超高層塔吊超長(zhǎng)距離附著解決方案的探討——以“天津于家堡金融區(qū)高層建筑建設(shè)”項(xiàng)目為例

袁 武

（武漢交通職業(yè)學(xué)院 質(zhì)量管理與評(píng)估處，湖北 武漢 430065）

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超高層塔吊超長(zhǎng)距離附著解決方案的探討——以“天津于家堡金融區(qū)高層建筑建設(shè)”項(xiàng)目為例

袁 武

（武漢交通職業(yè)學(xué)院 質(zhì)量管理與評(píng)估處，湖北 武漢 430065）

摘 要：本工程主樓高度超過(guò)140m，兩臺(tái)塔吊均為超長(zhǎng)附著距離，因工程特點(diǎn)，塔吊無(wú)法附著在結(jié)構(gòu)柱，且外側(cè)邊梁強(qiáng)度不能滿足附著要求。施工時(shí)根據(jù)兩臺(tái)塔吊具體情況，最終分別選取邊梁結(jié)構(gòu)加固及超長(zhǎng)距離附著到框架梁兩種方案，有效解決了本工程遇到的塔吊超長(zhǎng)距離附著問(wèn)題，保證了塔吊安全。

關(guān)鍵詞：塔吊附著；超長(zhǎng)附著距離；超高層建筑

城市的高層建筑、建筑集群、大型房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)小區(qū)及橋梁工程等不斷涌現(xiàn)，需要大型的垂直和水平運(yùn)輸機(jī)械。塔吊作為土木建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)垂直和水平運(yùn)輸?shù)闹饕獧C(jī)械，因其起升高度大、覆蓋面廣而被廣泛使用，同時(shí)，作為重大危險(xiǎn)源，必須確保其使用性和安全性，要求塔吊超長(zhǎng)附著桿件安裝質(zhì)量檢驗(yàn)合格率必須達(dá)到100%。本文選取的實(shí)例工程為天津于家堡金融區(qū)高層建筑建設(shè)，通過(guò)優(yōu)化安裝方案和精確計(jì)算，較好地規(guī)避了塔吊安裝過(guò)程中所可能發(fā)生的附著桿附著處結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠的安全風(fēng)險(xiǎn)。

1 工程概況

于家堡金融區(qū)起步區(qū)03-20地塊，位于天津?yàn)I海新區(qū)于家堡金融區(qū)，工程占地面積11002.5m2，建筑面積為105105m2。建筑主體由高121.45m的南側(cè)主樓（28層），高度為143.70m的北側(cè)主樓（34層）及高34.85m的附樓（6層）組成，建筑定位為高級(jí)金融辦公寫字樓。

工程結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，南北塔樓核心筒為勁性結(jié)構(gòu)，外圍框架為混凝土結(jié)構(gòu)，南北塔樓核心筒從4層至24層由勁性結(jié)構(gòu)連廊連接，組成雙矩形核心筒結(jié)構(gòu)。建筑標(biāo)準(zhǔn)層層高4.2m，樓板厚度100mm。

主樓西側(cè)及南側(cè)各布置一臺(tái)塔吊，1#塔吊型號(hào)為QTZ160（TC7013-10D），2#塔吊型號(hào)為QTZ160（TC6517B-10），具體如表1：

圖1 塔吊平面布置圖

如圖所示，現(xiàn)場(chǎng)西側(cè)、南側(cè)各布置一臺(tái)塔吊，北塔樓西側(cè)梁端懸挑3400mm，南塔樓南側(cè)梁端懸挑1950mm，邊梁尺寸L1為250×600 mm，KL1尺寸為600×800 mm，KL2尺寸400×750mm，其中1#塔吊中心距離邊梁外側(cè)8310mm，距離框梁外側(cè)11410mm；2#塔吊中心距離邊梁外側(cè)8586mm，距離框梁外側(cè)10136mm。

南北塔樓各有6根勁性鋼柱，鋼柱分節(jié)吊裝，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)層后鋼柱每節(jié)長(zhǎng)12.6m，重約2.5t，塔吊性能可以滿足鋼結(jié)構(gòu)吊裝要求。

2 難點(diǎn)分析

根據(jù)建設(shè)部建質(zhì)［2009］87號(hào)《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》文件規(guī)定，塔吊作為重大危險(xiǎn)源，應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)控，杜絕安全事故的發(fā)生。塔吊安裝說(shuō)明書(shū)要求塔吊的結(jié)構(gòu)距離保持在5m以內(nèi)，本工程主樓塔吊距離結(jié)構(gòu)均超過(guò)8m，并且外側(cè)邊梁尺寸較小（250×600mm）、相連樓板單面配筋，故附著桿本身的穩(wěn)定性及附著處結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度均存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。

