超高層建筑內(nèi)爬外掛塔吊施工工法

1、超高層建筑內(nèi)爬外桂塔吊施工工法1前言隨著現(xiàn)代超高層建筑的不斷突破，核心筒與鋼框架組合結(jié)構(gòu)被廣泛采 用。此類結(jié)構(gòu)對(duì)垂直運(yùn)輸設(shè)備要求越來(lái)越高，而傳統(tǒng)核心筒內(nèi)爬塔吊因筒 內(nèi)空間狹小，多臺(tái)塔吊布置困難且塔吊效率低?；A(chǔ)外附式塔吊又因附著 于鋼外框受到外框結(jié)構(gòu)滯后影響，施工緩慢。本工法通過(guò)采用內(nèi)爬外掛塔吊工藝，采用了一種新型附著形式，將塔 吊外附于核心筒外壁，增大了塔吊的施工覆蓋面，合理有效地發(fā)揮了塔吊 的起重工效。2011年11月8日，其施工技術(shù)經(jīng)山西省科技廳組織專家鑒定 達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。2015年1月25日，經(jīng)山西省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳有關(guān) 工法專家鑒定達(dá)過(guò)年領(lǐng)先水平。該工法成功用于太原湖濱廣場(chǎng)綜合

2、項(xiàng)目， 天津高新區(qū)軟件及服務(wù)外包基地綜合配套區(qū)第一期中央商務(wù)區(qū)總承包工程 項(xiàng)目和廣州珠江新城西塔項(xiàng)目工程，提高了施工工效，加快了工程施工進(jìn)2工法特點(diǎn)2.1 位置選擇多樣化，整體影響面小本工藝將超高層塔吊附著于核心筒外壁，有效克服了因核心筒內(nèi)狹小 引起的多臺(tái)塔吊布置困難的問(wèn)題，同時(shí)避免了因塔吊穿樓層板造成的結(jié)構(gòu) 后施工問(wèn)題。2.2 覆蓋面廣，提高機(jī)械效率本工藝的超高層塔吊可以懸掛于核心筒外壁，鋼結(jié)構(gòu)外框覆蓋面積更 大，在采用同等型號(hào)塔吊的情況下，塔吊吊運(yùn)鋼構(gòu)件實(shí)際利用率大大提高, 有效發(fā)揮塔吊滿載使用率，提高機(jī)械效率。2.3 周轉(zhuǎn)安拆及爬升效率高，節(jié)約工期塔吊外掛架采用整體拼裝，構(gòu)件之間銷軸連接

3、，周轉(zhuǎn)安拆便捷，外掛 架隨核心筒進(jìn)度在過(guò)程中即可安裝完畢，塔吊單次爬升周期短，不占用主 體施工工期。2.4 不受核心筒超前施工制約，施工更加機(jī)動(dòng)靈活塔吊外附于核心筒外壁與核心筒施工同步爬升，不受外框鋼結(jié)構(gòu)施工 滯后的影響，更加機(jī)動(dòng)靈活。2.5 各項(xiàng)指標(biāo)增長(zhǎng)快，經(jīng)濟(jì)效益顯著較基礎(chǔ)外附式塔吊，內(nèi)爬外掛塔吊減少了固定基礎(chǔ)，省去了大量的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，降低了后施工區(qū)域難度，加快了施工進(jìn)度，帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。3適用范圍本工法適用于各類復(fù)雜多變的超高層施工，適合由型鋼混凝土框架 -鋼 筋混凝土筒體混合結(jié)構(gòu)形式的超高層施工。4工藝原理本工藝基本原理是經(jīng)過(guò)模擬受力分析優(yōu)化設(shè)計(jì)一個(gè)鋼基座懸掛于核心 筒外壁承載塔吊，

