塔机悬挂式钢结构基础施工技术

马俊胜，冯成成

（中建二局第二建筑工程有限公司，广东 深圳 518054）

随着高层建筑的不断增多，塔机已成为工程施工中最为广泛的起重机械。但由于工程施工要求的特殊性，如设计要求、现场施工实际条件或工期影响等因素，会造成塔机在施工过程中不能采用固定式基础进行安装作业，即无基础式安装。本文主要介绍了一种塔机悬挂式钢结构基础的施工技术研究与应用。文章以长沙市某工程塔机基础成功安装并安全使用为例，在地下室顶板上安装塔机悬挂式钢结构基础，先焊接制作塔机的支撑梁，然后在该支撑梁上安装焊接式底架用于安装塔机。为保证塔机的安全使用、正确安装，必须对承重梁、基础底座焊缝、承重梁与支撑梁焊接强度进行校核，并且在安装之前消除由承重梁自重及塔机非工作状态最大压力对承重梁产生的挠度，以保证塔机安装后整机的垂直度。

1 工程概况

某工程位于长沙市，因该工程属于中途承接项目，地下室部分已经施工完成，现场不满足塔机固定式基础施工条件。经计算复核，决定在地下室顶板上安装QTZ250A（C7030）塔机。该塔机安装高度142.650m，起重臂长度45m，整机质量152t，最大起重量16t（见图1和表1-2），基础形式采用钢结构悬挂式。

图1 塔机最不利状态下的基础荷载示意图

表1 塔机最不利状态下的基础荷载

表2 塔机主体构件相关参数

2 基础制作方案

2.1 基础的制作

根据工程实际情况，塔机基础安装在地下室顶板上，顶板厚度180mm。基础采用5根钢结构支撑梁焊接而成，其中2根分别安装在地上1层混凝土柱上做斜撑使用，斜撑与混凝土柱连接方式为“钢板抱柱子”形式（见图2和图3）。混凝土柱规格分别为1600×1600和1600×2000，混凝土标号为C60。支撑梁为800×400×25×40的箱型截面，材质为Q345B。钢结构基础需要承载重量为152t（整机自重约140t+最大单件重量12t）。

图2 支撑梁图

图3 A-A剖面/截面图

说明：图中所有尺寸单位均为mm；焊缝采用CO2气体保护焊焊接，焊丝牌号为H08MnSiA；所有焊缝必须符合设计要求，不得有虚焊、漏焊等缺陷；箱型梁结构破口采用全熔透焊接，焊缝质量等级为1级；焊接变形不得大于3mm；未注焊缝等强度焊接。

2.2 基础的计算

对模型简化并编号，见图4。

图4 模型简化图

建立有限元模型，见图5。

图5 有限元模型

按9种工况进行计算，包括固定式非工作状态8种工况和附着式工作状态1种工况（见图6）。采用SAP2000计算机有限元计算法，将塔身和附着杆件建模，分别计算各工况下对梁的受力，选取9种工况中最不利工况进行内爬支撑梁强度的验算。

3 关键操作步骤

塔机基础在安装过程中较为特殊，有别于塔机固定式基础的安装方式，为此必须严格采取以下施工措施：

图6 9种工况

（1）悬挂式基础焊。

（2）焊接完成后要进行技术验收，必须校平基础的标高和平整度。

（3）塔机4个支脚直接焊接在钢结构基础上，必须对其上连接点进行校平找正后方可施焊。

（4）承重梁、斜撑梁和钢板抱柱处焊缝必须为全熔透焊缝，以满足受力条件。

（5）塔机安装完成交付使用前进行125%的静载试验，以验证焊缝的可靠性。

（6）塔机使用过程中要对焊缝进行目测检查，发现问题及时处理。

4 结束语

本文以某工程QTZ7030塔机悬挂式钢结构基础成功应用为例，介绍了一种全新的塔机悬挂式钢结构基础安装方法，为塔机拆卸提供了另一种非常规的、经过实践证明的新型操作方法，解决和弥补了以往大型机具、内爬式塔机安装完成后无法拆除的问题。