超高層塔樓外掛式動(dòng)臂塔吊高空安裝技術(shù)研究

董傳藝 王 帥 郭 強(qiáng) 張華盟

中建八局第二建設(shè)有限公司 山東 濟(jì)南 250014

1 工程概況

綠地山東國(guó)際金融中心項(xiàng)目位于山東省濟(jì)南市歷下區(qū)中央商務(wù)區(qū)，新濼大街與茂嶺三號(hào)路交叉口，總建筑面積43.06萬(wàn) m2，地下4層，地上88層，總建筑高度428 m。主塔樓采用核心筒剪力墻＋鋼框架＋伸臂桁架＋環(huán)帶桁架結(jié)構(gòu)。根據(jù)項(xiàng)目工程體量的大小、鋼構(gòu)件的分段吊重、現(xiàn)場(chǎng)平面布置以及工期等因素，總計(jì)選用3臺(tái)動(dòng)臂塔吊，1#塔吊型號(hào)為ZSL1700，2#塔吊及3#塔吊型號(hào)為ZSL850。1#塔吊及2#塔吊在筏板基礎(chǔ)施工階段開(kāi)始安裝，3#塔吊在地上5層剪力墻模板施工時(shí)，附著剪力墻安裝第1道支撐架，在地上9層剪力墻模板施工時(shí)，附著剪力墻安裝第2道支撐架，繼而完成3#塔吊及支撐系統(tǒng)的安裝（圖1）。

圖1 動(dòng)臂塔吊布置示意

2 設(shè)備概況

本項(xiàng)目中1#動(dòng)臂塔吊型號(hào)為ZSL1700，起重力矩為17 000 kN·m，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力，全液壓控制，安裝臂長(zhǎng)為55 m，最大起重量為80 t（2倍率）和40 t（1倍率）；2#、3#動(dòng)臂塔吊型號(hào)為ZSL850，起重力矩為8 500 kN·m，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力，全液壓控制，安裝臂長(zhǎng)為55 m，最大起重量為50 t（2倍率）和25 t（1倍率）。

3 塔吊高空安裝前期規(guī)劃準(zhǔn)備

設(shè)計(jì)塔吊爬升規(guī)劃，并確定塔吊埋件安裝位置。結(jié)合頂升平臺(tái)爬升規(guī)劃，確定塔吊2道支撐系統(tǒng)埋件露出位置與頂升平臺(tái)外掛架垂直位置關(guān)系，從而確定核心筒剪力墻模板施工5層時(shí)，安裝第1道外掛支撐系統(tǒng)，然后安裝6個(gè)塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)；模板施工9層時(shí)，安裝第2道外掛支撐系統(tǒng)，然后繼續(xù)安裝剩余標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，繼而完成塔吊回轉(zhuǎn)體及機(jī)械平臺(tái)、配重塊、起重臂等的安裝，試機(jī)及調(diào)試合格后投入使用，如圖2所示。

圖2 塔吊支撐體系與頂升平臺(tái)爬升規(guī)劃模擬

4 塔吊高空安裝工藝流程

核心筒剪力墻內(nèi)預(yù)埋件安裝→操作平臺(tái)搭設(shè)→第1道外掛支撐系統(tǒng)安裝→塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝→第2道外掛支撐系統(tǒng)安裝→塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝→塔吊回轉(zhuǎn)體安裝→機(jī)械平臺(tái)安裝→卷?yè)P(yáng)機(jī)組與動(dòng)力組安裝→配重塊及A架安裝→起重臂及鋼絲繩安裝→剩余配重塊及吊鉤等安裝→調(diào)試、驗(yàn)收

4.1核心筒剪力墻預(yù)埋件安裝

核心筒內(nèi)塔吊埋件與剪力墻的連接方式存在2種情形，第1種為埋件與核心筒鋼柱焊接連接，第2種為埋件直錨入鋼筋混凝土墻體內(nèi)。第1種埋件在鋼柱校正焊接結(jié)束后，通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量放線，直接焊接在剪力墻鋼柱上，并將誤差控制在規(guī)范要求的誤差范圍以內(nèi)；第2種埋件在鋼筋綁扎至埋件支腿底部時(shí)開(kāi)始安裝，并通過(guò)埋件支撐架進(jìn)行固定[1-4]。

4.2剪力墻附著操作平臺(tái)安裝

由于核心筒領(lǐng)先外框結(jié)構(gòu)施工，核心筒內(nèi)平臺(tái)施工與外框平臺(tái)基本同步，高空中無(wú)法進(jìn)行第1道動(dòng)臂塔吊支撐系統(tǒng)的安裝，使用落地式腳手架操作平臺(tái)，操作平臺(tái)通過(guò)1層地面直接搭設(shè)至2層，人員通過(guò)操作平臺(tái)進(jìn)行塔吊支撐架的安裝。

4.3第1道外掛附著支撐架安裝

東側(cè)高空安裝的動(dòng)臂塔吊采用外掛式支撐體系，支撐體系由支撐主梁、下斜撐桿、水平斜撐桿以及水平連桿等構(gòu)配件組成，支撐體系通過(guò)連墻耳板與核心筒剪力墻預(yù)埋件進(jìn)行焊接連接（圖3）。

圖3 第1道附著支撐架安裝

4.4塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝

根據(jù)工況分析，第1道支撐系統(tǒng)安裝完畢之后，塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)在支撐架上安裝的獨(dú)立高度為8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度。具體步驟為：從塔吊附著支撐架上首先安裝1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，同時(shí)安裝連接附著支撐架與塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的C形框，并進(jìn)行高強(qiáng)螺栓的連接緊固，校正垂直度完畢后，進(jìn)行第2至第8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的安裝，同時(shí)進(jìn)行各連接節(jié)點(diǎn)處高強(qiáng)螺栓的連接工作，之后進(jìn)行8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的垂直校正工作（圖4）。