此外，由于塔吊位置布置及結(jié)構(gòu)外挑的特點(diǎn)，決定塔吊只能附著于結(jié)構(gòu)樓板梁上，而不能附著在框架柱上，因此塔吊各道附著標(biāo)高與相互間距離要受樓層高度的制約，而不能簡(jiǎn)單按照說(shuō)明書(shū)中推薦的附著方式和間距進(jìn)行安裝，需要根據(jù)具體的附著設(shè)計(jì)單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算。

3 方案比選

根據(jù)附著距離遠(yuǎn)及外側(cè)邊梁尺寸較小的特點(diǎn)，結(jié)合塔吊附著角度要求，考慮附著布置方式，做出以下4種方案以供選擇（以1#塔吊為例說(shuō)明）：

方案1：根據(jù)塔吊說(shuō)明書(shū)所提供結(jié)構(gòu)附著處所受的附著力（僅考慮垂直于梁方向力）F=204kN，L1截面250×600 mm，2C22；4C20；G4C12，按側(cè)面受拉時(shí)計(jì)算，忽略樓板的有利作用，具體方法見(jiàn)參考文獻(xiàn)［1］，可知附著處結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不滿足要求。

方案2：使用品茗安全2012專業(yè)計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，1#塔吊設(shè)置7道附著，選擇鋼管Φ245×12mm情況下，仍無(wú)法滿足穩(wěn)定性要求，認(rèn)為方案不合理。

方案3：使用品茗安全2012專業(yè)計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，1#塔吊設(shè)置7道附著，根據(jù)塔吊說(shuō)明書(shū)提供的最大扭矩和最大傾覆力矩，及天津市基本風(fēng)壓，選擇鋼管Φ219×12mm情況下，在工作及非工作工況均能滿足穩(wěn)定性要求，方案可行。

方案4：施工相對(duì)方案3為復(fù)雜，且沒(méi)有方案3經(jīng)濟(jì)。

經(jīng)過(guò)仔細(xì)計(jì)算及比較后，初步選擇方案3，與設(shè)計(jì)、甲方、監(jiān)理溝通后，均同意此做法。

對(duì)于2#塔吊，方案2設(shè)置5道附著，選擇鋼管Φ 219×12mm情況下可以通過(guò)計(jì)算論證?？紤]到塔樓南側(cè)梁板懸挑較短（為1950mm），塔機(jī)高度、力矩及扭矩較小的特點(diǎn)，同時(shí)加固方案由于結(jié)構(gòu)自身特點(diǎn)比1#塔吊處理更加復(fù)雜，故對(duì)2#塔吊的附著方式設(shè)計(jì)初步選用方案2。

4 附著設(shè)計(jì)

根據(jù)比選結(jié)果，1#、2#塔吊分別選用方案3和方案2，使用品茗安全2012專業(yè)計(jì)算軟件進(jìn)行具體計(jì)算，進(jìn)一步優(yōu)化方案，最終附著設(shè)計(jì)如1#塔吊對(duì)附著處梁板進(jìn)行加固，梁截面400×400，配筋4C20；4C20，箍筋A(yù)10@400 （4），同時(shí)附近板改為雙面配筋，板厚增至120mm，具體見(jiàn)下圖，經(jīng)計(jì)算，完全可以滿足強(qiáng)度要求。

表3 塔吊附著設(shè)計(jì)參數(shù)

圖2 1#塔吊附著設(shè)計(jì)

圖3 2#塔吊附著設(shè)計(jì)

圖4 1#塔吊附著處加固設(shè)計(jì)

5 桿件安裝

（一）支座預(yù)埋

附著支座與建筑物的連接，采用與預(yù)埋在建筑物構(gòu)件上的螺栓連接，支座為雙耳支座。螺栓制作及預(yù)埋要求如下：

1、預(yù)埋螺栓必須用Q235鋼制作；

2、附著處建筑物構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20；

3、每個(gè)支座預(yù)埋螺栓數(shù)量為8只；直徑取30mm，錨入梁內(nèi)長(zhǎng)度450mm，螺栓埋入端采取彎鉤制作工藝，并加橫向錨固鋼筋。

（二）桿件安裝

1、安裝前準(zhǔn)備

（1）分別在錨固節(jié)的錨固位置下方和兩個(gè)錨固點(diǎn)下方1米處搭設(shè)操作平臺(tái)及通道，操作平臺(tái)及通道的搭設(shè)按規(guī)范要求，由土建施工單位技術(shù)人員交底，防護(hù)高度不能影響錨固桿的安裝。

