装配式建筑塔式起重机高效布置研究

郑志远，张蔚然，程 浩

（中建三局科创发展有限公司，湖北 武汉 430040）

0 引言

施工现场管理首先是施工场地布置，如何在有限的施工场地内，合理有效地布置各类设施，规划各种设施机械间的关系，以减少施工安全隐患，从而提高安全水平，减少材料二次搬运，提高利用率，减少施工过程成本消耗，提高工程效益，将有助于装配式建筑及绿色施工的推行和可持续发展战略的实施。

装配式建筑一般通过提高施工现场机械化程度，降低工人劳动强度和减少工人高空作业时间，达到缩短工期、提高生产效率的目的，与此同时，高效且快速施工要求现场配套充足的各类资源堆场和吊装设备的安装场地，在装配式建筑施工场地中需考虑更复杂的场地布置。装配式建筑有以下特点：塔式起重机吊装频率较高，吊装时间较长；构件与材料堆场分类繁杂，堆场数量较大；车辆流动量大，停滞时间长等。因此如何有效进行施工场地的塔式起重机高效布置，并将其相互联动，缩短吊装施工时间，提高吊装效率是本文的研究重点。

1 塔式起重机选型与高效布置

塔式起重机的选型影响因素可分为预制构件单元划分、塔式起重机吊运覆盖范围、吊重性能、吊次频率4个方面。如预制构件单元划分过大将导致构件尺寸和质量过大，使塔式起重机型号过大，不经济，起吊过程艰难，效率较低；若预制构件单元划分过小，则会导致塔式起重机吊次频繁，延长施工周期及降低施工效率，同样也不经济。

为保证现场塔式起重机高效且有序进行装配式工程施工，在塔式起重机施工前需对项目预制构件的数量、质量、堆场位置及吊装时间和频率进行统计分析，并制定相应的塔式起重机施工计划。预制构件单元划分与塔式起重机选型是相互影响的过程，选择一个最佳方案需反复优化调整。

塔式起重机选型及布置技术路线如下：预制构件单元划分→塔式起重机布置位置选择→塔式起重机选型→塔式起重机吊重分析→塔式起重机吊次分析与优化调整→塔式起重机布置复核。

1.1 预制构件单元划分

预制构件单元划分应遵循少规格、多组合的原则，同类型的预制构件质量应接近，从而降低预制构件吊次；塔式起重机吊装半径越大，构件单元划分的尺寸应相应减小。从而根据构件单元划分尺寸、质量作为塔式起重机选型的重要参考。

构件拆分时需分析构件的平均质量与塔式起重机型号的递增关系，以及构件拆分数量与塔式起重机额定吊重与吊次频率的关系。

从分析可知，构件拆分数量越少，划分尺寸和质量越大，塔式起重机选型也越大，但塔式起重机吊次相应减少。因此需考虑使塔式起重机的吊重与吊次性能达到一个最佳区间值的方案。

1.2 塔式起重机布置

现场单元若是对称结构，剪力墙结构一般分布在单元北侧，楼梯布置在单元中间区域，为使塔式起重机以较小力臂起吊较大质量的预制构件，从而充分提高起吊效率，应将塔式起重机布置位置初步选取在单元北侧中心线上。

1.3 塔式起重机选型

根据工程实际情况，将现场分为单单元结构和双单元结构，再根据套型每层建筑面积和构件质量对塔式起重机进行初步选型。

一般对于重0.1～5.0t的构件，可选型臂长60m的塔式起重机，用于单单元结构起吊；选型臂长达75m的塔式起重机，用于双单元结构起吊。

1.4 塔式起重机吊重分析

在塔式起重机型号初步确定的情况下，需复核塔式起重机能否完成所有构件的吊重工作。首先要统计施工现场所有单元的套型构件数量及相应构件的重量。然后将各类型构件重量标识在塔式起重机布置平面图上，标识塔式起重机额定吊重的3条分界线，如20，35，60m处的额定吊重，确保每段分界线内塔式起重机的额定吊重要大于起吊构件重量（见图1）。

图1 塔式起重机吊重分析

1.5 塔式起重机吊次分析

首先要对每层所需吊运的构件进行吊次汇总，包括构件从地面吊运至施工楼层和楼层之间构件的转运。计算塔式起重机单个吊次所需时间，然后对塔式起重机吊运的每个过程进行精确分解。最后按最不利工况，计算一天内每台塔式起重机的吊次；再按照装配式结构平均5～7d一层的进度，计算标准层塔式起重机的最大构件吊次，若构件吊次大于每层所需吊运的次数，则布置1台塔式起重机即可满足；若不满足，应考虑增加1台塔式起重机或补充汽车式起重机进行吊装。

1.6 塔式起重机复核

需对塔式起重机的覆盖范围、防碰撞措施、塔式起重机附着位置进行复核，如图2所示。

图2 三维施工现场布置

2 结语

通过研究塔式起重机初步选型、布置位置、吊重分析、吊次分析等关键技术措施，总结一套关于装配式建筑场地内高效、经济的塔式起重机选型和布置的技术路线，可为国内装配式建筑场地内塔式起重机如何高效布置提供参考。

基于装配式建筑高效塔式起重机布置，能够有效避免装配式项目吊装工序目前存在的部分施工难题，大大提高现场作业效率，同时满足装配式项目成本降低、工期缩短的目标要求。