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【摘 要】 本文通过以往施工经验总结，概括了针对200米以上超高混合结构建筑施工中塔吊的选型和布置这一施工难点的施工原则、要求、主要参数、施工要点等，为类似工程施工提供了保障。
【关键词】 超高混合结构建筑；塔吊；选型；布置
1 概述
随着我国综合国力的不断发展，超高层建筑在我国各地不断的涌现，垂直运输机械在施工中的作用也越来越大。目前，绝大部分工程中所使用的塔吊主要是从施工机械公司租赁而来，而施工单位则负责完成塔吊的选型和布置工作，尤其对200米以上，普遍采用型钢框架—钢筋混凝土核心筒（或剪力墙）、钢管混凝土框架—钢筋混凝土核心筒（或剪力墙）、巨形框架—钢筋混凝土核心筒（或剪力墙）等混合结构的超高层建筑相对普通超高层钢混结构来说，塔吊的选型和布置的原则及受限条件已经发生了根本变化，进而成为施工过程中的一大难题。
2 超高混合结构建筑的定义
我国对超高层建筑的明确定义为：新颁布的《民用建筑设计通则》GB50352-2005中的3.1.2条中“建筑物高度大于100m的民用建筑为超高层建筑”。
我国行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）中规定：混合结构系指由钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土筒体所组成的共同承受竖向和水平作用的高层建筑结构。图2.1是典型的外钢框架—钢筋混凝土筒体混合结构平面图。
3 塔吊的选择原则
1）切实、准确分析工程各個施工阶段的需求。
图2.1 混合结构平面图
2）精确掌握设备的能力。
3）准确匹配，切忌小马拉大车，耽误大事，也忌浪费。
4）把握工程所在地设备租赁市场→周边市场→国内市场→国际市场。
5）宜新不宜旧、性能可靠稳定。
6）最关键的原则是科学经济。
4 塔吊的选型与定位布置
在施工现场进行塔吊选择的首要任务就是对塔吊进行合理的选型。在选型过程中应根据工程的具体情况和施工要求，正确的选择塔吊的类型。
4.1塔吊的选型
塔吊的主要参数是指塔吊的起升高度、塔吊的臂长以及塔吊的起重量、工作的幅度等。塔吊的臂长必须满足施工现场的要求，塔吊的起升高度不应小于工程总高度，同时考虑到建筑施工中吊索、构件以及2—3m的安全施工高度的影响，塔吊的总起升高度还应该有8—10m的提高幅度。塔吊的起重量是指塔吊上部结构如索具及吊具的重量与起重吊物的重量和。为了安全的进行生产和施工，塔吊的起重矩一般应在其额定起重力矩的75%以下。
1）塔吊选型需要与建筑规模相适应
对于200m以上的超高层建筑，由于其施工规模很大，施工过程中所需的吊次很多，而标准层普遍单层面积较小，且施工现场的垂直运输能力对施工的进度影响也较大，因此，应该选择大型的动臂塔吊来进行施工。
2）塔吊覆盖面的要求
由于塔吊的型号决定塔吊的臂长，在进行塔吊布置时应该防止产生覆盖盲区，尤其是在主楼、裙楼同时存在的时候更应该注意。对于主楼而言，由于施工中使用塔吊的次数多，因此，超高层建筑的主体结构部分必须有塔臂覆盖，裙楼则尽量的覆盖，对于建筑物周边及角落附近塔吊难以达到的地区，可以采用汽车小吊来解决，而非是加大塔吊的型号，应该综合考虑施工、进度、成本等因素。
3）最大起重能力的要求
关于满足吊重的要求：主要考虑本工程施工过程中，可能出现各种重物对塔吊能力的要求，如结构钢构件、最大重量的大模板、筒模等，应根据其存放的位置、吊运的部位，距塔中心的距离，确定该塔吊是否具备相应起重能力，确定塔吊方案时应留有余地，塔吊不满足吊重要求，必须调整塔型使其满足。
根据以往超高层建筑工程的施工经验，现有的超高层建筑一般处于一个城市最繁华的地段，周边施工可利用的堆放极为有限，在塔吊吊重能力选择时，最大起重力矩普遍都是位于大型构件周转堆放场地处或构件运输车辆能够抵达的最近位置，而不是与普通建筑工程的结构构件设计定位的最远端。
4.2施工平面塔吊布置
塔吊平面定位布置应综合考虑以下的各种情况，在保证安全施工的前提下，正确的确定塔吊的位置。