圖4 塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝

4.5第2道附著支撐架安裝

核心筒剪力墻模板施工至9層時(shí)，第2道支撐體系埋件從頂升平臺(tái)外掛架下方露出，此時(shí)借助已經(jīng)安裝完成的塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)作為上下通行通道，對(duì)已安裝就位的塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)再次進(jìn)行垂直校核，校核完畢后開(kāi)始安裝第2道附著支撐體系，并通過(guò)C形框?qū)⑺鯓?biāo)準(zhǔn)節(jié)與第2道附著支撐系統(tǒng)進(jìn)行連接。

第2道塔吊支撐體系校正焊接完畢后，完成剩余塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的安裝，所有塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝校正就位后，進(jìn)行塔身各系統(tǒng)的綜合檢測(cè)，塔身檢查完畢后，開(kāi)始進(jìn)行塔吊頂部各個(gè)系統(tǒng)的安裝（圖5）。

圖5 第2道附著支撐架安裝

4.6塔吊頂部系統(tǒng)安裝

1）回轉(zhuǎn)體及平臺(tái)安裝。通過(guò)ZSL1700動(dòng)臂塔吊，起吊ZSL850動(dòng)臂塔吊下回轉(zhuǎn)體，將下回轉(zhuǎn)體安裝在塔吊頂端標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上，并用高強(qiáng)螺栓終擰牢固。再起吊ZSL850動(dòng)臂塔吊上回轉(zhuǎn)體，將上回轉(zhuǎn)體螺栓孔正對(duì)下回轉(zhuǎn)體螺栓孔進(jìn)行高強(qiáng)螺栓連接，使用液壓扭矩扳手終擰每顆螺栓至設(shè)計(jì)要求力矩值。上下回轉(zhuǎn)體安裝完成后，將在地面拼裝成整體的機(jī)械平臺(tái)吊裝至上回轉(zhuǎn)體之上，連接銷孔對(duì)齊后用壓板和螺栓將連接銷軸鎖定（圖6）。

圖6 塔吊頂部系統(tǒng)安裝

2）動(dòng)力系統(tǒng)安裝。通過(guò)ZSL1700動(dòng)臂塔吊，起吊主卷?yè)P(yáng)機(jī)組，與機(jī)械平臺(tái)通過(guò)4個(gè)專用開(kāi)口銷軸進(jìn)行連接，并將主卷?yè)P(yáng)筒安裝在卷?yè)P(yáng)座上，將卷?yè)P(yáng)筒與機(jī)座通過(guò)高強(qiáng)螺栓進(jìn)行牢固連接。然后將變幅機(jī)構(gòu)及發(fā)動(dòng)機(jī)總成分別吊裝到機(jī)械平臺(tái)后部，銷軸孔對(duì)齊后，穿上專用銷軸并安好開(kāi)口銷。

3）配重塊及起重臂安裝。安裝一半配重塊后安裝A架，保持系統(tǒng)對(duì)稱平衡，A架安裝至平衡臂上方并校核好方向。地面整體組裝起重臂，并將變幅索和變幅鋼絲繩輪組安裝至起重臂上，用ZSL1700動(dòng)臂塔吊進(jìn)行整體吊裝，就位于已經(jīng)安裝完畢的上回轉(zhuǎn)體上，并用銷軸進(jìn)行連接，安全銷鎖定，變幅鋼絲繩穿繞于起升卷筒上，變幅鋼絲繩穿繞完畢后，ZSL1700動(dòng)臂塔吊可以緩慢松鉤至變幅鋼絲繩完全受力為止（圖7）。

圖7 塔吊起重臂安裝

4）吊鉤及剩余配重塊的安裝。將主卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩端部通過(guò)ZSL1700動(dòng)臂塔吊緩慢提起，沿著起重臂方向拉伸至起重臂端部，穿過(guò)起重臂前端的拖輪和測(cè)載輪，之后通過(guò)端頭處大滾輪放到地面，將起重繩穿過(guò)ZSL850吊鉤滑輪，采用壓套法將起重繩并接，提起吊鉤至一定高度，用ZSL1700動(dòng)臂塔吊逐塊起吊剩余的一半配重塊，安裝機(jī)械平臺(tái)配重框處并鎖定。

5）試機(jī)與調(diào)試。塔吊安裝完畢后，進(jìn)行整機(jī)檢查，檢查所有連接螺栓是否達(dá)到緊固軸力設(shè)計(jì)值，銷軸是否通過(guò)開(kāi)口銷全部鎖定。并由安裝單位與塔吊廠家專業(yè)技術(shù)人員協(xié)同檢查動(dòng)力部分、安全限位設(shè)定、油路系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、限制開(kāi)關(guān)、電路系統(tǒng)等，檢查完畢后進(jìn)行試車及荷載試驗(yàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于綠地山東國(guó)際金融中心超高層塔樓動(dòng)臂塔吊的安裝，經(jīng)過(guò)前期精密策劃，選用合理的塔吊安裝方案，結(jié)合頂升平臺(tái)爬升規(guī)劃，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳罨O(shè)計(jì)進(jìn)行充分的施工過(guò)程模擬，在不影響核心筒剪力墻正常施工的情況下，選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)在高空安裝第3臺(tái)動(dòng)臂塔吊，不僅為項(xiàng)目節(jié)省了一大筆租賃費(fèi)用，同時(shí)達(dá)到減少資源浪費(fèi)、保護(hù)環(huán)境的目的，促進(jìn)建筑業(yè)綠色施工的發(fā)展，為類似超高層塔樓高空安裝塔吊提供了借鑒。