屋面吊在超高層屋面附著頂升作業(yè)的案例解析

王俊國，成 磊，陳鏡宇，王曉楠，陳向平

（中國建筑第二工程局有限公司華南分公司，廣東 深圳 518005）

在超高層建筑屋面改造、構(gòu)件拆除維修或更換等工程中，往往會需要用到起重設(shè)備，此時屋面吊以其構(gòu)件輕、起重量大、可人工安拆等優(yōu)點被較多的采用，然而屋面吊沒有塔身節(jié)，無法進(jìn)行頂升加節(jié)，當(dāng)待拆構(gòu)件高度較大時，屋面吊的起升高度不滿足使用要求。為有效解決此問題，結(jié)合某工程實踐案例，對屋面吊在超高層屋面上的附墻頂升作業(yè)進(jìn)行分析和總結(jié)，為后續(xù)施工過程中遇到類似的情況提供借鑒和指導(dǎo)。

1 工程概況與屋面吊參數(shù)

1.1 工程概況

深圳市某既有超高層建筑高290m，由于屋面翻新和改造的要求，需要將屋面以上的部分構(gòu)件進(jìn)行拆除，并且對屋面的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整和更換。經(jīng)綜合考察和評估，起重設(shè)備選擇QTD63-5T 屋面吊和QTD100-12T 屋面吊，其中QTD100-12T 屋面吊主要用于構(gòu)件的拆除吊裝。由于屋面吊基礎(chǔ)與待吊裝構(gòu)件的高度差較大，屋面吊本身的起升高度不滿足吊裝需求，為此廠家設(shè)計生產(chǎn)了一套用于屋面吊附著頂升的組件。

1.2 屋面吊參數(shù)

該QTD100-12T 屋面吊最大起重臂長為30m，現(xiàn)場實際使用臂長為25m，最大起重量為12t，最大幅度處起重量為2.5t，無附著時最大塔身高度為24m，現(xiàn)場實際安裝塔身高度為39m，其結(jié)構(gòu)形式見圖1。

圖1 QTD100-12T屋面吊外形尺寸與結(jié)構(gòu)

2 附著頂升重難點分析

1）重難點一 該QTD100-12T 頂升裝置為新增組件，起重臂最小幅度不滿足將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)掛設(shè)在引進(jìn)橫梁上的要求。

解決措施：在起重臂臂根節(jié)和塔頂合適位置分別設(shè)置定滑輪，在平衡臂根部設(shè)置1 個3t 的卷揚(yáng)機(jī)，專門用于頂升加節(jié)和降塔作業(yè)中標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的吊裝就位，設(shè)置情況見圖2。

2）重難點二 頂升配平問題，由于該型號屋面吊沒有設(shè)計平衡重，在常規(guī)起重臂與套架開口同一方向時無法進(jìn)行頂升配平。

解決措施：對屋面吊上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算分析，并聯(lián)系生產(chǎn)廠家確認(rèn)，決定采用反向頂升降塔方式，即起重臂方向與套架開口方向在相對的兩個方向；并且為驗證該頂升方式的安全性，提前在地面進(jìn)行試頂升作業(yè)。

3）重難點三 頂升作業(yè)對氣象條件要求較為嚴(yán)格，而該工程中的頂升作業(yè)發(fā)生在200m 的高空，并且正值深圳市臺風(fēng)季期間，惡劣天氣頻繁，對頂升安全影響較大。

解決措施：在屋面吊A 形塔頂設(shè)置風(fēng)速儀，同時在建筑屋面層4 個方向不擋風(fēng)處設(shè)置氣象用風(fēng)速儀，實時監(jiān)測屋面和塔頂?shù)娘L(fēng)力；與氣象站聯(lián)動，以氣象預(yù)報方式實時通報建筑所在區(qū)域的氣象變化情況，以便及時應(yīng)對惡劣的氣象條件。