1）布置塔吊时要尽可能的提高塔吊的利用率
按照施工现场建筑材料的堆放位置，要求尽可能的减小塔吊工作过程中的塔臂转角，从而充分利用塔吊。在布置群塔平面时，不仅要做到各塔吊之间分工明确，同时还要考虑施工过程由于偶然因素造成的部分塔吊丧失工作能力时的应急措施。各塔吊之间的距离必须满足相应的施工要求，确保安全施工。
2）满足塔吊覆盖面和供应面的要求
塔吊的覆盖面是指以塔吊的工作幅度为半径的圆形吊运覆盖面积；塔吊的供应面是指借助于水平运输手段（汽车吊、拖车等）所能达到的供应范围。超高层建筑选用的塔吊工作幅度半径通常为50—70m，水平运输距离一般不宜超过80m。塔吊定位应能保证建筑工程的全部作业面处于塔吊的覆盖面和供应面的范围之内。简单的定位方法是画半径为50m和80m的两个同心圆，在同比例的施工图纸上进行定位调整，保证主体结构在50m圆内，施工场地在80m圆内。
3）塔吊布置满足施工要求
在进行高层建筑施工时，要在充分考虑满足塔吊附着条件的基础上进行塔吊布置。在工程施工中，一般将塔吊附着在截面较大的构件上，如核心筒墙、柱子等。同时，塔吊应该处在左右附着结构的中间位置，设计单位要对由于塔吊附着而对墙柱等构件造成的水平推力进行验算。为了方便塔吊的附着，塔吊距离主体结构的距离不能太近，也不能太远。
平面定位还应考虑施工电梯位置的要求。施工电梯的地面层通道口是人员、物料集散的主要，必须要有足够宽大的场地。应保证施工电梯地面层运输通道口的场地不与塔吊基座发生矛盾。可考虑塔吊与施工电梯分立建筑物两侧；必须设于同一侧时应尽量错开设置。 同时，超高层建筑施工时，核心筒模板体系一般采用内外爬模，因此在平面定位时应同时考虑内爬模占用的核心筒内平面空间，并留足塔吊标准节与爬模之间的安全距离，根据以往工程施工经验，塔吊在满负荷吊重时，标准节最大水平偏移量接近20cm。
4）确定塔吊位置应考虑的参数：
（1）塔吊位置处地基是否可靠稳定，是否有沉降过大的可能，是否需要加固
（2）悬空附墙处结构强度是否能到塔吊工作要求，是否需要加固
（3）塔吊是否能覆盖主要的起吊点、工作面、加工场地
（4）塔吊的安装方向、顶升方向、拆除方向、安装高度、工作高度、拆除高度整体考虑
（5）安拆作业面的合理设置
（6）塔吊司机的视线是否通畅
（7）是否便于锚固。出现问题：锚固过远、锚固太近
（8）塔吊位置处、锚固位置处是是否妨碍后续施工，要便于后续施工
（9）塔吊的大臂、平衡臂安装、作业、拆除时是否与相邻塔吊、建筑物、高压线、等相互碰撞
5）多塔作业注意事项：
（1）是否能连环作业
（2）多塔作业时尽量避免三台塔吊的覆盖范围重合，群塔作业时各塔的相互影响
（3）单栋楼中应分主副吊或按专业分为不同吊装对象
（4）各个塔吊的安装时间、安装高度的控制、安拆工作面预留、爬升速度的控制。
4.3施工立面塔吊布置
塔吊的布置同时应满足施工的竖向定位要求，塔吊支撑系统的安装位置由塔吊自身的附着间距要求、附着层混凝土浇筑后强度提升时间和爬模最底层的高度决定。在塔吊附着间距不可变的前提下，爬模爬升的时间和最底层的高度直接影响到塔吊支撑系统的安装时间。不然极易造成爬模爬升之后，塔吊支撑系统无法安装而导致现场无法施工的僵局。
1）优化爬升次数：由于重型塔吊爬升时最危险，特别是超高层建筑，所以无论从经济角度还是从安全角度，塔吊的爬升次数应最大限度的减少：如果塔吊大小不同，其爬升附着距离最好一致，尽量按厂家提供的上限进行控制，塔身的高度也最好一致。
2）塔吊支撑梁要请有资质的设计师专门设计，要充分考虑附着结构的结构形式及承载力，支撑梁结构本身力求简洁，构造合理、便于施工，尤其是核心筒内爬塔吊要充分考虑支撑梁的安装、倒运空间。
3）此外，塔吊爬升要综合分析土建、钢结构、爬模等垂直方向空间的影响，进行全面工况分析，避免没必要的损失。
典型工程垂直运输机械布置图见图4.1。
图4.1 上海环球金融中心垂直运输机械平面布置图
5 小结
本文主要介绍了200米以上超高层建筑中的塔吊的型号选择与布置要求等内容。塔吊的主要參数必须满足施工需要、塔吊选型需要与建筑规模相适应、在进行塔吊布置时应该防止产生覆盖盲区、确定该塔吊是否具备相应起重能力。塔吊平面定位布置应综合考虑各种情况，如塔吊布置的安全性、布置塔吊时要尽可能的提高塔吊的利用率、满足塔吊覆盖面和供应面的要求、塔吊布置满足施工要求。
