塔吊超长附着的设计与安装

2011年 9月出版 · 【作者简介】熊全瑞（1975-），男，高级 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师。联系地址：湖南 长沙市中意一路 158号中建大厦 15楼（410004）。 【收稿日期】2011－07－14 BUILDING CONSTRUCTION建 筑 施 工第 33卷第 9期Vo1．33 No．9 塔吊超长附着的设计与安装 □ 熊全瑞 江升科 许 阳 （中建五局第三建设有限公司 长沙 410004） 【摘 要】湖南友阿奥特莱斯主体购物公园 17#楼呈圆环形，面积大，造型复杂，特别是屋面造型塔较多，且高出屋面最高 达 26 m，塔吊加节后高度超过自由高度，故必须先进行附着安装。由于塔吊距离主体结构远，不能采用常规附着，于是通过加 工安装超长附着杆件，顺利解决了上述问题。 【关键词】公共建筑 施工机械 塔吊超长附着 设计加工 安装 【中图分类号】TU61 /文献标识码 B 【文章编号】1004-1001（2011）09-0839-03 Design and Installation of Super Long Attachment of Tower Crane 1 工程概况 奥特莱斯主题购物公园是湖南友谊阿波罗商业股份有 限公司投资建立的一个大型高档购物公园，位于长沙市芙蓉 南路与环保大道交叉路口，总占地 18.25 m2，总建筑面积 109 727.84 m2，由 19栋单体和购物广场组成，全部层高 2 层，除 17#楼 5- 25轴地上层高 4层外，全部层高 2层。17#楼 设计造型复杂，且屋面上还有构架塔楼，最高塔楼比地面高 44 m。 该建筑效果如图 1所示（17#楼为下图上方屋面有高耸 塔楼建筑）。 图 1 奥特莱斯主题购物公园设计效果 施工中，原 17# 楼在南北东三侧都布置有塔吊，但由于 工期紧张，对垂直运输要求量加大，为了保证工程能按时完 工，决定在西侧中心广场再增加一台 10# 塔吊，塔吊型号 TC5610，如图 2所示。 随着楼层的加高，特别是屋顶构架高度距离地面最高为 44 m，但塔吊的自由高度仅为 40 m，所以自由高度无法满足 施工要求，遂对 10# 塔吊进行附着并加节处理。但 10# 塔吊 距离 17# 楼垂直距离为 19 m，超过常规附着长度，为此需要 对此超长附着施工进行计算及制定 施工方案 围墙砌筑施工方案免费下载道路清表施工方案下载双排脚手架施工方案脚手架专项施工方案专项施工方案脚手架 。 图 2 17#楼塔吊平面布置 2 工程特点与难点 （1）复杂：现场施工条件复杂，我方、园林 施工单 施工单位项目经理责任书施工单位质量保证措施施工单位进场交底施工单位进场流程施工单位进场资料 位等同 时施工，且园林施工单位对我方有时间要求，施工时间较短。 （2）异：超出塔吊本身设计的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 附着长度，因此必须 对该塔吊的附着进行设计。 （3）长：塔吊距离建筑物垂直距离为 19 m，附着长度达 到 23 m。 （4）难：对制作、吊装、现场对接的技术要求很高，且塔 吊附着固定处的主体结构早施工完毕，所以必须钻孔再固定 预埋件，且外侧结构柱截面较小（500 mm×500 mm），故需要 考虑加固预埋件的措施。 10#塔吊附着平面、立面示意如图 3、图 4所示。 3 关键施工技术与工艺 3.1 特殊附着设计及制作 经过 PKPM施工计算软件计算后，根据现有标准附着及 施工经验，运用 Aut oCAD软件对附着，固定件以及预埋加固 件进行深化设计，确保附着有足够的强度、刚度和稳定性，保 证附着加工有足够的精度。附着分为附着预埋支座，附着弦 ●建筑机械 839· 《建筑施工》第 33卷 第 9期 9/2011熊全瑞、江升科、许 阳：塔吊超长附着的设计与安装 图 3 10#塔吊附着平面图 图 4 10#塔吊附着立面图 杆，支座加固抱箍三大部分。 