超高层建筑塔式起重机拆卸施工技术及安全控制

摘 要：宁波某超高层建筑主塔楼高250 m，垂直运输采用2台ZSL750内爬动臂式塔式起重机。待主塔楼结构封顶后，由一台塔式起重机拆卸另一台塔式起重机后在屋顶安装2台屋面式起重机，型号分别为STL230和ZSL120，并由其从大到小逐级拆卸，最后ZSL120屋面塔机自拆并将配件由2台施工升降机运送至地面。针对目前塔机施工安全问题，基于此项目进行分析，归纳出在超高层塔式起重机拆卸过程中的安全隐患和相应的安全控制关键点。

关键词：塔式起重机；起重机械；安拆施工；安全管理

中图分类号：TU61 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2024）07-0031-03

0 引言

随着城市高层建筑X2qiB46v1YSbBDTAvxMGqw==迅猛发展，塔式起重机作为不可或缺的建筑机械，具有起升高度高、覆盖范围大和垂直输送材料的功能。在较好的经济效益和实用价值的背后，塔式起重机也存在着重心高和危险性大的特点，在安装和使用时极易出现各种安全事故。从技术层面，塔式起重机专项施工方案需兼顾安全性、技术可行性和经济合理性。从施工安全管理方面，只有加强对塔式起重机的安全管理的规范化、标准化细节化，才能更好地预防塔式起重机的事故发生。

1 施工概况

宁波某超高层建筑为一栋综合性塔楼，建筑高度为249.8 m。工程即将竣工，需将核心筒结构中两台ZSL750型50 t塔式起重机进行拆除。目前已用北塔ZSL750将南塔拆除，现需将北塔进行拆除。

经现场勘査及与项目沟通，此次拆除的塔机型号为ZSL750内爬式塔机。塔机安装塔身高度60 m起重臂长度50 m。拟用STL230与ZSL120双屋面塔机进行拆卸。STL230屋面塔机安装35 m起重臂安装标高为+243.05 m，屋顶核心筒上STL230塔机中心距离ZSL750塔机中心约为15 m，距离西侧部件堆放场地距离为20 m。ZSL120屋面塔机安装26 m起重臂，标高为+243.05 m，ZSL120屋面塔机中心距离STL230塔机中心约为13 m，距离南侧塔机部件堆放场地约为16 m。塔式起重机及屋面塔机布置图见图1。

2 施工特点及难点

2.1 塔式起重机部件解体和运输难度大

在超高层建筑内爬式塔机进行拆卸的过程中，一般使用屋面塔机进行拆卸。考虑到屋面的承载能力，使用的屋面塔机起重能力一般为满载的85%左右，塔机拆卸部件质量重体积大，拆卸安全风险大。还要将拆除完毕的相关零部件能够从屋面层安全运输到地面，下降时需保持稳定和缓慢。

2.2 拆卸场地狭小可利用的面积不足

由于内爬式塔机的所有拆除工作都必须在已经完成的结构屋面上进行，且拆除过程中所能够应用的屋面层场地不足，因此拆卸塔机起重臂难度较大。在上述项目工程中，结构屋面能够利用的面积为50 m×10 m，而塔机的起重臂却长达50 m，致使起重臂的端头距离屋面边缘只有2 m，因此在施工过程中需严格注意相关距离设置维护装置，避免出现因为安全距离不足而造成生产安全事故的情况[1]。

2.3 高空施工风荷载带来的安全隐患

由于超高层建筑的高度问题，塔机零部件吊放过程中高空的风载荷大，有可能因风载荷的影响使零部件扭转从而损坏建筑结构，为此应避免对已建建筑外墙或玻璃幕墙等装置造成损害，也要避免对地面人员造成安全威胁。

内爬式塔机施工基本在高于建筑屋面层的塔机起重臂上展开施工工作，由于施工的高度非常高，因此极易带来安全隐患。在施工过程中，除了要确保施工人员有着非常高的专业技术素质外，还需要施工单位做好有效的安全防护，避免出现安全隐患。

2.4 核心筒内对作业安全要求较高

由于在建筑高层核心筒内，光线较暗，这对作业安全提出了更高的要求。核心筒内部的设计和布局限制了自然光线的进入，导致作业区域缺乏充足照明。光线不足可能导致许多安全隐患，特别是在塔机拆除过程中，良好的视野对作业安全尤为重要。塔机拆除涉及高空吊装和重物移动，对操作者的视觉清晰度和准确性有较高要求。在暗光环境下，操作者可能难以准确观察部件的运动、工具的位置和物体的姿态，增加了事故发生的风险。