4、并設(shè)計(jì)一道抵抗水平力的附著框?qū)⑺豕潭ㄓ诤诵耐餐?壁，再加設(shè)一套周轉(zhuǎn)框，使基座框附著框相互轉(zhuǎn)化，三道水平框及配套的 受力桿件組成了循環(huán)組合掛架結(jié)構(gòu)體系。該體系通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的超規(guī)預(yù)埋 件懸掛于外壁，通過(guò)深化設(shè)計(jì)超強(qiáng)銷軸連接，施工方便快捷。911P圖4塔吊支撐體系撐拉結(jié)合式示意圖5施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 基本施工流程圖 內(nèi)爬外掛塔吊施工工藝流程5.2 操作要點(diǎn)5.2.1 外掛架支撐體系設(shè)計(jì)驗(yàn)算本工藝中塔吊以核心筒作為依附結(jié)構(gòu)，根據(jù)工程的實(shí)際情況，由于塔 吊定位、建筑結(jié)構(gòu)型式及塔吊參數(shù)等的不同，塔吊附著體系的設(shè)計(jì)會(huì)有所 不同，但均可分為支撐體系框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、預(yù)埋件設(shè)計(jì)、連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)這 三部分進(jìn)

5、行設(shè)計(jì)，并盡量采用銷軸的形式連接固定，以便于外掛架構(gòu)件的 拆卸周轉(zhuǎn)。1、塔吊支撐體系的設(shè)計(jì)：整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、預(yù)埋件及連接部位的強(qiáng)度驗(yàn) 算。2、塔吊依附結(jié)構(gòu)校核：塔吊依附于主體核心筒上，依據(jù)塔吊的實(shí)際工 況，對(duì)其結(jié)構(gòu)承載能力進(jìn)行驗(yàn)算。3、混凝土剪力墻：需對(duì)剪力墻混凝土局部承壓強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，由于受 施工進(jìn)度和工期制約，通常情況下，不可能等混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再進(jìn) 行塔吊掛架的安裝和塔吊爬升，因此在進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)以實(shí)際強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn) 算，通?？扇?天。支撐體系設(shè)計(jì)驗(yàn)算完成后繪制制作圖及相關(guān)說(shuō)明，并交原塔吊廠或相 應(yīng)能力的廠家進(jìn)行加工制作。5.2.2 塔吊附著點(diǎn)確定塔吊外掛架支撐體系附著點(diǎn)的位置需根據(jù)塔吊原

6、制造廠的參數(shù)確定， 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，可適當(dāng)調(diào)整附著點(diǎn)位置，但兩道水平支撐框架之間的 距離必須小于最大間距。塔吊附著點(diǎn)按以下基本原則確定：核心筒施工至 塔吊最大自由高度，此時(shí)需安裝第三道水平支撐框架后方能繼續(xù)爬升，根 據(jù)核心筒內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)柱的分段長(zhǎng)度及核心筒液壓爬模的空間位置，綜合確定 附著點(diǎn)的情況，且水平構(gòu)件的附著點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在樓層標(biāo)高處。5.2.3 塔吊外掛架支撐體的安裝1、埋件施工：塔吊埋件隨著核心筒的施工進(jìn)度相應(yīng)埋設(shè)即可，為防止 在混凝土澆搗過(guò)程中預(yù)埋件發(fā)生移位，應(yīng)采取相應(yīng)的固定措施，埋件部位 的混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，塔吊的預(yù)埋件重量較大，需事先設(shè)置好吊耳，便于 吊裝。2、牛腿焊接：預(yù)埋件埋設(shè)

7、完成后，將連接外掛架構(gòu)件的牛腿焊接至埋 板上，牛腿焊接過(guò)程中應(yīng)做到精確定位，合理施焊，盡量減少焊接變形， 出現(xiàn)焊接變形須在焊后進(jìn)行校正，確保后續(xù)構(gòu)件安裝一次到位。圖塔吊預(yù)埋件圖塔吊牛腿3、安裝下層水平支撐框架：安裝下層水平框架的支撐橫梁、水平支撐、 次梁及與支撐橫梁連接的斜拉桿。按照支撐橫梁一次梁一斜拉桿-水平支 撐的順序依次安裝，構(gòu)件拼裝時(shí)只需精確對(duì)孔，打入銷軸即可。圖安裝支撐橫梁圖安裝水平支撐圖安裝斜拉桿圖下層水平框架安裝完成4、安裝上層水平框架：采用與下層水平框架相同的安裝方式進(jìn)行安裝, 包括支撐橫梁、水平支撐、斜撐桿及次梁。圖上層水平框架安裝完成圖水平支撐與核心筒連接節(jié)點(diǎn)5、塔吊爬升：