3.1.1 预埋支座 由于塔吊附壁固定处主体已施工完毕，故不能预埋支座 到结构内，所以采取在原结构柱上钻孔，然后再将预埋支座 和主体结构固定。支座采用双耳支座，螺栓制作要求如下： （1）预埋螺栓必须用 Q235钢制作； （2）预埋螺栓的直径大于 24 mm； （3）预埋螺栓的埋入长度为柱子截面宽，穿过整个柱 子，柱子另一侧用整板焊接好穿过柱子的螺栓，保证螺栓和 柱子抱紧； （4）双耳支座，预埋螺栓数量为 8 只，单耳支座，预埋 螺栓数量为 4只。 3.1.2 附着弦杆设计与验算 由于本附着为超长结构附着，考虑到使用功能和设计 加工安装尽量简便，采用组合型钢截面，初步选择 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 为双 28c型槽钢，为槽钢 + 缀板的格构形式。一方面组合截面可 形成对称的截面形式，满足使用要求，另一方面也是控制附 着杆自重的需要。 经计算，杆件的最大受拉应力 σ=46.07 N/mm2；最大受 压稳定应力 σ=181.09 N/mm2。不大于拉杆的允许压应力 215 N/mm2，满足要求! 3.1.3 支座加固抱箍 支座固定在结构外侧的柱截面尺寸仅为 500 mm× 500 mm，为保证结构及塔吊的安全，故将荷载分担至内侧截 面尺寸为 700 mm×700 mm的结构柱上，以满足各项要求。 外抱箍其尺寸为 600 mm×600 mm，内抱箍的尺寸为 800 mm×800 mm，抱箍正好将柱子抱紧，采用[10槽钢焊接 制作。内外抱箍间通过[10槽钢相连接，外侧抱箍和预埋支 座焊接成为一个整体，确保力能快速平稳的传递给内侧结构 柱。 3.1.4 部分部件大样（图 5、图 6） 图 5 附着弦杆大样 图 6 连接杆件大样 说明：1#杆件为调整螺杆，共 4根；2#杆件为耳板件，共 8个；3#杆件 为调整螺母，共 8块；4#杆件为联接耳板钢销（45#钢），共 8个；5#杆 件为耳板撑板，共 8块。 3.2 附着弦杆槽钢焊接 3.2.1 设置对称焊缝，确定坡口大样图 为减少对接焊缝的约束应力，避免产生冷焊缝，并确保 焊接质量，故在附着弦杆槽钢分段拼接部位设置对称焊缝， 根据《建筑施工手册》中的第十二章，钢结构工程中表 12- 113来确定其坡口的大样图。以附着弦杆为例，其坡口大 样如图 7所示。 图 7 槽钢坡口大样 3.2.2 选择焊接顺序及工艺参数 （1）焊机选择：考虑直流焊机电弧稳定及焊接质量易保 证，选择 2台机况良好的 AX- 320- 1型直流电焊机，最大电 流为 320 A，可以满足本工程要求。 （2）焊接顺序：为保证焊缝质量，焊缝采取分层施焊，每 ·840· 2011年 9月出版 · 第 9期9/2011 层焊缝厚度控制在 4 mm左右，对焊缝金属的塑性和减小焊 接应力有利。以槽钢板厚 11.5 mm为例，说明其焊接顺序，其 它厚度钢板焊接顺序均以此类推：对称施焊，焊接电流与速 度相匹配→第 1道焊缝接完成后，及时清根、打磨干净→焊 接第 2道焊缝时，焊接方向与第 1道焊缝的相板，依此类 推。 （3）工艺参数：本工程焊接采用手工电弧焊，其工艺参 数如表 1所示。 3.2.3 消氢措施 主钢梁材质为 Q235B，属于碳素结构钢，焊接后易产生 冷裂纹。其产生主要原因是焊缝金属中氢的聚集，形成较大 的焊接拉伸应力导致冷裂纹。因此，在焊接过程中要采取措 施控制焊缝金属中的氢。 （1）控制焊缝金属的含氢量：①采用低氢型焊条、超低 氢型焊条和碱性焊剂；②将焊条、焊剂在 350 ℃～400 ℃下 保温 2 h；③清除焊丝表面上的杂质；④将坡口及附近的铁 锈、油污等清除干净，直至露出金属光泽；⑤在药皮和焊剂中 加入适量的氟石(CaF2)、硅砂(SiO2)。 （2）后热处理：焊接结束或焊完一条焊缝后，使用火焰 加热器将焊接区立即加热到 200 ℃～250 ℃，并采用石棉 保温 2 h，然后缓冷至常温。 