塔吊超长轻型桁架附着在工程中的运用

2021-04-18杨勋张维文张健

中国房地产业·上旬 2021年3期

杨勋张维文张健

【摘要】随着建筑领域中建筑规模的不断扩大，城市综合体工程将在今后的建筑发展中不断涌现。高层住宅和多层商业建筑施工过程中不可避免会受到场地范围和场地移交限制塔吊布置，塔吊布置要满足进度和成本的要求，难免会出现塔吊和要附着的建筑主体距离长，塔吊的超长附着作为城市综合体工程中解决垂直运输的另一种方式将不断在今后的建筑施工中运用。

【关键词】塔吊附着;超长桁架;施工要点

1、超长附着概念

塔吊超长附着一般大于塔吊标准附着杆的2-4倍，故需重新设计组成材料、结构形式、安拆方法，选择更合理的附着体系。与传统塔吊附着方案对比，轻型桁架附着体系适用范围更加宽广，工具化的优势较为明显，是今后的发展方向。

2、工艺原理及流程

塔吊超长附着的原理是，根据塔吊离建筑物距离较长的特点，选用超长轻型桁架附着结构，桁架结构附着能充分利用材料的强度，在跨度较大时节省材料、减轻自重和增大刚度;超长附着撑杆由主肢角钢+缀条角钢组成格构化的一种梁式结构，桁架形式为矩形，制作严格遵守《钢桁架制作工艺标准》;为便于运输及现场安拆塔吊附着，轻型桁架附着以6m的模数组合，组合节点处以高强螺栓连接，可以满足现场不同附着距离需求。

3、工艺流程

（1）施工准备

1）现场准备

a、首先了解塔吊现有高度、超长附着距离、塔吊最大独立高度、现有场地标高等基本情况，以便于设计计算;

b、对现场场地进行清理，以便于材料的运输和构件的组拼和吊装。

2）查看现场、技术分析（确定初步方案）

根据不同塔吊的特点以及塔吊与要附着的建筑主体之间的距离，确定塔吊附着超长方案，对以下几个问题进行了分析：

a、塔吊结构附着位置

b、塔吊标准节附着框安装位置

c、塔吊超长附着的安装位置、安装高度及安装方法

考虑到附着长度较长，结构所受的抗倾覆力较大且复杂，根据不同的塔吊型号在工作状态下对建筑结构拉压力，安装角度选定，塔吊附着于拉压力250-400KN的结构（根据《塔式起重机设计规范》選定）塔吊附着框的安装位置需避开标准节上、下端部突出部位，且安装后的完成面应尽量使塔吊附着水平杆件在同一个水平面上。

跟据现场情况和实际施工进度，附着安装使用时，砼的强度应达到90%以上，根据不同的塔吊型号选择不同的塔吊附着间距，一般塔吊附着间距范围为15m-25m之间。

安装位置根据现场测量数据满足以上几点要求即可。安装方法根据计算出的塔吊附着构件重量来确定选用自身塔吊吊装还是借助其他起重设备吊装。

（2）塔吊超长附着设计：

塔吊安装附着后，塔吊产生的各种主要荷载主要出现在最上一道附着上部的塔身悬出部位，因此这种连续梁的竖直多跨静定支撑，向上伸展中，每加一道附着支撑时，只要校核最上一道附着支撑是稳定的，无疑下面的支撑也是稳定的，则整体塔身附着也稳定。

1）设计基本参数和数据

附着设计时考虑塔机受力主要参数，针对不同型号的塔吊受力情况，如塔身水平力、弯矩、扭矩等应按不同塔吊的使用说明书采用。

附着装置受力主参数：根据塔吊附着受力的简化模型，附着框架的最大拉力、附着撑杆的最大拉压力、轴向偏心压力、建筑物预埋墙板的最大拉压力根据塔机附着受力计算公式确定具体数值;塔吊超长轻型桁架附着长细比<120，主弦单肢长细比小于整体长细比的0.7倍，附着杆缀条长细比<120，安全系数1.34设计。

2）设计要求的操作要点

a、附着框架按四件L梁设计，用16件M24高强螺栓连接，与附着撑杆的连接为双耳板销轴铰接。

b、附着撑杆按三杆设计。为方便运输，每根撑杆设计成三段组合，每段组合用8件10.9级M20高强螺栓连接。撑杆的结构按轴向偏心受压格构式杆件进行计算，两端连接为单耳板销轴铰接。

布置要求

a、撑杆布置角度a： a≤45°，要求尽可能保持范围：30°～45° ，此时撑杆受力较为理想。

b、预埋墙板与建筑物竖梁的连接采用钩形圆钢与主钢筋联网焊接设计，预埋墙板与附着撑杆的连接采用双耳板销轴铰接设计。

c、附着框架和预埋墙板的安装位置必须与塔机标准节中间横腹杆齐平，高差不大于±100mm。

d、所有焊缝均为全熔透一级焊缝，主肢角钢和钢板采用L形围焊，主肢角钢和缀条角钢之间采用三面围焊，超声波100%检测。

e、三根附着撑杆安装完毕后，在附着装置水平平面内，两根较近的撑杆中间用1件不小于[8槽钢连接焊牢，防止两根撑杆水平左、右方向失稳。

附着装置配置

常规塔吊附着多使用方形截面形式的槽钢，根据超长塔吊附着结构受力性能，主肢+缀条形成的轻型桁架结构，主肢角钢规格一般比缀条角钢规格大2个规格。缀条角钢一般和主肢角钢成45度焊接。