8、塔吊頂升至支撐橫梁的高度位置后，將塔吊頂升節(jié)上的 撐爪擺出，撐在支承框上即完成一次塔吊爬升。圖 塔吊撐爪撐于支承框上5.2.4 塔吊爬升及外掛架拆卸周轉(zhuǎn)核心筒在施工過(guò)程中即按照?qǐng)D紙要求埋設(shè)好塔吊附著預(yù)埋件，塔吊每 頂升完一次，便可將最下層的水平支撐框架、斜拉桿、斜撐桿拆除并轉(zhuǎn)至 上部進(jìn)行附著。以下以撐拉結(jié)合式支撐體系為例簡(jiǎn)述塔吊爬升的原理。步驟一，塔吊在正常使用狀態(tài)下，上、下兩套支撐架共同工作，如圖 所示。步驟二，安裝第三道支撐架，將爬帶安裝在中間一道支撐架上，爬升 梁支撐塊爬出撐于爬帶臺(tái)階上，準(zhǔn)備爬升，如圖所示。步驟三，將塔吊支撐爪松開(kāi)，收回至標(biāo)準(zhǔn)節(jié)相應(yīng)位置，如圖所示。步驟四，油缸頂出，使塔

9、吊脫離 C型梁，完成一個(gè)行程，將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上 的上支撐塊擺出，支撐在爬帶臺(tái)階上，如圖所示。步驟五，油缸收縮，再次使爬升梁支撐塊支撐在爬帶臺(tái)階上，將上撐塊擺回，再次頂升完成一個(gè)循環(huán)，如圖所示。步驟六，重復(fù)步驟四和步驟五，直至支撐爪高出 C型梁，然后將支撐 爪擺出，固定在C型梁上，如圖，圖所示。步驟七，收縮油缸歸位，塔吊爬升完成，最后拆除爬帶。圖步驟一圖步驟二Cg蛆'第三道支撐架bZ>r 之二 二1/ 上頂升油缸一'.vV,1電升梁葬于爬帶上團(tuán)'下支撐架圖步驟三C劃梁第三道支撐架弋 / f / J號(hào)：:/一 上撐塊擺出，;二 ,卜一摔于爬帶上H ：C可飛Ok、 叫歸1、支

10、撐架圖步驟四第三道支撐架7II工下支撐架L撐映排出, 攆于爬帶上C型舞 rj圖步驟五第三道支撐架 (/上支撐控上搟塊福物 肄于裊惜上圖步驟六圖步驟七6材料與設(shè)備6.1 主要材料表主要材料序號(hào)構(gòu)件名稱型號(hào)及規(guī)格材質(zhì)焊縫質(zhì)量等級(jí)防喝要求1支撐橫梁箱型鋼梁Q345B一級(jí)全熔透紅丹底漆100 d m2斜拉桿無(wú)縫鋼管Q345B一級(jí)全熔透紅丹底漆100 d m3水平支撐無(wú)縫鋼管Q345B Lj一級(jí)全熔透紅丹底漆100 d m4斜撐桿無(wú)縫鋼管Q345B一級(jí)全熔透紅丹底漆100 d m5次梁H型鋼梁Q345B一級(jí)全熔透紅丹底漆100 d m6銷軸實(shí)心圓形截面40Cr調(diào)質(zhì)處理無(wú)表面鍍銘7預(yù)埋件車W板及錨筋Q34

11、5B, HRB335穿孔塞焊無(wú)8牛腿鋼板Q345B一級(jí)全熔透紅丹底漆100 d m備注：各個(gè)主要構(gòu)件的截面需根據(jù)工程實(shí)際、塔吊型號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算確定。6.2 設(shè)備工具表設(shè)備工具序號(hào)名稱型號(hào)單位數(shù)量產(chǎn)地1電焊機(jī)OTC CPVE350/500臺(tái)3中國(guó)2炭弧氣刨機(jī)MZ-1250臺(tái)2中國(guó)3電焊條烘箱YGCH-X-400臺(tái)1中國(guó)4葫蘆5t把12中國(guó)5全站儀索佳 SET230RK臺(tái)1日本6經(jīng)緯儀北京博飛DJD2-C! j臺(tái)1中國(guó)7水平儀1,1 1-1 一一,蘇光DSZ2臺(tái)2中國(guó)8鋼尺10米把5中國(guó)9大錘5kg把2中國(guó)10纜風(fēng)繩15m75中國(guó)11超聲波探傷儀CTS- 2000臺(tái)1德國(guó)12腳手管48Xt中國(guó)13

