塔吊超長輕型桁架附著在工程中的運用

楊勛 張維文 張健

【摘要】隨著建筑領域中建筑規模的不斷擴大，城市綜合體工程將在今后的建筑發展中不斷涌現。高層住宅和多層商業建筑施工過程中不可避免會受到場地范圍和場地移交限制塔吊布置，塔吊布置要滿足進度和成本的要求，難免會出現塔吊和要附著的建筑主體距離長，塔吊的超長附著作為城市綜合體工程中解決垂直運輸的另一種方式將不斷在今后的建筑施工中運用。

【關鍵詞】塔吊附著;超長桁架;施工要點

1、超長附著概念

塔吊超長附著一般大于塔吊標準附著桿的2-4倍，故需重新設計組成材料、結構形式、安拆方法，選擇更合理的附著體系。與傳統塔吊附著方案對比，輕型桁架附著體系適用范圍更加寬廣，工具化的優勢較為明顯，是今后的發展方向。

2、工藝原理及流程

塔吊超長附著的原理是，根據塔吊離建筑物距離較長的特點，選用超長輕型桁架附著結構，桁架結構附著能充分利用材料的強度，在跨度較大時節省材料、減輕自重和增大剛度;超長附著撐桿由主肢角鋼+綴條角鋼組成格構化的一種梁式結構，桁架形式為矩形，制作嚴格遵守《鋼桁架制作工藝標準》;為便于運輸及現場安拆塔吊附著，輕型桁架附著以6m的模數組合，組合節點處以高強螺栓連接，可以滿足現場不同附著距離需求。

3、工藝流程

（1） 施工準備

1）現場準備

a、首先了解塔吊現有高度、超長附著距離、塔吊最大獨立高度、現有場地標高等基本情況，以便于設計計算;

b、對現場場地進行清理，以便于材料的運輸和構件的組拼和吊裝。

2）查看現場、技術分析（確定初步方案）

根據不同塔吊的特點以及塔吊與要附著的建筑主體之間的距離，確定塔吊附著超長方案，對以下幾個問題進行了分析：

a、塔吊結構附著位置

b、塔吊標準節附著框安裝位置

c、塔吊超長附著的安裝位置、安裝高度及安裝方法

考慮到附著長度較長，結構所受的抗傾覆力較大且復雜，根據不同的塔吊型號在工作狀態下對建筑結構拉壓力，安裝角度選定，塔吊附著于拉壓力250-400KN的結構（根據《塔式起重機設計規范》選定）塔吊附著框的安裝位置需避開標準節上、下端部突出部位，且安裝后的完成面應盡量使塔吊附著水平桿件在同一個水平面上。

跟據現場情況和實際施工進度，附著安裝使用時，砼的強度應達到90%以上，根據不同的塔吊型號選擇不同的塔吊附著間距，一般塔吊附著間距范圍為15m-25m之間。

安裝位置根據現場測量數據滿足以上幾點要求即可。安裝方法根據計算出的塔吊附著構件重量來確定選用自身塔吊吊裝還是借助其他起重設備吊裝。

（2）塔吊超長附著設計：

塔吊安裝附著后，塔吊產生的各種主要荷載主要出現在最上一道附著上部的塔身懸出部位，因此這種連續梁的豎直多跨靜定支撐，向上伸展中，每加一道附著支撐時，只要校核最上一道附著支撐是穩定的，無疑下面的支撐也是穩定的，則整體塔身附著也穩定。

1）設計基本參數和數據

附著設計時考慮塔機受力主要參數，針對不同型號的塔吊受力情況，如塔身水平力、彎矩、扭矩等應按不同塔吊的使用說明書采用。

附著裝置受力主參數：根據塔吊附著受力的簡化模型，附著框架的最大拉力、附著撐桿的最大拉壓力、軸向偏心壓力、建筑物預埋墻板的最大拉壓力根據塔機附著受力計算公式確定具體數值;塔吊超長輕型桁架附著長細比<120，主弦單肢長細比小于整體長細比的0.7倍，附著桿綴條長細比<120，安全系數1.34設計。

