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【摘 要】 高层和超高层建筑采用塔吊施工时,塔吊的正确选择关系到施工进度和经济效益。本文重点介绍在某工程实际施工中如何对塔吊进行选择,同时介绍了在异型结构处解决塔吊锚固的结构处理方案。
【关键词】 垂直运输;塔吊平面布置;塔吊附着锚固
【中图分类号】 TU758.15 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123(2010)02-034-02
An example and application of super high-rise tower crane selecting
【Abstract】 The appropriate selection of tower crane for construction of high-rise and super high-rise buildings would certainly
affect the construction's progress and benefits. This article focuses on how to choose tower crane in a practical engineering,also
introduce the program of how to resolve anchoring tower crane in the special-shaped structure.
【Key words】 Vertical transportation;Layout of tower crane;Attaching anchor of tower crane
1引言
超高层建筑需要解决的难题包括:①垂直运输高度高;②结构施工通常交叉进行,吊装运输量浩大;③超高层建筑通常伴有筒体模板和型钢构件,构件重量大;④工人频繁上、下楼层并进出作业面,人员交通量大;⑤工期紧张导致运输量之密集,通常需要两班或者三班连续作业,良好性能的垂直运输机械必不可少。
本工程垂直运输高度超过180m(塔吊吊钩高度);最大构件重量达11T,最远端(70m)构件5.5T,必须完全依靠塔吊起重;同时,南塔楼由于结构形式的变化,塔吊需要在高空进行非常规锚固。
2工程简介
南京国际广场工程一期工程位于南京市鼓楼区,与玄武湖隔中央路相望。是一幢集综合性商业、餐饮、高级会所、写字楼、酒店以及高档住宅为一体的综合性、多功能、达到国际水准的超大超高层的公共建筑。本工程总建筑面积22万m2,由南、北两栋塔楼和与之相连的裙楼组成。地下2层半,地上北塔38层,南塔35层,裙楼8层,总高度为168.950m。本工程塔吊主要承担劲性钢砼组合结构的钢柱、钢梁以及其他钢结构构件的吊装,主体结构的钢筋、模板和模板支撑体系的吊装。
2.1塔吊选型的要求。本工程结构形式为框架核心筒钢——砼组合结构,其垂直运输有如下特点:
2.1.1层数多,高度大。本工程裙房八层,从九层起为双塔结构,其中北塔楼四十一层,结构总高度167.3m,南塔楼三十八层,结构总高度168.7m。
2.1.2运输范围广,运量大。混凝土工程量约8万m3,钢筋1.8万吨,需吊装的钢结构总量约4000吨,周转剪力墙全钢大模板约3000平方米。
2.1.3工期紧。本工程裙房八层,单层面积在一万m2,塔楼部分单层面积4000m2,每层结构施工工期要求控制在7～10天。
2.1.4起重量大。从首层平面起,南北塔楼区域均匀分布着44根钢砼组合结构柱(H型钢骨柱),钢骨柱单根最大重量11吨(一柱两层),最小重量为5.5吨,钢柱分布分散,同一施工区最大间距70m;结构十一层和南塔楼的二十四层为钢砼组合结构转换层,共有46根大型“工”字型钢梁,单根重量为5.5吨。在裙房屋顶北侧有游泳池钢结构屋盖、南侧有宴会厅钢结构屋盖以及中间大型天井钢结构屋面,钢构件最大重量12吨。
根据工程的具体情况垂直运输设备的选择必须满足以下五个条件:
2.1.4.1幅度要求:从塔吊回转中心线至吊钩中心线的水平距离必须全部覆盖施工作业面,不留盲区。
2.1.4.2起重量要求:塔吊最大幅度起重量和最大起重量满足大型钢构件吊装的需要。
2.1.4.3吊钩高度:自塔吊基础顶面至吊钩中心的垂直距离要大于等于结构总高度与脚手架屋顶构造尺寸和混凝土布料杆高度之和。
2.1.4.4塔吊生产效率要满足施工进度的要求。
2.1.4.5其他要求:塔吊的选择应能适应施工现场环境,便于自身附着、锚固、安装和拆除的需要。在满足以上条件的前提下,还必须考虑主体结构之外的但对主体结构施工工期有影响的其他后续附属结构施工的需要。