4）重難點四 附著設(shè)置，附著位置僅有鋼柱，無法采用常規(guī)附著埋件，并且附著作業(yè)時鋼柱位置缺乏人員操作的空間。

解決措施：提前在附著位置安裝組合式鋼平臺，為人員作業(yè)安全提供保障；根據(jù)實際優(yōu)化附著埋件形式，僅采用上下兩塊耳板和加勁板，提前開設(shè)弧形槽，與鋼柱全熔透焊接，附著埋件形式見圖3。

圖3 附著埋件

5）重難點五 附著立面布置，正值深圳市臺風(fēng)季，200m 高空的風(fēng)壓較大，屋面吊最大獨立高度、附著間距和懸臂高度均有較大變化。

解決措施：根據(jù)《深圳市建筑起重機(jī)械防臺風(fēng)安全技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的風(fēng)壓和GB/T 13752-2017《塔式起重機(jī)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的風(fēng)壓高度變化系數(shù)計算相應(yīng)高度的風(fēng)壓，聯(lián)系生產(chǎn)廠家重新確定附著的立面布置，同時根據(jù)現(xiàn)場實際情況和防臺風(fēng)要求，最終確定附著道數(shù)、附著間距和懸臂高度。

3 附著做法

1）附著采用雙側(cè)四桿形式，其示意圖見圖4。

圖4 附著形式示意圖

2）附著連接耳板與鋼柱采用全熔透等強(qiáng)焊接，焊接前要首先簽署動火證，再做好接火工作，最后注意避風(fēng)。焊接方法采用CO2焊焊接，使用金橋1.2mm 藥芯焊絲，焊接前需將埋件周邊清理、打磨，使埋件焊接表面平整，焊縫等級為一級全熔透焊縫，要求整體焊縫無偏焊、漏焊、氣孔、夾渣等現(xiàn)象。焊接完成后用鐵紅環(huán)氧樹脂防銹漆進(jìn)行涂抹，以防在氣候變化時改變焊縫質(zhì)量?，F(xiàn)場焊接完成后進(jìn)行焊縫探傷。

3）附著桿采用雙肢格構(gòu)+綴板形式，主肢選用16b#槽鋼，綴板規(guī)格為150×50×6mm，附著桿一側(cè)設(shè)置調(diào)節(jié)螺桿和活接頭，具有一定的調(diào)節(jié)余量，附著桿與耳板及附著框兩端采用銷軸進(jìn)行連接。

4）根據(jù)防臺風(fēng)要求、生產(chǎn)廠家出具的資料和現(xiàn)場實際，確定共設(shè)置兩道附著，第一道位于從下往上第5 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)中部，第二道位于從下往上第9 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)中部，第二道附著以上懸臂塔身高度為4.5 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。

5）附著安裝和驗收要求：①附著安裝必須由取得專業(yè)資質(zhì)的隊伍進(jìn)行，并應(yīng)有技術(shù)和安全人員在場進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)；②參加作業(yè)人員必須戴好安全帽、系好安全帶、穿勞保鞋，工具裝入工具袋內(nèi)；使用前必須進(jìn)行檢查，不合格必須更換；③同一道附著裝置上的各拉桿安裝在同一水平面內(nèi)，水平度控制在1.5°內(nèi)；④附著以后，在無風(fēng)狀態(tài)下，附著以下塔身軸心對支撐面的側(cè)垂直度應(yīng)在2/1 000 以內(nèi)，懸臂端塔身軸心對支撐面的側(cè)垂直度應(yīng)在4/1 000 以內(nèi)；⑤各結(jié)構(gòu)的連接焊縫無明顯可見的焊接缺陷；⑥各連接螺栓應(yīng)緊固，開口銷應(yīng)充分張開；⑦附著撐桿與附著框耳板，以及附著框與塔身、附著框內(nèi)撐斜桿與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的連接必須牢固可靠；⑧各附著裝置組件應(yīng)無銹蝕或銹蝕不超過原厚度的10%。

