蕪湖僑鴻超高層內(nèi)爬動(dòng)臂塔吊支撐體系的設(shè)計(jì)與施工

王寧，牛化憲，辛建龍 （中建八局第一建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250100）

1 工程概況

蕪湖僑鴻濱江世紀(jì)廣場(chǎng)A標(biāo)段工程位于安徽省蕪湖市，該工程地下3層，主塔樓68層，建筑面積21×104㎡，建筑總高度318m，結(jié)構(gòu)體系為鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)。該工程外框由16根鋼管混凝土柱組成，鋼管柱的截面尺寸由1300mm×40mm逐漸遞減至800mm×20mm；核心筒平面為“田”字形結(jié)構(gòu)，墻厚由1400mm逐漸縮減為600mm厚，混凝土強(qiáng)度等級(jí)由C60逐漸遞減至C40；鋼管柱在主體結(jié)構(gòu)施工階段每三層一節(jié)吊裝，單節(jié)柱最大長度為12.16m，最大分節(jié)重19.8t。根據(jù)工程的實(shí)際情況布置了1#外附式ZSL750動(dòng)臂塔吊和2#內(nèi)爬式ZSL750動(dòng)臂塔吊，見圖1。

2 支撐梁的選型

爬升式動(dòng)臂塔吊的支撐梁可采用雙梁“抬轎式”，也可采用外掛式，因蕪湖僑鴻超高層項(xiàng)目的核心筒凈空尺寸為9m×9m；采用雙梁“抬轎式”，跨度大，梁的變形大，鋼材用量大，但受力形式簡單；采用外掛式，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，受力計(jì)算難度大，對(duì)核心筒墻體結(jié)構(gòu)的影響大；綜合考慮各方面的因素，最終選擇了雙梁“抬轎式”的支撐系統(tǒng)形式，受力主梁采用了內(nèi)襯加筋板的箱形截面，見圖5、圖3。

3 支撐梁的設(shè)計(jì)計(jì)算

參照塔吊廠家的說明書，塔吊內(nèi)爬工況對(duì)支撐系統(tǒng)的反力見表1、圖2。

圖1 塔吊平面布置示意圖

圖2 塔吊內(nèi)爬工況結(jié)構(gòu)反力示意圖

圖3 內(nèi)爬塔吊支撐主梁三維模型設(shè)計(jì)圖

圖4 內(nèi)爬塔吊支撐系統(tǒng)位移圖

圖5 內(nèi)爬塔吊支撐系統(tǒng)三維模型設(shè)計(jì)圖

圖6 內(nèi)爬塔吊支撐系統(tǒng)應(yīng)力云圖

圖7 內(nèi)爬塔吊支撐系統(tǒng)截面驗(yàn)算結(jié)果

結(jié)構(gòu)反力 工作狀態(tài)（風(fēng)速20m/s） 非工作狀態(tài)（風(fēng)速42m/s）V 2400 kN 1900 kN H1 940 kN 950 kN H2 890 kN 680 kN

支撐系統(tǒng)計(jì)算時(shí)以塔吊對(duì)支撐系統(tǒng)產(chǎn)生較大作用力的“工作狀態(tài)風(fēng)速”工況計(jì)算，工況分析見表2。

工況 工作狀態(tài) 荷載組合工況1 大臂平行于支撐主梁，水平力H2指向東 H2+V工況2 大臂平行于支撐主梁，水平力H2指向西 H2+V工況3 大臂垂直于支撐主梁，水平力H2指向北 H2+V工況4 大臂與支撐主梁成45°夾角，水平力H2指向東北 H2+V工況5 大臂與支撐主梁成45°夾角，水平力H2指向西南 H2+V

支撐系統(tǒng)的計(jì)算采用了邁達(dá)斯（Midas Gen 7.8.0）有限元分析軟件，根據(jù)支撐系統(tǒng)的構(gòu)造、尺寸和荷載情況建立了有限元模型，按照各工況輸入荷載分別進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果顯示支撐主梁最不利情況為工況3，支撐系統(tǒng)的應(yīng)力和位移變形見圖6、圖4。

利用邁達(dá)斯軟件自帶的截面驗(yàn)算功能根據(jù)工況3對(duì)支撐主梁、支撐框、副支撐框和馬墩進(jìn)行受力驗(yàn)算，結(jié)果滿足要求，見圖7。

4 支撐系統(tǒng)的制作與安裝

①支撐主梁按照深化設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诩庸S制作完成后，按照一級(jí)焊縫的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行無損檢測(cè)，合格后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。

②預(yù)埋件隨主體結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行，預(yù)埋件與底板、側(cè)板和加勁板的焊接全部按照一級(jí)焊縫進(jìn)行控制。

③支撐框、副支撐框和馬墩為塔吊廠家提供構(gòu)件，進(jìn)場(chǎng)后須聯(lián)合進(jìn)行驗(yàn)收。

④各支撐構(gòu)件的安裝流程：安裝預(yù)埋件→預(yù)埋件焊接底板、加勁板和側(cè)板→安裝支撐主梁→馬墩與支撐椢臨時(shí)固定→馬墩與主梁焊接→馬墩與支撐椢連接→副支撐椢的連接→檢查、驗(yàn)收。

⑤隨主體結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度，先安裝下支撐體系，再安裝上支撐體系，支撐體系共計(jì)3套，隨塔吊的爬升依次倒換。

5 結(jié) 語

內(nèi)爬動(dòng)臂塔吊作為超高層施工的主要大型設(shè)備之一，是保證工程安全和施工進(jìn)度的關(guān)鍵因素，利用先進(jìn)的有限元軟件對(duì)支撐系統(tǒng)進(jìn)行多工況模擬和設(shè)計(jì)，嚴(yán)格控制支撐系統(tǒng)的加工制作和現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)節(jié)，方可保證其結(jié)構(gòu)安全和塔吊爬升的順利進(jìn)行。