12、腳手板50mml1塊20中國(guó)14安全繩9m42中國(guó)7質(zhì)量控制塔吊外掛架支撐體系的施工必須符合 GB5001流岡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范S JGJ 81-2002建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程S,塔吊使用說(shuō)明書(shū)以及其他相關(guān)設(shè)計(jì) 要求、國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和工程技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。塔吊外掛架鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)收?qǐng)?zhí)行現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB5020計(jì)有關(guān)規(guī)定的要求。外掛架鋼結(jié)構(gòu)的所有焊縫均為一級(jí)全熔透焊縫，工廠焊縫以及現(xiàn)場(chǎng)焊 縫均進(jìn)行100淹聲波探傷檢測(cè)，合格后方可投入使用。冬期施工期間，現(xiàn)場(chǎng)焊縫必須采取焊前預(yù)熱、焊后保溫等措施保證焊 縫的焊接質(zhì)量。外掛架埋件埋設(shè)時(shí)，須采用測(cè)量?jī)x器對(duì)其進(jìn)行定位，并采取臨時(shí)固定 措施，以防止混凝土澆

13、搗埋件移位。外掛架支撐橫梁安裝時(shí)，采用測(cè)量?jī)x器校核具水平度，須達(dá)到鋼結(jié) 構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB5020f的要求。本工藝焊接時(shí)采用的焊絲和焊劑應(yīng)與母材相匹配。塔吊爬升完成后，進(jìn)行塔吊垂直度的檢測(cè)和復(fù)核。塔吊司機(jī)、指揮人員、絲索人員必須持有有關(guān)部門核發(fā)的操作證持證 上崗，附著頂升作業(yè)要有專人指揮，電源液壓系統(tǒng)須專人操作。塔吊使用過(guò)程中，應(yīng)定期檢查關(guān)注附著系統(tǒng)構(gòu)件是否有過(guò)大變形，焊 縫是否存在細(xì)小裂縫等現(xiàn)象，如有問(wèn)題應(yīng)立即解決。8安全措施塔吊爬升作業(yè)之前，組織學(xué)習(xí)有關(guān)塔吊爬升技術(shù)方案，對(duì)班組作業(yè)人 員進(jìn)行技術(shù)方案交底。作業(yè)人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)考核合格，起重工和電工要持證上崗；進(jìn)入施 工現(xiàn)場(chǎng)必須戴安全

14、帽，高空作業(yè)時(shí)要系好安全帶，穿防滑鞋。在埋件埋設(shè)部位搭設(shè)安全操作平臺(tái)，保證牛腿焊接過(guò)程中人員的安全。作業(yè)人員崗位明確，作業(yè)職責(zé)清楚，自覺(jué)遵守安全操作規(guī)程及安全技 術(shù)措施規(guī)定。油泵、頂升橫梁應(yīng)有專人操作，職責(zé)明確。并相互監(jiān)督、協(xié)調(diào)，安裝、 拆除銷軸時(shí)，鐵錘與扳手要握牢，防止銷軸、榔頭、扳手等物件高空墜落， 使用鐵錘應(yīng)由熟練的人承擔(dān)。當(dāng)操作完成一個(gè)步驟后，必須相互通氣，并互檢查后，都已完成好， 方可進(jìn)行下一步作業(yè)。每天做風(fēng)速、風(fēng)向預(yù)報(bào)和記錄，風(fēng)力大于s時(shí)，禁止安裝和頂升作業(yè) 嚴(yán)禁酒后作業(yè)。外掛架安裝過(guò)程中，每一次吊裝都必須檢查吊鉤吊索是否可靠。使用的工具，卸卡及零件必須放穩(wěn)妥，嚴(yán)禁拋扔。9環(huán)保措施