3.2.4 焊缝检测 主钢梁焊接完后，项目部委托湖南赛科检验有限公司现 场进行了焊缝超声波探伤检测，附着弦杆 8条焊缝全部合 格，一次性合格率 100%。其中，Ⅰ级焊缝 5条，Ⅱ级焊缝 3 条。 3.3 附着安装 3.3.1 吊装设备选择 塔吊本身为 TC5610，在距离塔吊中心 17 m范围内，可 吊起 3 t 质量的物体，可以用于附着杆吊装。此外，还要各准 备好 2个 50 kN和 30 kN的手动倒链；安装带 6根 50 kN千 斤顶 2个，大活动扳手数个，大锤 2个，小工具 1套。以上设 备可满足吊装的要求。 3.3.2 安装 （1）框架柱钻孔：首先在内外侧框架柱上钻孔，孔洞位 置在柱子和梁的交界位置处，此处抗拉及抗剪能力最强，钻 孔时避免破坏梁板钢筋。钻孔必须保证支座安装完成后支 座、弦杆、附着框在同一水平面上。 （2）安装支座及加固抱箍：将支座通过孔安装到柱子 上，然后利用塔吊和手动葫芦将加固抱箍安装到支座处，并 将外抱箍和支座焊接成为一个整体，最后将内外支座焊接连 在一起。 焊接时搭设临时支撑及操作架，为焊接提供平台。 （3）塔吊附着框安装：塔吊将附着框吊至附着高度（8 m 处），安装人员将附着框套在塔吊塔身上。 （4）吊装附着弦杆：将弦杆吊至指定高度，然后由安装 人员通过销轴将弦杆固定在附着框上，另一侧固定在建筑物 上的支座。吊装过程中，使用经纬仪来控制吊装的精确度，并 且检查塔身的垂直度偏差是否超过规范要求。 （5）调整附着：吊装完后，必须调整调弦杆的长度使得 塔身和结构间顶紧。 3.4 安全施工措施 （1）操作人员上岗前均进行安全技术交底。 （2）焊工、吊装工等特种作业人员均要持证上岗，并在 正式作业前进行考核，考核不合格这者不允许上岗作业。 （3）在吊装时，注意临边防护；吊装过程中，严禁现场禁 止非操作人员进入。项目部派专职人员监督施工现场安全， 安装单位技术人员、安全员必须在施工现场指挥、监督确保 安全。 （4）施工用的电动机械和设备均须接地，绝对不允许使 用破损的电线和电缆，严防设备漏电。 （5）所有机械设备在使用前均要进行安全检查，保证其 机况良好，否则不允许使用。 （6）当风速为 l0 m/s时，应采取安全措施，否则吊装工 作应停止。当风速达到 15 m/s时，所有工作均停止。施工时 注意防火，提供必要的灭火设备和消防人员。 （7）吊装完毕后，必须组织项目部、监理单位验收合格 才准许塔吊使用，并多加检查附着螺栓是否松动，观察施工 过程中的工作动态，确保施工安全。 （8）由于附着高度距离地面只有 8 m，且现场施工情况 复杂，有园林等单位在进行室外工程施工，所以必须在附着 杆上挂限高警示牌，在卸载架周围设立警示牌，防止施工时 造成破坏。 4 结语 湖南友阿奥特莱斯主题购物公园工期要求紧，现场情况 复杂，10# 塔吊附着长度长。工程的顺利进行证明本施工方 案合理、可行，为本工程按时完工达到甲方的时间节点要求 奠定了坚实的基础，同时也为同类工程积累宝贵的经验。 参 考 文 献 [1] 建筑施工手册(第四版)[M].北京：中国建筑工业出版社,2003. [2] 江正荣.建筑施工计算手册[M].北京：中国建筑工业出版社,2001. [3] JGJ 81- 2002 建筑钢结构焊接技术规程[S].北京：中国建筑工业 出版社,2003. 表 1 手工电弧焊工艺参数 焊缝空 第 1层焊缝 以后各层焊缝 焊条 间位置 焊条直径 / mm 焊接电流 / A 焊条直径 / mm 焊接电流 / A 型号 平对接焊缝 4 160～210 4 160～210 E4315 立对接焊缝 3.2 90～120 4 120～160 E4315 横对接焊缝 3.2 90～120 4 140～160 E4315 仰对接焊缝 3.2 90～120 4 140～160 E4315 熊全瑞、江升科、许 阳：塔吊超长附着的设计与安装 841·