內(nèi)爬塔機支撐體系轉(zhuǎn)換方式的分析與應(yīng)用

袁 波，孫齊超，金久富，王開發(fā)

（中核華興達豐機械工程有限公司，上海 200333）

隨著經(jīng)濟發(fā)展，超高層建筑越來越成為彰顯城市繁榮的特征之一。內(nèi)爬塔機也成為高層建筑的標配，其特點是：①布置在核心筒內(nèi)側(cè)，吊裝覆蓋范圍增大；②內(nèi)爬塔機可以節(jié)省標準節(jié)；③塔機部件運輸費用低。部分超高層結(jié)構(gòu)越往上，核心筒墻體越薄，有的核心筒甚至消失。僅靠內(nèi)爬形式已無法滿足現(xiàn)場需求，如何設(shè)計爬升體系，成為解決問題的關(guān)鍵。

1 工程概況

大連海灣金融商務(wù)中心大樓，分為A區(qū)（1～8層裙房）、B 區(qū)（1～51 層主體塔樓）、C 區(qū)（地下室）三部分。主體塔樓建筑高度為+231.3m（停機坪），為型鋼混凝土框架柱—鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系，其中主塔樓1～29 層，核心筒墻體為400mm，外墻為900mm。30～51 層，由于塔機位于低區(qū)電梯井，核心筒墻體結(jié)構(gòu)消失（圖1）。

圖1 建筑結(jié)構(gòu)及塔機定位平面關(guān)系圖

2 塔機爬升體系設(shè)計

2.1 塔機內(nèi)爬體系設(shè)計

塔機支撐體系的確立，要綜合考慮現(xiàn)場結(jié)構(gòu)變化和塔機定位（結(jié)構(gòu)覆蓋范圍）、懸高等。本次確定使用先內(nèi)爬再附著的塔機爬升體系。在施工地下室部分前安裝好塔機作為獨立高度使用，獨立使用時基礎(chǔ)底部標高-22.8m。工程施工至6～7 層時，待建筑結(jié)構(gòu)強度滿足要求后，布置好內(nèi)爬鋼梁轉(zhuǎn)內(nèi)爬。第一道內(nèi)爬鋼梁初步布置在1 層標高為±0.000m，大致隨著建筑物4 層一爬，共爬升7 次，第八道鋼梁布置在29 層標高為+123.900m，安裝爬升鋼梁8 道。爬升7 次后，由于塔機位于低區(qū)電梯井，該結(jié)構(gòu)只到29層（圖2）。

圖2 1～29層塔機內(nèi)爬平面圖

在1～29 層時，核心筒剪力墻偏薄（400mm厚），塔機水平力過大，可在外墻與支撐主鋼梁拉上撐桿，增強塔機穩(wěn)定性同時減輕核心筒內(nèi)墻受到的水平力，如圖3 所示。A、B、C、D 四點為主鋼梁下預(yù)埋件位置，預(yù)埋件面板標高需一致，同時側(cè)面撐桿預(yù)埋件中心標高要與主鋼梁上下兩耳板中心標高相同，以保障塔機的垂直度，主鋼梁結(jié)構(gòu)圖及主鋼梁一側(cè)撐桿結(jié)構(gòu)如圖4～圖5 所示。

圖3 主鋼梁下預(yù)埋件安裝及 立面標高示意圖

圖4 主鋼梁結(jié)構(gòu)圖

圖5 主鋼梁一側(cè)撐桿結(jié)構(gòu)圖

2.2 塔機附著體系設(shè)計

由于29 層以上核心筒墻體已消失，主鋼梁長度無法搭在兩外墻上，且塔機距離外墻較遠，在此樓層及以上采用附著形式。第七道和第八道主鋼梁保持不變，第一道附著位于第6 個標準節(jié)頂部標高為+140.490，第二道附著位于第11 個標準節(jié)頂部標高為+170.490，第三道附著位于第16 個標準節(jié)頂部標高為+200.490，共安裝3 道附墻，最終安裝23 個標準節(jié)，塔機達到有效吊鉤標高+243.790（建筑物頂部標高+231.300），如圖6～圖8 所示。

圖6 30～51層塔機附著平面圖

圖7 附著撐桿示意圖

圖8 內(nèi)爬轉(zhuǎn)附著立面示意圖

塔機起重臂指向塔身對角線方向為最不利工況，根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，結(jié)合塔機內(nèi)爬載荷參數(shù)（表1），得到主鋼梁的固端彎矩、剪力以及強度校核、剛度校核、穩(wěn)定性校核等，滿足施工需求。

表1 塔機內(nèi)爬載荷參數(shù)

當塔機安裝附著后，參照塔機說明書附著反力340kN，通過有限元軟件計算出撐桿內(nèi)力及預(yù)埋件的受力，同樣滿足需求。

3 結(jié)語

在編制塔機安裝方案之前，要綜合考慮塔機起重臂覆蓋范圍、建筑結(jié)構(gòu)特點、爬模特點等，確定塔機爬升體系，通過改造內(nèi)爬塔機的結(jié)構(gòu)形式，最大化滿足現(xiàn)場施工需求。1～29 層，采用內(nèi)爬形式能節(jié)省標準節(jié)數(shù)量，最大限度地降低施工成本。31 層以上，在沒有核心筒剪力墻的時候，內(nèi)爬支撐主鋼梁已無法滿足墻體間距，以第7 道、第8 道內(nèi)爬主鋼梁作為塔機基礎(chǔ)，上面進行附著，以此滿足塔機繼續(xù)爬升，為后續(xù)遇到此類問題提供參考。