。轉(zhuǎn)換鋼梁放置在停機(jī)坪主結(jié)構(gòu)鋼梁上，通過(guò)焊接連接，如圖6所示。東、西塔樓停機(jī)坪鋼梁為塔吊基礎(chǔ)，根據(jù)塔吊受力計(jì)算，將主鋼梁進(jìn)行加大，鋼梁截面增大為兩根 H700 mm×400 mm×20 mm×40 mm。

圖6 杭州之門(mén)西塔樓ZSL120塔吊基礎(chǔ)立面圖

6 屋面塔吊拆除流程

總體拆除流程：安裝ZSL380塔吊基礎(chǔ)→安裝ZSL380塔吊→拆除STL720塔吊→安裝ZSL120塔吊基礎(chǔ)→安裝ZSL120塔吊→拆除ZSL380塔吊→ZSL120塔吊自拆除。

6.1 ZSL380屋面塔吊安裝流程

屋面施工完成后，完成塔吊基礎(chǔ)上翻結(jié)構(gòu)梁施工，使用內(nèi)爬式STL720塔吊，將用于內(nèi)爬的最底部支撐鋼梁吊運(yùn)至屋面作為轉(zhuǎn)換鋼梁安裝就位，將基礎(chǔ)十字梁拼成整體后吊運(yùn)至轉(zhuǎn)換鋼梁上，并安裝就位。安裝6節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)→安裝回轉(zhuǎn)下支座→安裝回轉(zhuǎn)上座(平衡臂一)及平衡臂二→安裝起升卷?yè)P(yáng)和變幅卷?yè)P(yáng)→拼裝起重臂→安裝起重臂→安裝配重塊。

6.2 STL720內(nèi)爬式塔吊拆除流程

用ZSL380塔吊對(duì)STL720塔吊進(jìn)行拆除吊運(yùn)施工：拆除塔機(jī)平衡臂上的配重→拆除吊鉤→拆卸變幅滑輪→拆卸安全繩和起重臂→拆除剩余配重→拆除A字架總成→拆除平衡臂總成→將解體后的各部件下放到地面→拆除司機(jī)室→拆除回轉(zhuǎn)塔身→拆除回轉(zhuǎn)上支座→拆除回轉(zhuǎn)下支座→拆除標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和內(nèi)爬框內(nèi)爬鋼梁。

拆除部件下放：STL720塔機(jī)部件從樓面下放到地面時(shí)，使用1倍率。下放區(qū)域，對(duì)應(yīng)ZSL380起重性能半徑為19.6 m～35 m，吊重量為19 t～8.5 t，ZSL380起重性能半徑為19.6 m時(shí)，距離最遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)邊緣處為8.8 m。STL720塔機(jī)部件下放時(shí)，超10t的構(gòu)件共2件，分別為平衡臂(拆清所有附件)重13.47t、A架重12.29 t，滿足下放要求。較長(zhǎng)部件臂架(最長(zhǎng)10.5 m)單節(jié)最重為2.568 t，可利用ZSL380塔機(jī)35 m半徑下放，此半徑離最遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)邊緣處為24.2 m。內(nèi)爬鋼梁重約8 t，長(zhǎng)10.5 m，利用ZSL380塔機(jī)25 m半徑下放，此半徑離最遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)邊緣處為14.2 m。

6.3 ZSL380屋面塔吊拆除流程

拆除流程與安裝流程基本相反，參見(jiàn)安裝流程，不再描述。不同之處在于ZSL380塔機(jī)臂架拆除時(shí)，需先使用廠家配備自拆臂架的專(zhuān)用三角架，將前端25 m臂架自拆放到地面。

拆除部件下放：ZSL380塔機(jī)部件從樓面下放到地面時(shí)，下放區(qū)域，對(duì)應(yīng)ZSL120起重性能半徑為20 m～25 m，吊重量為4.5 t～6 t。ZSL120起重性能半徑為20 m時(shí)，距離最遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)邊緣處為4.1 m。ZSL380塔機(jī)部件下放時(shí)，超5 t的構(gòu)件共1件，為起重卷?yè)P(yáng)，重5.2 t。較長(zhǎng)部件臂架單節(jié)最重為2.18 t，可利用ZSL120塔機(jī)25 m半徑下放，此半徑離最遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)邊緣處為9.1 m。ZSL380內(nèi)爬鋼梁切割成4段，每段重約2 t，利用25 m行徑下放。

6.4 ZSL120屋面塔吊拆除流程

ZSL120屋面吊拆除時(shí)，使用其自身的機(jī)構(gòu)和專(zhuān)用扒桿進(jìn)行拆除，并放置到64層樓板大屋面上，再利用液壓小車(chē)水平運(yùn)輸?shù)绞┕ど禉C(jī)處，通過(guò)此電梯運(yùn)輸?shù)降孛?。起重臂拆除時(shí)，在塔樓屋面核心筒上方搭設(shè)8 m高操作腳手架作為拆塔平臺(tái)，將起重臂放平后拆除。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)綠地中心·杭州之門(mén)項(xiàng)目復(fù)雜屋面內(nèi)爬塔吊拆除施工關(guān)鍵技術(shù)研究，在超高層屋面工程施工過(guò)程中需要重點(diǎn)考慮：(1)在滿足屋面大重量構(gòu)件后續(xù)施工要求下，不影響內(nèi)爬塔吊拆除；(2)盡量利用屋面結(jié)構(gòu)與內(nèi)爬鋼梁相結(jié)合，滿足屋面塔吊基礎(chǔ)受力要求，減少后期塔吊基礎(chǔ)拆除收頭工作；(3)在塔吊拆除下放前，在屋面進(jìn)行分解，避免重大構(gòu)件與主體工程碰撞。