銀川綠地中心超高層建筑塔式起重機(jī)的選用

1 工程概況

銀川綠地中心（圖1）2座塔樓均采用框架+核心筒混合結(jié)構(gòu)體系，外框架由H型鋼梁和型鋼混凝土柱構(gòu)成，均結(jié)合避難層設(shè)置兩道伸臂桁架，塔樓高301m。裙房地上3層，建筑高度23.9m，主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，大跨度屋蓋采用鋼桁架結(jié)構(gòu)。根據(jù)工程實(shí)際情況，塔樓在26～27層和54～55層處需要吊裝大噸位構(gòu)件，最大噸位構(gòu)件分段后重量約23t；塔樓核心筒在41層處為變截面層。

圖1 銀川綠地中心模型

2 塔機(jī)分類

高層及超高層建筑施工一般使用固定式塔機(jī)，該類塔機(jī)根據(jù)安裝形式的不同，塔機(jī)可分為附著式和內(nèi)爬式兩種，均有工作幅度大、起重能力大、吊裝高度高、起升和回轉(zhuǎn)速度快等特點(diǎn)。

附著式塔機(jī)能隨著建筑物的升高而升高，建筑結(jié)構(gòu)僅承受由塔機(jī)傳來(lái)的水平載荷，附著方便，但塔身需高于建筑物，成本較高且影響外立面的裝修。內(nèi)爬式塔機(jī)可細(xì)分為純內(nèi)爬式和外掛內(nèi)爬式兩種，純內(nèi)爬式塔機(jī)一般裝設(shè)在建筑物內(nèi)部（如電梯井和樓梯間），外掛內(nèi)爬式塔機(jī)則多設(shè)在建筑物外部。內(nèi)爬式塔機(jī)借助爬升架和頂升系統(tǒng)進(jìn)行爬升，塔身高度初始安裝時(shí)高度固定，不需加節(jié)，可不裝設(shè)基礎(chǔ)節(jié)，塔身成本低，但頂升和拆除較為繁瑣，且塔機(jī)全部自重及載荷均由建筑物承受。

3 塔機(jī)施工方案

3.1 塔機(jī)選型原則

塔機(jī)的選用原則是在保證施工效率和滿足施工現(xiàn)場(chǎng)要求的前提下，塔機(jī)的起重力矩、起重量、起重高度以及回轉(zhuǎn)半徑等技術(shù)參數(shù)滿足施工要求的同時(shí)，能充分發(fā)揮塔機(jī)的能效，使其經(jīng)濟(jì)性達(dá)到最佳。與此同時(shí)，還要考慮塔機(jī)結(jié)構(gòu)與性能的先進(jìn)性和可靠性。

3.2 塔機(jī)施工方案的擬定

根據(jù)工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際情況，每座塔樓均需要2臺(tái)塔機(jī)進(jìn)行協(xié)同施工。根據(jù)各類型塔機(jī)的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)，初擬定3個(gè)方案：①使用2臺(tái)內(nèi)爬式塔機(jī)外掛式裝設(shè)，協(xié)同施工，即外掛內(nèi)爬式塔機(jī)協(xié)同作業(yè)；②使用2臺(tái)內(nèi)爬式塔機(jī)純內(nèi)爬裝設(shè)，協(xié)同施工，即純內(nèi)爬式塔機(jī)協(xié)同作業(yè)；③使用2臺(tái)附著式塔機(jī)協(xié)同施工，即附著式塔機(jī)協(xié)同作業(yè)。塔樓結(jié)構(gòu)俯視圖如圖2所示。

圖2 塔樓結(jié)構(gòu)俯視圖

3.3 塔機(jī)施工方案分析對(duì)比

針對(duì)擬定的3個(gè)方案，結(jié)合工程實(shí)際，進(jìn)行具體分析。

3.3.1 方案一

外掛內(nèi)爬式塔機(jī)協(xié)同作業(yè)，分別為2臺(tái)QTD720動(dòng)臂式塔機(jī)。該工程塔樓核心筒在41層處為變截面層（南面和北面），塔機(jī)只能安裝在東面和西面，具體塔機(jī)位置圖如圖3所示。如要能滿足外掛內(nèi)爬式塔機(jī)滿足該工程的施工要求，必須將該類塔機(jī)系統(tǒng)主梁外懸加長(zhǎng)，整個(gè)外掛系統(tǒng)強(qiáng)度也必須加大，同時(shí)建筑物承載墻面也要加強(qiáng)，外掛系統(tǒng)施工難度及制作成本增加。與此同時(shí)，拆卸塔機(jī)的技術(shù)難度較大，不能自降拆塔，需要借助外塔拆除，拆卸成本較高。