【关键词】 超高混合结构建筑；塔吊；选型；布置
1 概述
随着我国综合国力的不断发展，超高层建筑在我国各地不断的涌现，垂直运输机械在施工中的作用也越来越大。目前，绝大部分工程中所使用的塔吊主要是从施工机械公司租赁而来，而施工单位则负责完成塔吊的选型和布置工作，尤其对200米以上，普遍采用型钢框架—钢筋混凝土核心筒（或剪力墙）、钢管混凝土框架—钢筋混凝土核心筒（或剪力墙）、巨形框架—钢筋混凝土核心筒（或剪力墙）等混合结构的超高层建筑相对普通超高层钢混结构来说，塔吊的选型和布置的原则及受限条件已经发生了根本变化，进而成为施工过程中的一大难题。
2 超高混合结构建筑的定义
我国对超高层建筑的明确定义为：新颁布的《民用建筑设计通则》GB50352-2005中的3.1.2条中“建筑物高度大于100m的民用建筑为超高层建筑”。
我国行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）中规定：混合结构系指由钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土筒体所组成的共同承受竖向和水平作用的高层建筑结构。图2.1是典型的外钢框架—钢筋混凝土筒体混合结构平面图。
3 塔吊的选择原则
1）切实、准确分析工程各個施工阶段的需求。
图2.1 混合结构平面图
2）精确掌握设备的能力。
3）准确匹配，切忌小马拉大车，耽误大事，也忌浪费。
4）把握工程所在地设备租赁市场→周边市场→国内市场→国际市场。
5）宜新不宜旧、性能可靠稳定。
6）最关键的原则是科学经济。
4 塔吊的选型与定位布置
在施工现场进行塔吊选择的首要任务就是对塔吊进行合理的选型。在选型过程中应根据工程的具体情况和施工要求，正确的选择塔吊的类型。
4.1塔吊的选型
塔吊的主要参数是指塔吊的起升高度、塔吊的臂长以及塔吊的起重量、工作的幅度等。塔吊的臂长必须满足施工现场的要求，塔吊的起升高度不应小于工程总高度，同时考虑到建筑施工中吊索、构件以及2—3m的安全施工高度的影响，塔吊的总起升高度还应该有8—10m的提高幅度。塔吊的起重量是指塔吊上部结构如索具及吊具的重量与起重吊物的重量和。为了安全的进行生产和施工，塔吊的起重矩一般应在其额定起重力矩的75%以下。
1）塔吊选型需要与建筑规模相适应
对于200m以上的超高层建筑，由于其施工规模很大，施工过程中所需的吊次很多，而标准层普遍单层面积较小，且施工现场的垂直运输能力对施工的进度影响也较大，因此，应该选择大型的动臂塔吊来进行施工。
2）塔吊覆盖面的要求
由于塔吊的型号决定塔吊的臂长，在进行塔吊布置时应该防止产生覆盖盲区，尤其是在主楼、裙楼同时存在的时候更应该注意。对于主楼而言，由于施工中使用塔吊的次数多，因此，超高层建筑的主体结构部分必须有塔臂覆盖，裙楼则尽量的覆盖，对于建筑物周边及角落附近塔吊难以达到的地区，可以采用汽车小吊来解决，而非是加大塔吊的型号，应该综合考虑施工、进度、成本等因素。
3）最大起重能力的要求
关于满足吊重的要求：主要考虑本工程施工过程中，可能出现各种重物对塔吊能力的要求，如结构钢构件、最大重量的大模板、筒模等，应根据其存放的位置、吊运的部位，距塔中心的距离，确定该塔吊是否具备相应起重能力，确定塔吊方案时应留有余地，塔吊不满足吊重要求，必须调整塔型使其满足。
根据以往超高层建筑工程的施工经验，现有的超高层建筑一般处于一个城市最繁华的地段，周边施工可利用的堆放极为有限，在塔吊吊重能力选择时，最大起重力矩普遍都是位于大型构件周转堆放场地处或构件运输车辆能够抵达的最近位置，而不是与普通建筑工程的结构构件设计定位的最远端。
4.2施工平面塔吊布置
塔吊平面定位布置应综合考虑以下的各种情况，在保证安全施工的前提下，正确的确定塔吊的位置。
1）布置塔吊时要尽可能的提高塔吊的利用率
