銀川綠地中心超高層建筑塔式起重機的選用

1 工程概況

銀川綠地中心（圖1）2座塔樓均采用框架+核心筒混合結構體系，外框架由H型鋼梁和型鋼混凝土柱構成，均結合避難層設置兩道伸臂桁架，塔樓高301m。裙房地上3層，建筑高度23.9m，主體結構采用鋼筋混凝土框架結構體系，大跨度屋蓋采用鋼桁架結構。根據工程實際情況，塔樓在26～27層和54～55層處需要吊裝大噸位構件，最大噸位構件分段后重量約23t；塔樓核心筒在41層處為變截面層。

圖1 銀川綠地中心模型

2 塔機分類

高層及超高層建筑施工一般使用固定式塔機，該類塔機根據安裝形式的不同，塔機可分為附著式和內爬式兩種，均有工作幅度大、起重能力大、吊裝高度高、起升和回轉速度快等特點。

附著式塔機能隨著建筑物的升高而升高，建筑結構僅承受由塔機傳來的水平載荷，附著方便，但塔身需高于建筑物，成本較高且影響外立面的裝修。內爬式塔機可細分為純內爬式和外掛內爬式兩種，純內爬式塔機一般裝設在建筑物內部（如電梯井和樓梯間），外掛內爬式塔機則多設在建筑物外部。內爬式塔機借助爬升架和頂升系統進行爬升，塔身高度初始安裝時高度固定，不需加節，可不裝設基礎節，塔身成本低，但頂升和拆除較為繁瑣，且塔機全部自重及載荷均由建筑物承受。

3 塔機施工方案

3.1 塔機選型原則

塔機的選用原則是在保證施工效率和滿足施工現場要求的前提下，塔機的起重力矩、起重量、起重高度以及回轉半徑等技術參數滿足施工要求的同時，能充分發揮塔機的能效，使其經濟性達到最佳。與此同時，還要考慮塔機結構與性能的先進性和可靠性。

3.2 塔機施工方案的擬定

根據工程的結構特點和實際情況，每座塔樓均需要2臺塔機進行協同施工。根據各類型塔機的結構及性能特點，初擬定3個方案：①使用2臺內爬式塔機外掛式裝設，協同施工，即外掛內爬式塔機協同作業；②使用2臺內爬式塔機純內爬裝設，協同施工，即純內爬式塔機協同作業；③使用2臺附著式塔機協同施工，即附著式塔機協同作業。塔樓結構俯視圖如圖2所示。

圖2 塔樓結構俯視圖

3.3 塔機施工方案分析對比

針對擬定的3個方案，結合工程實際，進行具體分析。

3.3.1 方案一

外掛內爬式塔機協同作業，分別為2臺QTD720動臂式塔機。該工程塔樓核心筒在41層處為變截面層（南面和北面），塔機只能安裝在東面和西面，具體塔機位置圖如圖3所示。如要能滿足外掛內爬式塔機滿足該工程的施工要求，必須將該類塔機系統主梁外懸加長，整個外掛系統強度也必須加大，同時建筑物承載墻面也要加強，外掛系統施工難度及制作成本增加。與此同時，拆卸塔機的技術難度較大，不能自降拆塔，需要借助外塔拆除，拆卸成本較高。

圖3 外掛內爬式塔機基礎位置圖

3.3.2 方案二

純內爬式塔機協同作業，分別為2臺QTD720動臂式塔機。由于北塔樓核心筒在41層處為變截面層（南面、北面），純內爬式塔機的安裝不能超出41層變截面后的外輪廓，具體塔機基礎位置圖如圖4所示。2臺塔機只能安裝在圖4所示位置，兩塔機相距約13m，由于建筑物只有一邊有承重梁，另一側需安裝1根9.15m鋼梁，才能完成內爬框的安裝，內爬鋼梁跨度大，要求強度必須極高，同時制作、安裝、拆卸成本也相應增加。

圖4 純內爬式塔機基礎位置圖

3.3.3 方案三

附著式塔機協同作業,分別為QTZ1250和TCT315水平式塔機，主要的大構件由QTZ1250塔機來完成，TCT315塔機輔助施工。結合工程實際，附著式塔機裝設在塔樓框架之外，可將地下室筏板層作為基礎進行塔機的安裝，具體塔機基礎位置圖如圖5所示。附著式塔機爬升速度快，起升方便；附著對建筑結構要求較小，結構可不用特別加固；拆塔方便，可自行降塔至地面拆除。但是由于塔機需要附著，影響外立面的裝修，建筑物在附著位置的幕墻玻璃不能全部施工，必須待降塔拆卸附著后，才能進行施工。

圖5 附著式塔機基礎位置圖

4 方案選定

綜合考慮上述塔機施工方案的施工難易程度及整體成本高低，使用2臺附著式塔機協同作業來完成該工程塔樓的吊裝施工較為合理；1臺QTZ1250塔機加1臺TCT315塔機外附式340m的成本與2臺QTD720動臂式內爬塔機的成本相當，使用附著式塔機可不考慮塔樓變截面對塔機的影響，安裝、頂升和拆除等工作較為簡單方便，安裝和拆除成本低。雖然該類塔機的附著影響建筑外立面的裝修施工，但并不影響工程施工總工期。

很多超高層建筑選擇內爬式塔機，究其原因，無外乎超高層建筑高度高、外形不規則、塔機基礎難定位，易與地下室汽車坡道干涉等因素影響，基礎定位選擇的余地較小，塔機附著困難，易與外桁架干涉；而選擇內爬式塔機，雖然節省了塔機塔身的成本，但是由于建筑連接塔機的墻體需要加強，塔機的拆卸費用較高；所以綜合考慮，外附式塔機在本項目能滿足施工要求，也是一個不錯的選擇。

5 結 語

附著式塔機和內爬式塔機各有優缺點，結合工程實際，制定與選取適合該工程特點的塔機施工方案，才能更好地實現工程施工的經濟性要求，保質保量，保證工程工期。通過此工程實例，分析附著式塔機與內爬式塔機在此工程施工中的優劣利弊，以期為類似超高層建筑塔機施工方案的制定和選用提供參考。

[參考文獻]

[1]GB/T 5031-2008，塔式起重機[S].

[2]GB 5144-2006，塔式起重機安全規程[S].

[3]李金泰．施工用塔式起重機的拆除—以四川蒼溪航電樞紐工程為例[J]．技術與市場，2012，(8)：63-64．