2.2塔吊的平面布置方案的确定。方案一:选用5台H3/36B型塔吊,塔吊臂长50m,其中1台采用附着式,4台采用内爬式。塔吊要求能吊起11吨重的钢柱,要求在确定塔吊平面位置时考虑25m半径内要覆盖所有的钢柱。见附图:
该方案塔吊布局合理,几乎完全覆盖钢骨柱、钢梁的分布区域,H3/36B塔吊性能稳定,但是由于本工程地下结构已经施工完成,在结构内设置4台内爬塔吊要破坏已完结构,加固措施费用昂贵。而且,本工程东侧有地下室结构,钢构件只能从西侧进场并吊至作业面,需要两台塔吊在楼上倒运钢构件和模板等材料,致使东侧两台塔吊的工作效率低。另外,塔吊安装拆除施工困难较大。
方案二:选用3台附着式塔吊,一台H3/36B用于中间裙房使用,另外两台分别为K50/50和C7050用于南北塔楼结构施工。这两台塔吊性能基本相同,臂长70m,公称起重力矩4000KN.M。见附图:
该方案全部采用附着式,安装拆除方便,其中两台长臂、大起重能力的塔吊完全覆盖作业面。根据塔吊机械性能表,超过37m半径的钢骨柱将采取分节吊装的方案解决。塔吊安装不必破坏已完结构,节省费用。同时减少了两台塔吊,也相应降低了工程成本,经济合理。因此为最终确定方案。塔吊机械性能见表1、2、3。
表1塔吊技术参数
3塔吊的安装
K50/50、C7050塔吊安装选用两台50吨汽车吊作为起重设备;H3/36B塔吊安装选用一台50吨汽车吊作为起重设备。
塔吊安装程序:安装1节标准节→安装内塔身→安装顶升套架(走道平台、扁担梁、油缸)→安装回转装置→安装司机室和塔尖→安装平衡臂→安装平衡臂拉杆→连接塔机用电线路→抬吊安装70米起重臂总成→安装平衡重→调试验收→顶升标准节。
K50/50塔吊自升至12节,塔吊吊钩高度达78.4米;C7050自升至14节,塔吊吊钩高度51.6米。至此塔吊全部安装完成。
4塔吊锚固方案
4.1塔吊锚固特殊情况处理。本工程共3台塔吊,除K50/50塔吊外,2#塔吊H3/36B和3#塔吊C7050均按常规塔吊进行锚固施工,不再赘述。K50/50塔吊悬臂高度(锚固点至吊钩高度)可达67.5m,南塔楼原设计高度161.90,附着3次可满足施工需要。
南塔楼在二十四层结构回收,从图中可知最后一道锚固发生在二十四层。但后因业主要求,南塔楼增高至168.7m,比原设计高度高出6.8m,为满足结构施工需要,K50塔吊最终吊钩高度在173.85m,则需将塔吊K50塔吊第三道附着锚固调整至114.60m,而此标高已无结构可附着。采取增加临时结构的方案解决。
4.2结构处理。由于本工程南塔楼在106.75m处退台,3/M处柱子在107.70m处封顶,此处无法附着,现采用增加钢砼组合结构做塔吊附着锚固的临时结构,具体做法如下。
将回退结构处的三根已封顶的柱子分别加高至标高115.10m、110.75m和110.75m。
另外,为保证附着锚固的稳定性,在柱顶及柱子东、北两侧梁上预埋1.5cm厚钢板埋件,采用单根I22a工字钢拉结加强。三根柱子之间加两条钢结构连梁,采用I22a工字钢焊制,两根并焊截面220×220mm,梁顶标高110.55m。见下图:
4.3增加结构的拆除。塔吊拆除的同时,将加高的柱子及梁同时进行解体拆除。其中柱子采用水钻切割,钢梁及支撑采用气焊切除。
5施工总结
经选用的塔吊很好的承担了垂直运输任务,生产效率很好的满足了施工安全和生产进度的要求。本工程在塔吊平面布置方案的选择、以及结构突变处塔吊锚固方案的处理方面,对高层及超高层塔吊选择上具有一定的借鉴意义。
【关键词】 垂直运输;塔吊平面布置;塔吊附着锚固
【中图分类号】 TU758.15 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123(2010)02-034-02
An example and application of super high-rise tower crane selecting
【Abstract】 The appropriate selection of tower crane for construction of high-rise and super high-rise buildings would certainly
affect the construction's progress and benefits. This article focuses on how to choose tower crane in a practical engineering,also
introduce the program of how to resolve anchoring tower crane in the special-shaped structure.