圖3 外掛內(nèi)爬式塔機(jī)基礎(chǔ)位置圖

3.3.2 方案二

純內(nèi)爬式塔機(jī)協(xié)同作業(yè)，分別為2臺(tái)QTD720動(dòng)臂式塔機(jī)。由于北塔樓核心筒在41層處為變截面層（南面、北面），純內(nèi)爬式塔機(jī)的安裝不能超出41層變截面后的外輪廓，具體塔機(jī)基礎(chǔ)位置圖如圖4所示。2臺(tái)塔機(jī)只能安裝在圖4所示位置，兩塔機(jī)相距約13m，由于建筑物只有一邊有承重梁，另一側(cè)需安裝1根9.15m鋼梁，才能完成內(nèi)爬框的安裝，內(nèi)爬鋼梁跨度大，要求強(qiáng)度必須極高，同時(shí)制作、安裝、拆卸成本也相應(yīng)增加。

圖4 純內(nèi)爬式塔機(jī)基礎(chǔ)位置圖

3.3.3 方案三

附著式塔機(jī)協(xié)同作業(yè),分別為QTZ1250和TCT315水平式塔機(jī)，主要的大構(gòu)件由QTZ1250塔機(jī)來(lái)完成，TCT315塔機(jī)輔助施工。結(jié)合工程實(shí)際，附著式塔機(jī)裝設(shè)在塔樓框架之外，可將地下室筏板層作為基礎(chǔ)進(jìn)行塔機(jī)的安裝，具體塔機(jī)基礎(chǔ)位置圖如圖5所示。附著式塔機(jī)爬升速度快，起升方便；附著對(duì)建筑結(jié)構(gòu)要求較小，結(jié)構(gòu)可不用特別加固；拆塔方便，可自行降塔至地面拆除。但是由于塔機(jī)需要附著，影響外立面的裝修，建筑物在附著位置的幕墻玻璃不能全部施工，必須待降塔拆卸附著后，才能進(jìn)行施工。

圖5 附著式塔機(jī)基礎(chǔ)位置圖

4 方案選定

綜合考慮上述塔機(jī)施工方案的施工難易程度及整體成本高低，使用2臺(tái)附著式塔機(jī)協(xié)同作業(yè)來(lái)完成該工程塔樓的吊裝施工較為合理；1臺(tái)QTZ1250塔機(jī)加1臺(tái)TCT315塔機(jī)外附式340m的成本與2臺(tái)QTD720動(dòng)臂式內(nèi)爬塔機(jī)的成本相當(dāng)，使用附著式塔機(jī)可不考慮塔樓變截面對(duì)塔機(jī)的影響，安裝、頂升和拆除等工作較為簡(jiǎn)單方便，安裝和拆除成本低。雖然該類塔機(jī)的附著影響建筑外立面的裝修施工，但并不影響工程施工總工期。

很多超高層建筑選擇內(nèi)爬式塔機(jī)，究其原因，無(wú)外乎超高層建筑高度高、外形不規(guī)則、塔機(jī)基礎(chǔ)難定位，易與地下室汽車(chē)坡道干涉等因素影響，基礎(chǔ)定位選擇的余地較小，塔機(jī)附著困難，易與外桁架干涉；而選擇內(nèi)爬式塔機(jī)，雖然節(jié)省了塔機(jī)塔身的成本，但是由于建筑連接塔機(jī)的墻體需要加強(qiáng)，塔機(jī)的拆卸費(fèi)用較高；所以綜合考慮，外附式塔機(jī)在本項(xiàng)目能滿足施工要求，也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

5 結(jié) 語(yǔ)

附著式塔機(jī)和內(nèi)爬式塔機(jī)各有優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)際，制定與選取適合該工程特點(diǎn)的塔機(jī)施工方案，才能更好地實(shí)現(xiàn)工程施工的經(jīng)濟(jì)性要求，保質(zhì)保量，保證工程工期。通過(guò)此工程實(shí)例，分析附著式塔機(jī)與內(nèi)爬式塔機(jī)在此工程施工中的優(yōu)劣利弊，以期為類似超高層建筑塔機(jī)施工方案的制定和選用提供參考。

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