银川绿地中心超高层建筑塔式起重机的选用

2018-05-23姜渭,刘杰海,龙绪登等

建筑机械化 2018年3期

1 工程概况

银川绿地中心（图1）2座塔楼均采用框架+核心筒混合结构体系，外框架由H型钢梁和型钢混凝土柱构成，均结合避难层设置两道伸臂桁架，塔楼高301m。裙房地上3层，建筑高度23.9m，主体结构采用钢筋混凝土框架结构体系，大跨度屋盖采用钢桁架结构。根据工程实际情况，塔楼在26～27层和54～55层处需要吊装大吨位构件，最大吨位构件分段后重量约23t；塔楼核心筒在41层处为变截面层。

图1 银川绿地中心模型

2 塔机分类

高层及超高层建筑施工一般使用固定式塔机，该类塔机根据安装形式的不同，塔机可分为附着式和内爬式两种，均有工作幅度大、起重能力大、吊装高度高、起升和回转速度快等特点。

附着式塔机能随着建筑物的升高而升高，建筑结构仅承受由塔机传来的水平载荷，附着方便，但塔身需高于建筑物，成本较高且影响外立面的装修。内爬式塔机可细分为纯内爬式和外挂内爬式两种，纯内爬式塔机一般装设在建筑物内部（如电梯井和楼梯间），外挂内爬式塔机则多设在建筑物外部。内爬式塔机借助爬升架和顶升系统进行爬升，塔身高度初始安装时高度固定，不需加节，可不装设基础节，塔身成本低，但顶升和拆除较为繁琐，且塔机全部自重及载荷均由建筑物承受。

3 塔机施工方案

3.1 塔机选型原则

塔机的选用原则是在保证施工效率和满足施工现场要求的前提下，塔机的起重力矩、起重量、起重高度以及回转半径等技术参数满足施工要求的同时，能充分发挥塔机的能效，使其经济性达到最佳。与此同时，还要考虑塔机结构与性能的先进性和可靠性。

3.2 塔机施工方案的拟定

根据工程的结构特点和实际情况，每座塔楼均需要2台塔机进行协同施工。根据各类型塔机的结构及性能特点，初拟定3个方案：①使用2台内爬式塔机外挂式装设，协同施工，即外挂内爬式塔机协同作业；②使用2台内爬式塔机纯内爬装设，协同施工，即纯内爬式塔机协同作业；③使用2台附着式塔机协同施工，即附着式塔机协同作业。塔楼结构俯视图如图2所示。

图2 塔楼结构俯视图

3.3 塔机施工方案分析对比

针对拟定的3个方案，结合工程实际，进行具体分析。

3.3.1 方案一

外挂内爬式塔机协同作业，分别为2台QTD720动臂式塔机。该工程塔楼核心筒在41层处为变截面层（南面和北面），塔机只能安装在东面和西面，具体塔机位置图如图3所示。如要能满足外挂内爬式塔机满足该工程的施工要求，必须将该类塔机系统主梁外悬加长，整个外挂系统强度也必须加大，同时建筑物承载墙面也要加强，外挂系统施工难度及制作成本增加。与此同时，拆卸塔机的技术难度较大，不能自降拆塔，需要借助外塔拆除，拆卸成本较高。

图3 外挂内爬式塔机基础位置图

3.3.2 方案二

纯内爬式塔机协同作业，分别为2台QTD720动臂式塔机。由于北塔楼核心筒在41层处为变截面层（南面、北面），纯内爬式塔机的安装不能超出41层变截面后的外轮廓，具体塔机基础位置图如图4所示。2台塔机只能安装在图4所示位置，两塔机相距约13m，由于建筑物只有一边有承重梁，另一侧需安装1根9.15m钢梁，才能完成内爬框的安装，内爬钢梁跨度大，要求强度必须极高，同时制作、安装、拆卸成本也相应增加。

图4 纯内爬式塔机基础位置图

3.3.3 方案三

附着式塔机协同作业,分别为QTZ1250和TCT315水平式塔机，主要的大构件由QTZ1250塔机来完成，TCT315塔机辅助施工。结合工程实际，附着式塔机装设在塔楼框架之外，可将地下室筏板层作为基础进行塔机的安装，具体塔机基础位置图如图5所示。附着式塔机爬升速度快，起升方便；附着对建筑结构要求较小，结构可不用特别加固；拆塔方便，可自行降塔至地面拆除。但是由于塔机需要附着，影响外立面的装修，建筑物在附着位置的幕墙玻璃不能全部施工，必须待降塔拆卸附着后，才能进行施工。

图5 附着式塔机基础位置图

4 方案选定

综合考虑上述塔机施工方案的施工难易程度及整体成本高低，使用2台附着式塔机协同作业来完成该工程塔楼的吊装施工较为合理；1台QTZ1250塔机加1台TCT315塔机外附式340m的成本与2台QTD720动臂式内爬塔机的成本相当，使用附着式塔机可不考虑塔楼变截面对塔机的影响，安装、顶升和拆除等工作较为简单方便，安装和拆除成本低。虽然该类塔机的附着影响建筑外立面的装修施工，但并不影响工程施工总工期。

很多超高层建筑选择内爬式塔机，究其原因，无外乎超高层建筑高度高、外形不规则、塔机基础难定位，易与地下室汽车坡道干涉等因素影响，基础定位选择的余地较小，塔机附着困难，易与外桁架干涉；而选择内爬式塔机，虽然节省了塔机塔身的成本，但是由于建筑连接塔机的墙体需要加强，塔机的拆卸费用较高；所以综合考虑，外附式塔机在本项目能满足施工要求，也是一个不错的选择。