改变塔式起重机常规方式适应工程需要的探讨

2015-07-10赵忠华刘双飞

建筑机械化 2015年11期

关键词：重臂塔机撑杆

赵忠华，刘双飞

（中建一局集团第三建筑有限公司，北京 100161）

改变塔式起重机常规方式适应工程需要的探讨

赵忠华，刘双飞

（中建一局集团第三建筑有限公司，北京 100161）

在建筑施工过程中，复杂的现场情况对于塔式起重机的使用提出了新的要求，原有的一些依据设备说明书进行的常规方式，已不能适应施工现场变化，本文就塔式起重机基础形式、附着方式、平面布置等三方面介绍改变塔式起重机常规方式以适应工程需要进行探讨。

塔式起重机；基础形式；附着方式；平面布置；非常规

近几年随着国家建设步伐的加快，各地区建筑项目大量开发，项目数量增长之快，新的设计理念，建筑材料应用之多，工程建设结构及功能之繁杂。繁华之下或多或少的显露出一些问题，对我们的实际施工生产提出了新的挑战：如众多工程常常处于三边状态，工程设计有时会发生较大的变化；有时工程分项设计滞后，施工衔接不完善；有时同一工程由于多方原因停置一段时间后又复工等等，这些变化都会给工程施工使用的主要起重机械——塔式起重机的安拆及使用带来一定的影响，主要表现为无法满足施工需要；存在安全生产隐患；设备工作量不饱满造成资源浪费等。起重机械在工程中使用的基本原则是：在确保安全生产的前提下，合理布局，均衡考虑工期工序与设备的载荷性能和吊次，体现出一定的经济性和科学性。根据近几年的工程施工应用，总结我单位的实践经验，下面仅针对塔式起重机，从基础、附着及位置变更等方面的非常规设计，简单探讨如下。

1 塔机基础的几种方式

1.1 综合考虑塔机应用情况，做好基础布局

有些工程项目采用分项施工，如塘沽某工程，地下部分同一基坑，分为6个地块，地下14.5m，先期基坑施工为整体施工，中间采用混凝土支撑梁。后期由6家施工单位施工，每个地块都有主楼及裙楼。从工程的整体考虑，初期基坑施工时塔机的布局不能仅从整个基坑的施工单方面考虑，而是要全面考虑整体基坑施工后各个地块的施工需要，所以初期的塔机布局不能从常规方式考虑出发，即覆盖全部面积就可以的出发点，而是要按照地块设置，同时一定要考虑到为后期施工安装的塔机型号提前设置好相应的基础桩。这样虽然前期设计时塔机设置的数量多了一些，似乎增加了部分成本，但这样的设置一方面增加了起重机械的吊次，有利于基坑施工进度；另一方面是基坑施工结束后，现场的所有塔机马上可以投入到相应地块的前期施工，完成了良好的衔接。

1.2 塔机基础两用

同样是由于某些分项施工工程，不同的施工期间需使用不同工作幅度和起重量的塔机。受施工现场条件及成本的限制，我们可以将两种型号的塔机的基础参数综合考虑，重新设计塔机基础使其同时能够满足两种塔型的施工需要。具体做法是最好选用塔身标准节截面和连接方式相同的两种型号的塔机。如果塔身截面与连接方式不同时，可采用如下两种方式。

方式一：在基础施工时同时预埋两种塔机的基础埋件，前一项施工完毕后拆除第一种塔机，再安装第二种塔机用于后期施工，如图1所示。

图1 同时预埋两种塔机的埋件便于后期的安装

方式二：制作可以连接不同截面的基础过渡节（比较适用于小截面标准节的塔机替换大截面标准节的塔机）如图2所示。

图2 使用过渡节连接大截面预埋件与小截面标准节塔机

1.3 多方考虑，充分利用现有条件

某工程地下3层，地上10层，施工至地上2层后停置，后经更换施工单位复工。先期安装的塔机由前施工单位撤场时拆除，基础埋件遭到破坏不能使用，地下室周边已经回填，由于现场条件限制不能重新制作塔机基础，若重新制作成本过高，得不偿失。这种情况下可以考虑选用原基础适用型号的塔机，在原基础上相应位置进行钻孔作业，再植入符合塔机载荷要求的相应规格的预埋螺栓来达到重新利用原基础的目的如图3所示。通常的做法是在塔机基础节的4个角点位置，每个点预埋5根螺栓，中心一根用于做抗拔试验，其余四根可根据需要安装的塔型连接一块压板或基础节。这样就可以达到利用现场原有条件进行改造，节约资金的目的。

图3 植入预埋螺栓重新利用原有基础机

2 采用非常规附着方法满足施工需要

常规的塔机附着如图4所示。由于有些工程工期紧，施工初期并没有结构图纸，塔机的布局只能凭借以往的经验，或者是结构设计发生了重大的变更导致施工进入地上结构时，主体结构不利于塔机进行附着。主要有以下二种情况：一是塔机与建筑物结构距离远，无法使用常规附着装置；二是塔机与建筑物结构的相对位置不利于制作附着（通常塔机与建筑物的附着点为2个，每根附着撑杆的夹角为45°～60°），有时只能提供一个附着点。

图4 常规的附着示意图

解决的办法通常主要是2种方式，方式一：经过计算，加大附着撑杆截面，增加附着撑杆的长度来满足附着需求。这种方式的优点是对主体结构施工辅助性要求不高，安装方便；缺点一是附着撑杆过长，需要的建筑物支持面较大，否则角度过小影响撑杆受力，二是撑杆截面增大，重量增加，重力引起撑杆产生的挠度增大，由此产生的偏心距会大大地影响撑杆的受力。实践中可以通过安装钢丝绳拉索的办法削减撑杆挠度，如图5所示。这种方法比较适用于加长撑杆附着道数较多的情况。如果条件允许，在撑杆下方支设支撑架效果更好一些，如图6所示。

图5 钢丝绳拉索降低撑杆挠度

图6 搭设支撑架降低撑杆挠度

方式二：制作钢结构完成建筑物和常规的附着撑杆的连接，如图7所示。优点是制作的钢结构与建筑物固定连接并外延，一是钢结构稳定可靠；二是不需要较大的建筑物支撑面即可满足附着角度，撑杆受力合理。缺点是对钢结构要求较高，附着安装拆除的工序较复杂。

3 改变塔机的常规安装方式

图7 钢结构提供支点连接建筑物与常规的附着撑杆

随着现有塔式起重机类型的不断丰富，我国的高大建筑中常使用内爬式塔机，在某工程中由于设计变更，原核心筒内爬方式无法满足最终高度和覆盖面积的需要，最终通过在接近300m高度处加固建筑结构，安装屋面吊将该内爬式塔机外移变为附着式来满足施工的需要。有些工程在施工初期由于群塔施工的影响，一些塔机不得不安装较短的起重臂，而随着工程的推进，一些塔机提前拆除，就需要加长现有塔机的起重臂。这种情况比较常见，根据实践，在初期安装塔机时，考虑后期有需要加长起重臂的可能性，建议工程使用平头塔机，这种类型的塔机接长或截短起重臂时不需要将整个起重臂拆除，安拆工序简单，使用较小吨位的汽车起重机即可完成。