2）設計要求的操作要點

a、附著框架按四件L梁設計，用16件M24高強螺栓連接，與附著撐桿的連接為雙耳板銷軸鉸接。

b、附著撐桿按三桿設計。為方便運輸，每根撐桿設計成三段組合，每段組合用8件10.9級M20高強螺栓連接。撐桿的結構按軸向偏心受壓格構式桿件進行計算，兩端連接為單耳板銷軸鉸接。

布置要求

a、撐桿布置角度a： a≤45°，要求盡可能保持范圍：30°～45° ，此時撐桿受力較為理想。

b、預埋墻板與建筑物豎梁的連接采用鉤形圓鋼與主鋼筋聯網焊接設計，預埋墻板與附著撐桿的連接采用雙耳板銷軸鉸接設計。

c、附著框架和預埋墻板的安裝位置必須與塔機標準節中間橫腹桿齊平，高差不大于±100mm。

d、所有焊縫均為全熔透一級焊縫，主肢角鋼和鋼板采用L形圍焊，主肢角鋼和綴條角鋼之間采用三面圍焊，超聲波100%檢測。

e、三根附著撐桿安裝完畢后，在附著裝置水平平面內，兩根較近的撐桿中間用1件不小于[8槽鋼連接焊牢，防止兩根撐桿水平左、右方向失穩。

附著裝置配置

常規塔吊附著多使用方形截面形式的槽鋼，根據超長塔吊附著結構受力性能，主肢+綴條形成的輕型桁架結構，主肢角鋼規格一般比綴條角鋼規格大2個規格。綴條角鋼一般和主肢角鋼成45度焊接。

（3）現場復核、調整

設計方案完成后，對設計尺寸進行現場復核，最終形成精確數據，以免構件加工制作。

（4）塔吊附著構件、制作、加工，埋件安裝

方案確定后進入構件制作、加工和埋件安裝階段。預埋件和構件均在加工廠車間加工制作成型、檢驗合格后運往工地現場。預埋件在一層砼澆筑之前進行埋設，埋設時應保證預埋位置的準確。

（5）塔吊附著的安裝

附著的安裝通過塔吊 自身調運完成。附墻框位置搭設安裝平臺，安裝時應注意附著框的標高位置，使附著構架盡量保持水平。將一側的附著框架吊至塔身的附著點處，先用鐵絲將其固定在塔身上。將另一側附著框架吊起就位，然后將兩外側框架聯接在一起。附著框架四角用16個調節螺栓通過頂塊把標準節頂牢。將附著桿吊至附著點處，對準附著框架的銷軸孔，打入連接銷軸，然后再調整至建筑物預埋支座處。根據安裝要求完成附墻桿間的安裝。

（6）調整塔身垂直度

附墻件安裝完成后，起吊一重量適當的重物使塔吊前后處于平衡位置，使用經緯儀對塔身垂直度進行觀測，并利用撐桿對垂直度進行調整。

（7）對塔機進行檢查驗收，合格后方可正常使用。

4、安裝技術要點

（1）附著架和預埋板的安裝位置必須與塔機標準節中間橫腹桿齊平，高差不大于±100mm，組裝每一根附著撐桿時，按每支角鋼架上的組合標記進行組裝，組合標記用英語字母（A1/A2/A3，B1/B2/B3，C1/C2/C3）表示。

（2）焊接采用E4310焊條施焊，焊縫不得有氣孔、夾渣、裂紋、漏焊等缺陷。

（3）附著撐桿時，為減少內應力，塔機前后臂必須配平，使塔身側向及正向垂直度均不大于4/1000。

（4）為保證人員安全和安裝方便，必須在附著框架以下1.2～1.5m處搭建操作平臺。

5、塔吊垂直度監測

塔吊超長輕型附著安裝完成后，在超長輕型附著和塔吊的連接點上設置位移監測點，塔吊在應用過程中利用電子全站儀定期對塔吊垂直度進行監測，附著剛安裝完成后一周內每天進行監測，隨后每周進行一次監測，根據前一周塔吊垂直度監測結果未出現異常，塔吊位移量符合規范要求。