按照施工现场建筑材料的堆放位置，要求尽可能的减小塔吊工作过程中的塔臂转角，从而充分利用塔吊。在布置群塔平面时，不仅要做到各塔吊之间分工明确，同时还要考虑施工过程由于偶然因素造成的部分塔吊丧失工作能力时的应急措施。各塔吊之间的距离必须满足相应的施工要求，确保安全施工。
2）满足塔吊覆盖面和供应面的要求
塔吊的覆盖面是指以塔吊的工作幅度为半径的圆形吊运覆盖面积；塔吊的供应面是指借助于水平运输手段（汽车吊、拖车等）所能达到的供应范围。超高层建筑选用的塔吊工作幅度半径通常为50—70m，水平运输距离一般不宜超过80m。塔吊定位应能保证建筑工程的全部作业面处于塔吊的覆盖面和供应面的范围之内。简单的定位方法是画半径为50m和80m的两个同心圆，在同比例的施工图纸上进行定位调整，保证主体结构在50m圆内，施工场地在80m圆内。
3）塔吊布置满足施工要求
在进行高层建筑施工时，要在充分考虑满足塔吊附着条件的基础上进行塔吊布置。在工程施工中，一般将塔吊附着在截面较大的构件上，如核心筒墙、柱子等。同时，塔吊应该处在左右附着结构的中间位置，设计单位要对由于塔吊附着而对墙柱等构件造成的水平推力进行验算。为了方便塔吊的附着，塔吊距离主体结构的距离不能太近，也不能太远。
平面定位还应考虑施工电梯位置的要求。施工电梯的地面层通道口是人员、物料集散的主要，必须要有足够宽大的场地。应保证施工电梯地面层运输通道口的场地不与塔吊基座发生矛盾。可考虑塔吊与施工电梯分立建筑物两侧；必须设于同一侧时应尽量错开设置。 同时，超高层建筑施工时，核心筒模板体系一般采用内外爬模，因此在平面定位时应同时考虑内爬模占用的核心筒内平面空间，并留足塔吊标准节与爬模之间的安全距离，根据以往工程施工经验，塔吊在满负荷吊重时，标准节最大水平偏移量接近20cm。
4）确定塔吊位置应考虑的参数：
（1）塔吊位置处地基是否可靠稳定，是否有沉降过大的可能，是否需要加固
（2）悬空附墙处结构强度是否能到塔吊工作要求，是否需要加固
（3）塔吊是否能覆盖主要的起吊点、工作面、加工场地
（4）塔吊的安装方向、顶升方向、拆除方向、安装高度、工作高度、拆除高度整体考虑
（5）安拆作业面的合理设置
（6）塔吊司机的视线是否通畅
（7）是否便于锚固。出现问题：锚固过远、锚固太近
（8）塔吊位置处、锚固位置处是是否妨碍后续施工，要便于后续施工
（9）塔吊的大臂、平衡臂安装、作业、拆除时是否与相邻塔吊、建筑物、高压线、等相互碰撞
5）多塔作业注意事项：
（1）是否能连环作业
（2）多塔作业时尽量避免三台塔吊的覆盖范围重合，群塔作业时各塔的相互影响
（3）单栋楼中应分主副吊或按专业分为不同吊装对象
（4）各个塔吊的安装时间、安装高度的控制、安拆工作面预留、爬升速度的控制。
4.3施工立面塔吊布置
塔吊的布置同时应满足施工的竖向定位要求，塔吊支撑系统的安装位置由塔吊自身的附着间距要求、附着层混凝土浇筑后强度提升时间和爬模最底层的高度决定。在塔吊附着间距不可变的前提下，爬模爬升的时间和最底层的高度直接影响到塔吊支撑系统的安装时间。不然极易造成爬模爬升之后，塔吊支撑系统无法安装而导致现场无法施工的僵局。
1）优化爬升次数：由于重型塔吊爬升时最危险，特别是超高层建筑，所以无论从经济角度还是从安全角度，塔吊的爬升次数应最大限度的减少：如果塔吊大小不同，其爬升附着距离最好一致，尽量按厂家提供的上限进行控制，塔身的高度也最好一致。
2）塔吊支撑梁要请有资质的设计师专门设计，要充分考虑附着结构的结构形式及承载力，支撑梁结构本身力求简洁，构造合理、便于施工，尤其是核心筒内爬塔吊要充分考虑支撑梁的安装、倒运空间。
3）此外，塔吊爬升要综合分析土建、钢结构、爬模等垂直方向空间的影响，进行全面工况分析，避免没必要的损失。
典型工程垂直运输机械布置图见图4.1。
图4.1 上海环球金融中心垂直运输机械平面布置图
5 小结
本文主要介绍了200米以上超高层建筑中的塔吊的型号选择与布置要求等内容。塔吊的主要參数必须满足施工需要、塔吊选型需要与建筑规模相适应、在进行塔吊布置时应该防止产生覆盖盲区、确定该塔吊是否具备相应起重能力。塔吊平面定位布置应综合考虑各种情况，如塔吊布置的安全性、布置塔吊时要尽可能的提高塔吊的利用率、满足塔吊覆盖面和供应面的要求、塔吊布置满足施工要求。