4 頂升加節(jié)施工流程

4.1 頂升加節(jié)前的準(zhǔn)備工作

①檢查安裝完成之后的頂升輔助裝置并使液壓機(jī)構(gòu)處于正常狀態(tài)；②檢查頂升套架與回轉(zhuǎn)下支座連接是否完好；③檢查頂升元寶梁與油缸是否用銷軸連接以及檢查掛靴與頂升耳座是否固定牢固；④放松電纜線，使得電纜線總長度大于塔吊頂升后的總高度，使用電纜夾緊固好電纜。

4.2 頂升配平

該型號屋面吊為反向頂升，即起重臂方向與套架開口方向完全相反；頂升前首先采用增加的輔助裝置將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)用引進(jìn)小車起吊與放置在引進(jìn)橫梁上，然后起重臂旋轉(zhuǎn)180°至套架開口的反方向，理論配平數(shù)據(jù)為：起重臂角度為55°。

將液壓頂升系統(tǒng)操作桿推向塔機(jī)頂升位置，使爬升套架及其上部結(jié)構(gòu)頂升至回轉(zhuǎn)下支座支腿剛剛脫離最上一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿的位置。

檢查回轉(zhuǎn)下支座4 個支腿與最上一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)4 個主肢是否在同一垂直線上，并觀察爬升套架上的導(dǎo)向輪與塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主肢間隙是否基本相同，以檢查塔機(jī)回轉(zhuǎn)以上結(jié)構(gòu)是否相對頂升油缸鉸點處于平衡狀態(tài)。

如不平衡，應(yīng)先將爬升套架降下，穿上銷軸，略微調(diào)整起重臂仰角，重復(fù)以上流程，直至上部結(jié)構(gòu)平衡，使得塔機(jī)上部重心落在頂升油缸軸線上。

4.3 頂升加節(jié)施工

首先將起重臂回轉(zhuǎn)至套架開口方向，采用頂升輔助裝置吊起標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，操作屋面吊使起重臂仰起至最大仰角，操作輔助頂升裝置緩慢下鉤，使吊有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的引進(jìn)小車剛好落在引進(jìn)橫梁上。

將頂升輔助裝置的吊鉤收起，操作屋面吊使起重臂旋轉(zhuǎn)180°，與套架開口方向完全相反，并按實際的配平數(shù)據(jù)進(jìn)行配平。

鎖緊塔機(jī)回轉(zhuǎn)總成上的回轉(zhuǎn)制動器，使塔機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)處于制動狀態(tài)，然后取下回轉(zhuǎn)與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的連接銷軸。

啟動液壓頂升系統(tǒng)后，油缸活塞桿伸出，將頂升元寶梁的爬爪放在距元寶梁最近的塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的頂升踏步上并頂緊，確認(rèn)無誤后繼續(xù)操作液壓頂升系統(tǒng)，再將爬升套架部分頂起10～20mm后停止操作，檢查配平情況是否符合要求、頂升元寶梁等傳動部件是否存在異響、變形，油缸活塞桿是否有自動縮回、漏油等不正?，F(xiàn)象，確認(rèn)無誤后，方可繼續(xù)頂升。直至與頂升套架的上爬爪位于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步塊的上方。

頂升作業(yè)停止，操作液壓系統(tǒng)將油缸收回，使頂升套架上的上爬爪放置在臨近的一個踏步塊上。確認(rèn)2 個上爬爪已全部準(zhǔn)確地壓在踏步頂端，同時確認(rèn)結(jié)構(gòu)無局部變形或其他異常情況后，取下下爬爪的防脫銷軸，將油缸活塞桿全部縮回，提起頂升元寶梁，重新使頂升元寶梁上的爬爪重新放置在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的踏步上。

重復(fù)以上操作，直至露出的空間足夠?qū)?biāo)準(zhǔn)節(jié)引入套架內(nèi)。

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)引入套架就位后，操作液壓系統(tǒng)緩慢收回油缸，直至該標(biāo)準(zhǔn)節(jié)完全落入下一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的魚尾板內(nèi)，打上連接銷軸。

