已运营地下室顶板配重式塔式起重机安装技术

王文云，蔡志立，黄易平，张泽峰，张高文

(中建五局第三建设有限公司，湖南 长沙 410004)

1 工程概况

某公共设施(A1塔楼)项目位于中山大道与芦沟桥路交界处，东邻黄浦大街，西邻卢沟桥路，南邻中山大道，北邻轻轨线及京汉路，地上73层，地下3层，为由钢筋混凝土核心筒(埋设型钢柱)、型钢混凝土外框架柱、连接核心筒与外框架柱的伸臂桁架、腰桁架和钢梁组成的混合结构，建筑总高度436m。地下室竣工验收并投入运营后，上部主体结构仍在建造，需在不影响正常运营的前提下，在地下室顶板安装配重式塔式起重机。

2 设计概况

利用地下室框架柱作为塔式起重机基础固定结构，以满足塔式起重机竖向受力要求。根据配重式塔式起重机底座尺寸及受力工况设计4根箱形钢梁，作为塔式起重机基础，钢梁与预埋钢板通过焊接固定。框架柱顶部进行凿毛处理，并浇筑500mm高柱墩(顶部预埋钢板，用于固定塔式起重机基础)。通过钢梁使塔式起重机底座与地下室框架柱形成稳定的受力整体，通过在塔式起重机基础上安装配重块的方式解决塔式起重机倾覆问题。

3 塔式起重机安装技术

3.1 安装方案

根据工程实际情况，将塔式起重机基础布置在地下室顶板上，可避免破坏地下室结构，且安装工序简单，快速高效，避免造成材料浪费，节约成本。对塔式起重机基础布置、安装及附着方案进行论证分析，并邀请专家进行指导，主要解决以下难题：①塔式起重机基础承载力需满足塔式起重机在各工况下的受力要求 结合地下室设计图纸，利用已施工完成的4根地下室框架柱作为塔式起重机基础固定结构，并进行设计核算；②塔式起重机基础需与地下室框架柱连成整体，确保基础稳定 经分析，需设计4根箱形钢梁使塔式起重机底座与地下室框架柱相连，形成稳定的受力体系；③需解决塔式起重机倾覆问题 根据塔式起重机使用说明书和受力核算，需在塔式起重机基础上安装配重块；④需确定塔式起重机附着做法 根据塔式起重机安装位置和高度确定附墙数量、附着位置等，由于附着距离较大，需特制附着杆件，并经计算验收后投入使用。

3.2 操作要点

3.2.1塔式起重机基础施工

1)柱墩施工

柱墩施工工艺流程为：清理顶板覆土→定位地下室框架柱→框架柱顶部凿毛植筋→砌筑砖胎模→绑扎柱墩钢筋→固定预埋钢板并调平→浇筑混凝土。

柱墩施工控制要点为：①进行地下室框架柱顶部凿毛处理时，须将混凝土保护层凿除，露出柱主筋，并将残渣冲洗干净；②固定预埋钢板时须采用水准仪将4个角点抄平，误差控制为<2mm，以确保塔式起重机基础钢梁与预埋钢板连接可靠；③混凝土浇筑振捣过程中，尽量避开预埋钢板，随时进行钢板平整度复核。

2)塔式起重机基础制作与安装

塔式起重机基础制作与安装流程为：原材料检测→工厂加工→十字梁底架安装→基础节安装→斜撑杆安装→配重块安装→探伤检测与验收。

塔式起重机基础制作与安装控制要点为：①需采用仪器进行抄平，确保塔式起重机基础与柱墩紧密连接；②钢梁基础焊接完成后需进行探伤检测；③十字梁底架安装完成后需与钢梁进行焊接；④共安装12块配重块，总重100t。塔式起重机基础主要安装流程如图1所示。

图1 塔式起重机基础安装流程

3.2.2塔式起重机塔身安装

1)安装平台、爬梯，吊装预先组装完成的标准节，并将其安装到塔式起重机基础上。

2)特制8根φ60mm销轴，与塔式起重机基础节相连。

3)敲击直至轴肩紧贴弦杆表面，将小销轴插入孔内。

4)利用经纬仪或掉线法检查垂直度，主弦杆和4个侧面垂直度误差应≤1/250。

3.2.3套架(爬升架)吊装

首先在地面完成套架组装，然后将其吊装至标准节上，最后安装平台、爬梯、液压顶升系统等。

3.2.4回转支座总成吊装

回转支座总成分为上、下支座，首先在地面完成上、下支座连接；然后将其吊至标准节上方，利用特制销轴连接下支座与标准节；最后安装平台、爬梯、回转机构等。下支座爬梯须与标准节爬梯方向一致。

3.2.5回转塔身总成吊装

回转塔身总成包括回转塔身和起重量限制器，利用4根φ83mm销轴连接回转塔身与上支座。

3.2.6塔顶吊装

塔顶包括平台、栏杆、力矩限制器，利用4根φ83mm销轴连接塔顶与回转塔身。

3.2.7平衡臂总成吊装

在平衡臂上安装吊耳，将起吊钢丝绳穿过吊耳，将平衡臂吊离地面约30mm后调节钢丝绳长度，直至平衡臂起吊平衡，在臂端系1根长麻绳，用于控制吊装方向。利用φ65mm销轴连接平衡臂与回转塔身，转动平衡臂长拉杆，调节葫芦链条，将长拉杆与塔帽短拉杆相连，销轴需穿入开口销，保证开口销充分张开。