（3）现场复核、调整

设计方案完成后，对设计尺寸进行现场复核，最终形成精确数据，以免构件加工制作。

（4）塔吊附着构件、制作、加工，埋件安装

方案确定后进入构件制作、加工和埋件安装阶段。预埋件和构件均在加工厂车间加工制作成型、检验合格后运往工地现场。预埋件在一层砼浇筑之前进行埋设，埋设时应保证预埋位置的准确。

（5）塔吊附着的安装

附着的安装通过塔吊自身调运完成。附墙框位置搭设安装平台，安装时应注意附着框的标高位置，使附着构架尽量保持水平。将一侧的附着框架吊至塔身的附着点处，先用铁丝将其固定在塔身上。将另一侧附着框架吊起就位，然后将两外侧框架联接在一起。附着框架四角用16个调节螺栓通过顶块把标准节顶牢。将附着杆吊至附着点处，对准附着框架的销轴孔，打入连接销轴，然后再调整至建筑物预埋支座处。根据安装要求完成附墙杆间的安装。

（6）调整塔身垂直度

附墻件安装完成后，起吊一重量适当的重物使塔吊前后处于平衡位置，使用经纬仪对塔身垂直度进行观测，并利用撑杆对垂直度进行调整。

（7）对塔机进行检查验收，合格后方可正常使用。

4、安装技术要点

（1）附着架和预埋板的安装位置必须与塔机标准节中间横腹杆齐平，高差不大于±100mm，组装每一根附着撑杆时，按每支角钢架上的组合标记进行组装，组合标记用英语字母（A1/A2/A3，B1/B2/B3，C1/C2/C3）表示。

（2）焊接采用E4310焊条施焊，焊缝不得有气孔、夹渣、裂纹、漏焊等缺陷。

（3）附着撑杆时，为减少内应力，塔机前后臂必须配平，使塔身侧向及正向垂直度均不大于4/1000。

（4）为保证人员安全和安装方便，必须在附着框架以下1.2～1.5m处搭建操作平台。

5、塔吊垂直度监测

塔吊超长轻型附着安装完成后，在超长轻型附着和塔吊的连接点上设置位移监测点，塔吊在应用过程中利用电子全站仪定期对塔吊垂直度进行监测，附着刚安装完成后一周内每天进行监测，随后每周进行一次监测，根据前一周塔吊垂直度监测结果未出现异常，塔吊位移量符合规范要求。

6、塔吊超长桁架附着的检查

对塔吊超长轻型桁架附着结构应检查主肢角钢和缀条角钢的疲劳强度、焊缝裂纹、结构变形、破损以及桁架组合处的高强螺栓的扭矩，塔吊超长轻型桁架附着的检查应按下列程序进行：

（1）塔吊超长轻型桁架附着安装完成24小时之内应对其中一处的桁架组合处的8件高强螺栓的扭矩进行检测。

（2）日常检查：塔吊每运行60个小时应对超长附着进行一次日常检查。

（3）塔吊在运行过程中如发生较大幅度的摆动，应立即先对超长附着连接端头进行检查，然后检查桁架附着中间组合处高强螺栓是否松动。若发现问题应立即对发生问题的部位进行处理。

（4）对桁架组合处的角钢焊缝及焊接热影响区的母材应进行检查，若发现异常立即处理。

（5）塔吊附着拆除后，应由工程技术负责人和专业维修人员进行详细检查，并做好记录，以便下次更好的使用。

7、塔吊超长附着拆除

（1）塔吊拆除前必须做好安全技术交底。首先拆除较远撑杆，塔吊吊钩自身钢丝绳吊住撑杆的两端，同时拆除撑杆两端的销轴，随着塔吊起重臂的摆动先慢慢放松较远撑杆的1/2撑杆长度收绳器，然后慢慢放松垂直方向处的1/2撑杆长度收绳器，当塔吊起重臂转过90度时垂直、水平方向钢丝绳完全放松，塔吊随后吊附着撑杆至地面。其余两根超长附着拆除方法同较远撑杆。

（2）拆除附着框：先把平行于附着建筑两侧的附着框的8件M24的高强螺栓拆除，然后用塔吊吊钩钢丝绳套在两个半附着框的两端，慢慢松动调节螺栓使附着框和塔吊标准节脱离，塔吊附着框至地面。

（3）塔吊超长附着在地面拆除组合节，按编号摆放整齐，为便于下次组装使用。

8、质量控制

（1）塔吊超长附着制作成品时应注意构件的下料尺寸和焊接质量;避免因焊接质量不合格造成质量影响。构件制作时应严格控制下料长度，现场进行放样，避免因构件尺寸偏差，造成安装困难。

（2）预埋件的安装轴线位置、标高和平整度应严格控制，在安装前应控制好安装质量;

（3）塔吊超长附着杆件安装的平整度应避免过度倾斜，使附着构件受力发生改变。

（4）安装时螺栓的安装质量应严格控制，所用成品构件的成型质量均需检查验收合格后方可进场安装。

（5）塔吊附着安装完成后应定期进行维护和保养，保证塔吊的正常运转。

9、安全措施

（1）坚决贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针。

（2）超长附着安装必须符合吊装安全作业规程，塔吊的使用应严格执行ZBJ80012-89《塔式起重机操作使用规程》;

（3）吊装前应对每个塔吊进行维修养护，熟悉塔机的构造及安全装置的功用及调整方法。熟练掌握起重机各项性能的操作方法;