【Key words】 Vertical transportation;Layout of tower crane;Attaching anchor of tower crane
1引言
超高层建筑需要解决的难题包括:①垂直运输高度高;②结构施工通常交叉进行,吊装运输量浩大;③超高层建筑通常伴有筒体模板和型钢构件,构件重量大;④工人频繁上、下楼层并进出作业面,人员交通量大;⑤工期紧张导致运输量之密集,通常需要两班或者三班连续作业,良好性能的垂直运输机械必不可少。
本工程垂直运输高度超过180m(塔吊吊钩高度);最大构件重量达11T,最远端(70m)构件5.5T,必须完全依靠塔吊起重;同时,南塔楼由于结构形式的变化,塔吊需要在高空进行非常规锚固。
2工程简介
南京国际广场工程一期工程位于南京市鼓楼区,与玄武湖隔中央路相望。是一幢集综合性商业、餐饮、高级会所、写字楼、酒店以及高档住宅为一体的综合性、多功能、达到国际水准的超大超高层的公共建筑。本工程总建筑面积22万m2,由南、北两栋塔楼和与之相连的裙楼组成。地下2层半,地上北塔38层,南塔35层,裙楼8层,总高度为168.950m。本工程塔吊主要承担劲性钢砼组合结构的钢柱、钢梁以及其他钢结构构件的吊装,主体结构的钢筋、模板和模板支撑体系的吊装。
2.1塔吊选型的要求。本工程结构形式为框架核心筒钢——砼组合结构,其垂直运输有如下特点:
2.1.1层数多,高度大。本工程裙房八层,从九层起为双塔结构,其中北塔楼四十一层,结构总高度167.3m,南塔楼三十八层,结构总高度168.7m。
2.1.2运输范围广,运量大。混凝土工程量约8万m3,钢筋1.8万吨,需吊装的钢结构总量约4000吨,周转剪力墙全钢大模板约3000平方米。
2.1.3工期紧。本工程裙房八层,单层面积在一万m2,塔楼部分单层面积4000m2,每层结构施工工期要求控制在7～10天。
2.1.4起重量大。从首层平面起,南北塔楼区域均匀分布着44根钢砼组合结构柱(H型钢骨柱),钢骨柱单根最大重量11吨(一柱两层),最小重量为5.5吨,钢柱分布分散,同一施工区最大间距70m;结构十一层和南塔楼的二十四层为钢砼组合结构转换层,共有46根大型“工”字型钢梁,单根重量为5.5吨。在裙房屋顶北侧有游泳池钢结构屋盖、南侧有宴会厅钢结构屋盖以及中间大型天井钢结构屋面,钢构件最大重量12吨。
根据工程的具体情况垂直运输设备的选择必须满足以下五个条件:
2.1.4.1幅度要求:从塔吊回转中心线至吊钩中心线的水平距离必须全部覆盖施工作业面,不留盲区。
2.1.4.2起重量要求:塔吊最大幅度起重量和最大起重量满足大型钢构件吊装的需要。
2.1.4.3吊钩高度:自塔吊基础顶面至吊钩中心的垂直距离要大于等于结构总高度与脚手架屋顶构造尺寸和混凝土布料杆高度之和。
2.1.4.4塔吊生产效率要满足施工进度的要求。
2.1.4.5其他要求:塔吊的选择应能适应施工现场环境,便于自身附着、锚固、安装和拆除的需要。在满足以上条件的前提下,还必须考虑主体结构之外的但对主体结构施工工期有影响的其他后续附属结构施工的需要。
2.2塔吊的平面布置方案的确定。方案一:选用5台H3/36B型塔吊,塔吊臂长50m,其中1台采用附着式,4台采用内爬式。塔吊要求能吊起11吨重的钢柱,要求在确定塔吊平面位置时考虑25m半径内要覆盖所有的钢柱。见附图:
该方案塔吊布局合理,几乎完全覆盖钢骨柱、钢梁的分布区域,H3/36B塔吊性能稳定,但是由于本工程地下结构已经施工完成,在结构内设置4台内爬塔吊要破坏已完结构,加固措施费用昂贵。而且,本工程东侧有地下室结构,钢构件只能从西侧进场并吊至作业面,需要两台塔吊在楼上倒运钢构件和模板等材料,致使东侧两台塔吊的工作效率低。另外,塔吊安装拆除施工困难较大。
方案二:选用3台附着式塔吊,一台H3/36B用于中间裙房使用,另外两台分别为K50/50和C7050用于南北塔楼结构施工。这两台塔吊性能基本相同,臂长70m,公称起重力矩4000KN.M。见附图:
该方案全部采用附着式,安装拆除方便,其中两台长臂、大起重能力的塔吊完全覆盖作业面。根据塔吊机械性能表,超过37m半径的钢骨柱将采取分节吊装的方案解决。塔吊安装不必破坏已完结构,节省费用。同时减少了两台塔吊,也相应降低了工程成本,经济合理。因此为最终确定方案。塔吊机械性能见表1、2、3。
表1塔吊技术参数
3塔吊的安装
K50/50、C7050塔吊安装选用两台50吨汽车吊作为起重设备;H3/36B塔吊安装选用一台50吨汽车吊作为起重设备。
塔吊安装程序:安装1节标准节→安装内塔身→安装顶升套架(走道平台、扁担梁、油缸)→安装回转装置→安装司机室和塔尖→安装平衡臂→安装平衡臂拉杆→连接塔机用电线路→抬吊安装70米起重臂总成→安装平衡重→调试验收→顶升标准节。
K50/50塔吊自升至12节,塔吊吊钩高度达78.4米;C7050自升至14节,塔吊吊钩高度51.6米。至此塔吊全部安装完成。
4塔吊锚固方案
4.1塔吊锚固特殊情况处理。本工程共3台塔吊,除K50/50塔吊外,2#塔吊H3/36B和3#塔吊C7050均按常规塔吊进行锚固施工,不再赘述。K50/50塔吊悬臂高度(锚固点至吊钩高度)可达67.5m,南塔楼原设计高度161.90,附着3次可满足施工需要。
南塔楼在二十四层结构回收,从图中可知最后一道锚固发生在二十四层。但后因业主要求,南塔楼增高至168.7m,比原设计高度高出6.8m,为满足结构施工需要,K50塔吊最终吊钩高度在173.85m,则需将塔吊K50塔吊第三道附着锚固调整至114.60m,而此标高已无结构可附着。采取增加临时结构的方案解决。
4.2结构处理。由于本工程南塔楼在106.75m处退台,3/M处柱子在107.70m处封顶,此处无法附着,现采用增加钢砼组合结构做塔吊附着锚固的临时结构,具体做法如下。
将回退结构处的三根已封顶的柱子分别加高至标高115.10m、110.75m和110.75m。
另外,为保证附着锚固的稳定性,在柱顶及柱子东、北两侧梁上预埋1.5cm厚钢板埋件,采用单根I22a工字钢拉结加强。三根柱子之间加两条钢结构连梁,采用I22a工字钢焊制,两根并焊截面220×220mm,梁顶标高110.55m。见下图:
4.3增加结构的拆除。塔吊拆除的同时,将加高的柱子及梁同时进行解体拆除。其中柱子采用水钻切割,钢梁及支撑采用气焊切除。
5施工总结
经选用的塔吊很好的承担了垂直运输任务,生产效率很好的满足了施工安全和生产进度的要求。本工程在塔吊平面布置方案的选择、以及结构突变处塔吊锚固方案的处理方面,对高层及超高层塔吊选择上具有一定的借鉴意义。