（2）錨固時(shí)土建施工單位配合對(duì)塔吊垂直度進(jìn)行測(cè)量。

（3）注意提前準(zhǔn)備好所用設(shè)備及工具，按方案要求配備相應(yīng)指揮、安裝、安全監(jiān)督及測(cè)量等工作人員。

（4）附著桿要求由廠家提前預(yù)制，專業(yè)安裝單位進(jìn)行安裝，總包單位提前溝通，做好配合。

2、附著桿安裝

七道附著桿（2#塔則五道）安裝時(shí)注意左右附著點(diǎn)單雙桿交替進(jìn)行，保持兩側(cè)受力平衡。具體要求如下：

（1）事先在相應(yīng)高度樓層的梁板上準(zhǔn)確埋好預(yù)埋件，拉桿絞點(diǎn)處應(yīng)能承受相應(yīng)的拉壓力，應(yīng)有受力計(jì)算書(shū)和混凝土強(qiáng)度報(bào)告，要求混凝土強(qiáng)度不小于80%，必要時(shí)提前進(jìn)行加強(qiáng)或密植鋼筋，確保整體受力性。

（2）利用塔機(jī)本身將附著的兩個(gè)半梁吊放在附著面的塔身上用專用銷軸連接成環(huán)梁箍住塔身。安裝過(guò)程中應(yīng)注意，前半梁應(yīng)朝向建筑物，絞耳朝向建筑物，后半梁的絞耳應(yīng)在塔身兩側(cè)。

（3）用附著環(huán)梁角上的8個(gè)斜鐵把塔身頂牢，檢查附著環(huán)梁是否水平，各部分間隙是否平均。必要時(shí)做適當(dāng)調(diào)整。

（4）將可調(diào)節(jié)拉桿一端用銷軸與附著環(huán)梁連接，另一端與建筑物上的耳板鉸接。一共四根拉桿，不同位置固定（各鉸點(diǎn)連接銷軸由廠家提供，均應(yīng)符合規(guī)范要求）。

（5）用經(jīng)緯儀測(cè)量塔身的垂直度，調(diào)整拉桿長(zhǎng)度，使安裝附著后的塔身垂直度誤差在2/1000以內(nèi)。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高層與超高層建筑項(xiàng)目方興未艾，高層建筑的施工機(jī)械在作業(yè)過(guò)程中的安全性、穩(wěn)定性也越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注，對(duì)塔吊的要求也越來(lái)越高。本文主要是結(jié)合工程實(shí)例探討了塔吊的超長(zhǎng)距離附著問(wèn)題及解決方案，結(jié)合到本次塔吊附著的具體施工，由于所有的具體技術(shù)工作最終均由分包單位進(jìn)行實(shí)施，希望能夠?yàn)榉职鼏挝坏膶I(yè)施工及總包單位的質(zhì)量管理提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

［1］賈桂蓮.關(guān)于塔吊附著點(diǎn)的分析研究［J］.建筑·建材·裝飾,2014(7).

［2］嚴(yán)尊湘.塔機(jī)附著處的建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算及加強(qiáng)［J］.建筑安全,2007(12).

［3］趙志縉,趙帆.高層建筑施工(第二版) ［M］.中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005..

［責(zé)任編輯：劉曉敏］

Discussion on Super High-Rise Tower Crane with Super Long Distance Attachment Solutions——Taking Tianjin Yujiabao Financial District High-Rise Building Construction Project as An Example

Yuan Wu

(Wuhan Technical College of Communication,Wuhan 430065 Hubei )

Abstract:The height of this engineering building was more than 140m, the two tower cranes were super long attachment distance, due to the characteristics of the project, the crane can’t be attached in the column structure, and lateral edge beam strength can’t meet the require attachment. According to the specific circumstances of the two tower cranes, eventually the two schemes were selected, one is the edge beam structure reinforcement, and the other is to use the super long distance attached to the frame beam, which effectively solved the problems met in this project of tower crane super long distance attachment to ensure the safety of the tower cranes.

Key words:Crane attachment; Super long distance attachment; Super high-rise

作者簡(jiǎn)介：袁 武，男，湖北石首人，處長(zhǎng)，副教授，高級(jí)工程師。研究方向：質(zhì)量管理研究。

收稿日期：2015-12-25

DOI:10.3969/j.issn.1672-1047.2016.01.25

中圖分類號(hào)：TU972+.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-1047（2016）01-0105-04