將引進(jìn)小車推出套架以外，重新操作液壓系統(tǒng)緩慢油缸，使回轉(zhuǎn)下支座完全落入最上一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的魚尾板內(nèi)，即完成一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的頂升加節(jié)作業(yè)。

重復(fù)以上操作，可將屋面吊頂升至預(yù)定高度。

4.4 頂升加節(jié)注意事項

頂升過程中嚴(yán)禁進(jìn)行變幅、回轉(zhuǎn)、吊裝等操作。

通過與生產(chǎn)廠家設(shè)計師當(dāng)面溝通，明確該型號塔機(jī)的頂升狀態(tài)風(fēng)壓控制在125Pa，即10min時距平均風(fēng)速為9.4m/s，3s 時距平均瞬時風(fēng)速為14.1m/s，嚴(yán)禁超出此風(fēng)速要求。

在頂升前必須要檢查放松電纜線后的位置，確保不與其他構(gòu)件有纏繞、被擠壓等風(fēng)險，以防在頂升過程中電纜線遭到擠壓、變形從而造成損壞。

在頂升或降塔的操作中，必須使用爬爪安全銷，以免發(fā)生爬爪脫落的事故。

若要進(jìn)行連續(xù)頂升作業(yè)，在頂升下一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之前，應(yīng)采用頂升專用銷軸將回轉(zhuǎn)與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接，該銷軸直徑比正常銷軸直徑小2mm。

頂升加節(jié)到方案預(yù)設(shè)高度后，應(yīng)將起重臂俯仰至不同的角度，塔機(jī)回轉(zhuǎn)至不同的方位，檢查塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)各個連接處節(jié)點、附著框和附著拉桿等各個連接部分的緊固情況。

4.5 頂升與附著作業(yè)順序

該塔機(jī)初始安裝塔身高度為3 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，經(jīng)綜合判斷，確定頂升與附著順序如下：①頂升5節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，此時塔身高度為8 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)；②安裝第一道附著框、附著桿等附著組件；③再次頂升4 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，此時塔身總高度為12 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，第一道附著以上懸臂高度為7.5 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)；④安裝第二道附著框、附著桿等附著組件；⑤頂升1 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，達(dá)到所需最大高度；此時塔身總高度為13 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，兩道附著間距為4 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，第二道附著以上懸臂高度為4.5 節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。

5 頂升中突遇大風(fēng)應(yīng)急措施

經(jīng)查閱該型號屋面吊說明書以及咨詢生產(chǎn)廠家，明確頂升一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)共分3 個油缸行程，其中第一行程0.6m，第二行程1.4m，第三行程1.4m。經(jīng)與生產(chǎn)廠家溝通，分油缸行程確定以下應(yīng)急措施。

1）當(dāng)?shù)谝恍谐涛错斏瓿蓵r突遇大風(fēng)，緊急降塔，打好連接銷軸，人員緊急撤離。

2）當(dāng)?shù)诙谐涛错斏瓿蓵r突遇大風(fēng)，緊急降塔，打好連接銷軸，人員緊急撤離。

3）當(dāng)正在頂升第三行程時突遇大風(fēng)，緊急頂升完成，將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)裝好并打好連接銷軸，人員緊急撤離。

4）最危險工況，按8 級風(fēng)作為極限值，突遇大風(fēng)達(dá)到該風(fēng)級時人員緊急撤離，以保證人員安全為第一原則。

6 結(jié)語

該工程的屋面吊在高空進(jìn)行反向頂升加節(jié)作業(yè)，是對屋面吊擴(kuò)大適用范圍進(jìn)行的一次有益的嘗試和實踐，通過頂升作業(yè)分析、風(fēng)險控制等最終實現(xiàn)既定目標(biāo)，可為屋面吊的頂升加節(jié)尤其是在高空中進(jìn)行作業(yè)提供借鑒。O