2.5 施工相对细致

由于超高层建筑塔机拆卸的施工规模较大，因此必须做到精细化、标准化施工，才能保障施工的稳定性和安全性，避免在施工过程中出现误差而导致无法施工的情况。在整个工程的展开过程中，不仅要确保设计图纸的精细化，这样能够和施工部门根据现场情况和需求进行完善。还要保障施工人员的技术水平，确保安拆工能够熟练利用屋面塔机完成相应的工作，确保工程能够顺利进行[2]。

3 双屋面塔机拆卸施工关键技术

本项目利用STL230与ZSL120屋面塔机进行拆卸，在屋面塔机放置位置的选择上尽可能靠近被吊设备，以获得更高的安全系数和降低拆卸时的倾覆力矩。通过布置两台屋面塔机，由较大的屋面塔机拆卸动臂起重机，再由较小的屋面塔机拆卸较大的屋面塔机，最后较小的屋面塔机自拆，由施工电梯将各部件运至地面，最后完成整个拆卸施工，从而解决了自卸型屋面塔机无法满足起重要求的难题。

总体技术路线：利用ZSL750安装STL230→利用STL230安装ZSL120→利用STL230拆卸ZSL750→利用ZSL120拆卸STL230→ZSL120自拆。

3.1 安装STL230型屋面塔机

ZSL750塔机在屋顶层上安装1台STL230型屋面塔机，屋面塔机的基础预埋件已经安装完毕，在埋件上方焊接4个马镫，屋面塔机的底座用焊接的形式连接。

安装步骤：十字梁底座→2节3 m标准节→回转下支座及回转支承起重机→回转上平台（平衡臂）→起升、变幅机构及驾驶室→变幅龙门架→第一块配重→35 m起重臂及所有配重块→安装调试验收[3]。

其中最重部件为回转总成质量8.474 t，ZSL750塔机中心距离STL230屋面塔机回转中心约15.4 m，臂长50 m，回转半径20 m内，1倍率额定吊载25.0 t，满足安装性能要求。

3.2 拆卸ZSL750-50t动臂式塔机

拆卸前要对整机进行检查，确认其完好并查看STL230塔机各安全限位，进行全面检查调试，验收合格方能拆卸。

STL230塔机中心距离ZSL750塔机中心约为15.4 m，距离西侧塔机部件堆放场地距离为20 m，STL230塔机35 m臂工况下，塔机20 m工作半径起质量为13.5 t，使用三倍率吊装，需考虑500 m钢丝绳 质量约为1.6 t，吊索具质量约为0.4 t，最大负载率约为92%。满足拆卸性能要求。

拆卸步骤如下：ZSL750塔机平衡臂的外侧2块配重→安装绷绳→起升、变幅钢丝绳与电气线→50 m起重臂并屋面解体→剩余两块配重及塔头→起升机构→A字架、平衡臂→驾驶室及回转机构→标准节、顶升节、内爬框→内爬支承钢梁[4]。

3.3 安装ZSL120屋面塔机

ZSL120型屋面塔机安装由STL230型屋面塔机进行吊装。

安装步骤为：十字形底座的四支腿→十字形底座总成→回转平台总成→起升、变幅机构→A字架→塔头电路及油路→起重臂→配重→穿绕起升、变幅钢丝绳→全面检查各机构及电气设备→安装验收[5]。

其中最重部件为回转总成质量：2 350 KG，STL230屋面塔机吊装回转中心距离ZSL120屋面塔机回转中心13.2 m，吊装半径控制在15.0 m以内，额定起重量9.0 t（二倍率），满足安装性能要求。

3.4 拆卸STL230屋面塔机

用ZSL120屋面塔机对STL230型屋面塔机进行拆卸施工。

拆卸步骤：所有配重块→35m起重臂→龙门架→起升、变幅机构及驾驶室→分段拆卸回转平台→回转下支座及回转支承→标准节，十字梁底座→承重支承钢梁。

其中最重部件为屋面塔机回转总成质量：2 350 kg，ZSL120塔机距STL230屋面塔机中心约13.2 m，起重臂变幅至16.0 m内，26 m臂长额定吊载8.0 t，满足拆卸性能要求。