15、根據(jù)國(guó)家環(huán)保法規(guī)的有關(guān)規(guī)定，應(yīng)采取以下環(huán)保措施：所有的鋼構(gòu)件須規(guī)劃出固定的堆放場(chǎng)地，對(duì)拆卸下來(lái)的構(gòu)件進(jìn)行集中 堆放，統(tǒng)一管理；現(xiàn)場(chǎng)焊接過(guò)程中，在焊接部位采用帆布搭設(shè)防風(fēng)棚，降低焊接過(guò)程中 的光污染對(duì)周圍環(huán)境的影響；在塔吊爬升作業(yè)中，應(yīng)盡量避免使用大錘敲擊構(gòu)件以降低噪音污染； 牛腿焊接時(shí)，盡量避免焊渣等飛濺物從高空落下，避免引起火災(zāi)事故 對(duì)廢電器、廢機(jī)油、廢油手套、廢配件等固體廢物，應(yīng)回收利用，不 具備回收利用條件的，不得隨意棄置和傾倒，交專門部門回收。10效益分析經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益：內(nèi)爬外掛塔吊施工工藝重點(diǎn)向超高層建筑施工領(lǐng)域進(jìn)行推廣，現(xiàn)代超 高層建筑發(fā)展迅速，對(duì)工程的質(zhì)量、安全、成本、進(jìn)度要求更高

16、，本工法 適應(yīng)超高層建筑施工各個(gè)方面的要求，在應(yīng)用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了成本的降低、 進(jìn)度的加快、安全的保障、質(zhì)量的保證，能夠?yàn)樯鐣?huì)所廣泛接受。表10-1經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析表序號(hào)比較因素內(nèi)爬外掛塔吊工藝固定基礎(chǔ)式塔吊傳統(tǒng)內(nèi)爬塔吊1成本一次性投入外掛架 制作及安裝費(fèi)用力 元。每增加一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)租賃 費(fèi)用增加3萬(wàn)元，每設(shè) 置一道附著增加費(fèi)用力 元，其成本綜合為萬(wàn)元。一次性投入內(nèi)爬支撐 架體系140萬(wàn)元。2工效附著于核心筒外 壁，塔吊起重性能 充分發(fā)揮。根據(jù)塔吊布置位置不同 而定，越靠近外框越能 發(fā)揮塔吊的起重性能。布置于核心筒內(nèi)，塔 吊起重性不能能充分 發(fā)揮，若核心筒內(nèi)空 間狹小便不能布置塔 吊。3爬升效率塔吊

17、爬升只需 2小 時(shí)即可完成，/、耽一 誤主體結(jié)構(gòu)施工任務(wù)。頂升加甘f次需要 12 1PI個(gè)工作日/加節(jié)較慢， 影響主體施工進(jìn)度。塔吊爬升只需2小時(shí) 即可完成，/、耽誤主 體結(jié)構(gòu)施工任務(wù)。4進(jìn)度不用穿過(guò)結(jié)構(gòu)樓板，施工方便，保證主體結(jié)構(gòu)施工最快4天/層，正常情況下5天/層。需要穿過(guò)結(jié)構(gòu)樓板，給 后續(xù)施工帶來(lái)不便,能 保證主體的單層施工速 度，但耽誤整體施工工 期。電梯井內(nèi)無(wú)法布置塔 吊時(shí)，布置于有樓板 部位便需穿過(guò)樓板， 給后續(xù)施工帶來(lái)不 便，能保證主體結(jié)構(gòu)施工最快4天/層，正 常情況下5天/層。11應(yīng)用頭例內(nèi)爬外掛塔吊施工工法成功應(yīng)用于太原湖濱廣場(chǎng)綜合項(xiàng)目、天津高新 存軟件及服務(wù)外包基地綜合配套區(qū)第一期中央商務(wù)區(qū)總承包工程項(xiàng)目及廣 W珠江新城西塔項(xiàng)目，由于爬升過(guò)程中無(wú)需增加標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的數(shù)量，大大的降 低了塔吊租賃成本，提高了整體的施工工效，加快了施工進(jìn)度，取得了良 好的效果。工程應(yīng)用實(shí)例1: ZSL1000及ZSL750塔吊工程名稱：太原湖濱廣場(chǎng)綜合項(xiàng)目工程地點(diǎn)：山西省太原市迎澤大街 180號(hào)j實(shí)物工作量：大體量鋼結(jié)構(gòu)安裝開(kāi)、竣工日期：2010年8月-2014年1月應(yīng)用效果：良好！圖11-1太原湖濱廣場(chǎng)綜合項(xiàng)目ZSL