3.2.8起重臂总成吊装

安装完成第1块平衡重后，准备枕木或支架(高约0.6m)，根据使用臂长在枕木上拼装起重臂。拼装时先将载重小车套在起重臂下弦杆导轨上，将维修吊篮紧固在载重小车上，并使载重小车尽量靠近起重臂根部最小幅度处，安装起重臂根部牵引机构，卷筒绕出长、短钢丝绳，其中短钢丝绳通过臂根导向滑轮固定在载重小车后部，长钢丝绳通过起重臂中间及头部导向滑轮固定在载重小车前部。在载重小车后部设置3个绳卡，绳卡压板应设置在钢丝绳主要受力侧，绳卡间距为钢丝绳直径的6～8倍。钢丝绳与载重小车前端设有张紧装置，如果牵引钢丝绳松弛，通过调整张紧装置可使钢丝绳张紧。在起重臂根部另设1套牵引钢丝绳张紧装置，当使用过程中出现牵引钢丝绳松弛时，可利用该装置将钢丝绳张紧。起重臂长、短拉杆拼装完成后，与起重臂吊点通过销轴铰接，穿好开口销，放在起重臂上弦杆定位托架内。检查起重臂电路走线是否完善，使用回转机构临时电源将塔式起重机上部结构回转至便于安装起重臂的方位。挂绳后试吊是否平衡，可适当移动挂绳位置，起吊起重臂总成至安装高度，利用定轴架和销轴连接回转塔身与起重臂根部。销轴连接完成后，使用汽车式起重机吊装起重臂，利用起升机构辅助安装起重臂拉杆。起重臂总成吊装完成后进行剩余平衡重吊装。

3.2.9起升钢丝绳穿绕

起升钢丝绳由起升机构卷筒放出，经起升机构排绳滑轮，绕塔帽导向滑轮向下进入塔顶起重量限制器滑轮，再向前绕至载重小车和吊钩滑轮组，最后利用销轴将绳头固定在起重臂头部防扭装置上。

3.2.10调试

1)接电源及试运转

当整机安装完成后，在风速≤3m/s且空载状态下，检查塔身轴心线对支撑面的侧向垂直度是否满足要求，按电路图要求接通所有电路电源，试开动各机构进行运转，检查各机构运转是否正常，同时检查各处钢丝绳是否处于正常工作状态、是否与结构件存在摩擦，所有不正常情况均应予以处理。

2)换倍率

换倍率装置为带有活动滑轮的挂体(见图2)，当其与吊钩连为一体时，起升钢丝绳系统为4倍率，当其与吊钩脱离并顶在载重小车底面时，起升钢丝绳系统变为2倍率。

图2 换倍率装置

3.2.11顶升加节

依次完成标准节顶升加节工作，使塔式起重机加节至所需工作高度。

3.2.12附着杆件安装

根据塔式起重机安装高度，需拆除9层局部玻璃幕墙，采用双拉杆附着方式，通过在外框架柱安装特制型钢抱箍连接附着杆件。拉杆主肢采用∟100×10，缀条采用∟75×5。先将附着框架套在塔身上，通过销轴将附着杆件一端与附着框架相连，另一端与固定在建筑物上的连接基座相连。附着杆件应尽量处于同一水平面，型钢抱箍安装时需搭设1m高钢管脚手架，作为安装平台及标高调节辅助平台。安装附着框架和撑杆时，如果与标准节发生碰撞，可适当增大或减小附着框架安装高度，附着框架与连接基座高度差应≤200mm。安装附着装置时，应使用经纬仪检查塔身轴线垂直度，可通过调节附着杆件长度控制垂直度偏差≤1/500。附着杆件与附着框架、连接基座、塔身等须连接可靠，应将螺母拧紧，开口销应按规定张开，运行后应经常检查，并及时进行调整。

3.2.13验收

塔式起重机整体安装完成后，组织塔式起重机租赁方、生产方、监理方、业主方进行联合验收。重点验收内容为：①运行机构电气连接是否完好；②底盘下的电力是否顺畅，以防损坏；③塔身连接销轴是否固定到位及安全销是否开口；④塔式起重机基础节扶梯延伸部分安装情况；⑤平衡臂走道与护栏固定情况；⑥起升与牵引钢丝绳穿绕是否正确；⑦平衡臂配重块固定情况；⑧平衡臂走道有无杂物。

4 结语

依托某公共设施(A1塔楼)项目，为避免破坏已运营地下室结构及管线，在地下室顶板进行配重式塔式起重机安装，对安装方案、主要操作要点进行介绍。塔式起重机整体安装完成后组织各方进行联合验收，以保证施工安全。本工程塔式起重机安装技术简单、安全可靠，具有一定经济效益与推广应用价值。