3.5 ZSL120屋面塔机自拆

用自身A字架和专用扒杆及辅助手拉葫芦辅助卷扬机拆卸ZSL120屋面塔机： ①拆除吊钩与起升钢丝绳，操作变幅机构，将吊臂缓慢下放，前端落于平台。拆除变幅拉锁和笼头后，将变幅钢丝绳从A字架其中一个滑轮单倍率引出拉住吊臂中间节的主弦杆，拆除头部第一节吊臂，操作变幅机构使第二节吊臂端头缓慢落于平台。依次拆除剩余吊臂节。②用自身A字架斜杆头部挂辅助手拉葫芦，并用缆索安装成可变幅形式，用于拆卸 ZSL120型屋面塔机变幅卷扬机构。③安装辅助卷扬机，在A字架中间横杆固定4个手拉葫芦，其中两个aH3s4ItbM7y31itG5GD0ZA==拉住起升卷筒，另外两个分别拉住两侧墙板用于拆卸起升卷扬机构。④在底座梁上安装拆塔用专用扒杆拆卸电机、泵站、驾驶室、电气柜、A字架、上下回转支座、十字支承梁。⑤拆卸ZSL120型屋面塔机平衡臂、回转平台、底座等，在屋顶层屋面上解体成2 t以下小部件后，利用液压推车运送到施工升降机中逐一运送到地面。

4 其他施工难点处理及安全控制措施

4.1 高空分段拆卸起重臂施工技术

由于屋面层拆卸场地不足，需要在现场制定更详细的施工计划和操作程序。这包括确定适当的吊点、吊装高度及顺序。在屋面结构高差位置搭设脚手架和搁置枕木，便于较重、较长部件的临时搁置。部件吊装至屋面应立即进行解体，同时保证部件重心在已有结构上防止重心失稳。应对临时搁置的位置进行标识和标记，确保操作人员能够清晰识别和辨别[6]。

4.2 缆风绳及防撞绳配合吊运施工技术

为减小塔机拆卸时风荷载的影响，天气选择晴好天气，风力≤4级。在拆卸部件上设置缆风绳，将吊运部件时受风荷载影响降到可控范围之内。安装防撞绳可以从玻璃幕墙施工楼层上两层设置槽钢固定钢丝绳至地面，保护玻璃幕墙不被撞坏。制定相关的安全技术措施，交底到人，落实安全责任。解决了风荷载影响下的安全起重吊装作业问题。

4.3 核心筒补充照明措施

由于核心筒施工环境狭小、昏暗，并存在诸多潜在的危险因素，采取了一系列措施来确保施工过程的安全有序进行。采用12V安全电压进行分布合理的照明布置，以保证核心筒内部作业的良好视觉环境。在上中下部分别设立了安全控制点，并安排安全监护人员进行重点监控[7]。

4.4 补充分步精细化图纸措施

施工方案编制细致，将每一拆卸步骤中的部件吊点位置、屋面层摆放位置、吊装高度通过分步骤流程图的形式体现以此在现场指导施工。方案需进行专家评审完善，在拆卸前项目工程师对安拆工进行现场拆卸交底，给出拆卸的注意事项。在施工过程中，聘请塔式起重机厂商人员现场指导[8]，拆卸单位项目负责人和项目机管员全程安全监管确保施工安全。

5 应用效果

通过解决超高层内爬式动臂吊拆除施工技术中的难点问题成功顺利安全拆除，为以后相似工况提供了经验并为类似作业场景提供了一种可行且有效的解决方案。

6 结束语

塔式起重机是一种高效、便捷的建筑施工机构，也是容易引起安全事故的特种机械，及时发现和消除塔式起重机安拆施工的安全隐患，提升安全管理效率，对塔式起重机安装拆卸的各个细节进行控制，提升管理人员和作业人员的综合能力，才能提升塔式起重机的施工安全性。施工企业必须提高对塔式起重机的重视程度，在规范上、制度上、管理上下足功夫，保证施工全过程的安全。

参考文献

[1] 罗宏，龙传尧，涂光辉，等.超高层建筑动臂式塔式起重机施工技术[J].施工技术，2012，41（20）：37-39.

[2] 郑会军，闫国辉，张庚，等.塔式起重机、施工升降机安全管理探讨[J].住宅与房地产，2021（25）：191-192.

[3] 抚顺永茂建筑机械有限公司.STL230屋面起重机使用说明书[Z].2014.

[4] 中昇建机（南京）重工有限公司.ZSL750-50t型塔式起重机使用说明书[Z].2017.

[5] 中昇建机（南京）重工有限公司.ZSL120塔式起重机使用说明书[Z].2015.

[6] 黎炜.基于塔式起重机安装及使用中的风险与防范策略分析[J].新型工业化，2020，10（12）：76-77.

[7] 戴立虎.塔式起重机安装及使用中的风险与防范措施分析[J].中国设备工程，2021（24）：76-77.

[8]彭楠.试析塔式起重机安装及拆卸的施工技术[J].砖瓦， 2020（7）：161+163.