6、塔吊超長桁架附著的檢查

對塔吊超長輕型桁架附著結構應檢查主肢角鋼和綴條角鋼的疲勞強度、焊縫裂紋、結構變形、破損以及桁架組合處的高強螺栓的扭矩，塔吊超長輕型桁架附著的檢查應按下列程序進行：

（1）塔吊超長輕型桁架附著安裝完成24小時之內應對其中一處的桁架組合處的8件高強螺栓的扭矩進行檢測。

（2）日常檢查：塔吊每運行60個小時應對超長附著進行一次日常檢查。

（3）塔吊在運行過程中如發生較大幅度的擺動，應立即先對超長附著連接端頭進行檢查，然后檢查桁架附著中間組合處高強螺栓是否松動。若發現問題應立即對發生問題的部位進行處理。

（4）對桁架組合處的角鋼焊縫及焊接熱影響區的母材應進行檢查，若發現異常立即處理。

（5）塔吊附著拆除后，應由工程技術負責人和專業維修人員進行詳細檢查，并做好記錄，以便下次更好的使用。

7、塔吊超長附著拆除

（1）塔吊拆除前必須做好安全技術交底。首先拆除較遠撐桿，塔吊吊鉤自身鋼絲繩吊住撐桿的兩端，同時拆除撐桿兩端的銷軸，隨著塔吊起重臂的擺動先慢慢放松較遠撐桿的1/2撐桿長度收繩器，然后慢慢放松垂直方向處的1/2撐桿長度收繩器，當塔吊起重臂轉過90度時垂直、水平方向鋼絲繩完全放松，塔吊隨后吊附著撐桿至地面。其余兩根超長附著拆除方法同較遠撐桿。

（2）拆除附著框：先把平行于附著建筑兩側的附著框的8件M24的高強螺栓拆除，然后用塔吊吊鉤鋼絲繩套在兩個半附著框的兩端，慢慢松動調節螺栓使附著框和塔吊標準節脫離，塔吊附著框至地面。

（3）塔吊超長附著在地面拆除組合節，按編號擺放整齊，為便于下次組裝使用。

8、質量控制

（1）塔吊超長附著制作成品時應注意構件的下料尺寸和焊接質量;避免因焊接質量不合格造成質量影響。構件制作時應嚴格控制下料長度，現場進行放樣，避免因構件尺寸偏差，造成安裝困難。

（2）預埋件的安裝軸線位置、標高和平整度應嚴格控制，在安裝前應控制好安裝質量;

（3）塔吊超長附著桿件安裝的平整度應避免過度傾斜，使附著構件受力發生改變。

（4）安裝時螺栓的安裝質量應嚴格控制，所用成品構件的成型質量均需檢查驗收合格后方可進場安裝。

（5）塔吊附著安裝完成后應定期進行維護和保養，保證塔吊的正常運轉。

9、安全措施

（1）堅決貫徹“安全第一，預防為主，綜合治理”的方針。

（2）超長附著安裝必須符合吊裝安全作業規程，塔吊的使用應嚴格執行ZBJ80012-89《塔式起重機操作使用規程》;

（3）吊裝前應對每個塔吊進行維修養護，熟悉塔機的構造及安全裝置的功用及調整方法。熟練掌握起重機各項性能的操作方法;

（4）嚴禁司機酒后作業;

（5）塔機的工作環境溫度為-20°C～40°

C，最高處工作風力應小于20m/s;

（6）塔吊使用的鋼絲繩作為易損件，應定期保養或更換。

總結：

采用塔吊超長輕型桁架附著，施工技術水平已成熟，尤其在提高塔吊整體剛度以及在垂直運輸過程中的整體穩定性方面，采用科學理論分析和精確力學計算以及結合現場實際情況，附著采用角鋼組成的方形截面形式，形成輕型桁架整體，由此在綜合體建筑施工垂直運輸中取得了良好的經濟效益和社會效益。

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