1、超高层内爬式塔吊支撑架安装技术 薛瑞 董传艺 程伟 中国建筑第八工程局有限公司 摘 要： 凭借造价低、安全可靠和工作效率高等优势, 内爬式塔吊受到了超高层建筑施工的青睐。其主要方式是布置在建筑物内部, 安装在支撑架上, 并随建筑物施工进度而爬升。以重庆来福士项目为背景, 针对这种依托于 2 道附墙的内爬式支撑架体系所面临的吊装及安装空间有限、安装精度要求高等难点, 阐述了一种简单、合理、安全的超高层内爬式塔吊支撑架安装施工新技术, 可为类似工程提供参考。关键词： 超高层建筑; 钢结构施工; 内爬式塔吊; 支撑架体系; 安装技术; 作者简介：薛瑞 (1990) , 男, 本科, 工程师。通信地址
2、:上海市浦东新区东方路 3261 号振华企业广场 B 座 17 楼 (200125) 。收稿日期：2017-06-08Installation Technology for Support Frame of Inner Climbing Type Tower Crane in Super Tall BuildingXUE Rui DONG Chuanyi CHENG Wei China Construction Eighth Engineering Division Corp., Ltd.; Received： 2017-06-081 工程概况重庆来福士项目 T3S 塔楼从地下室底板至结构主屋
3、顶结构高度约 240 m, 共 40层, 立面呈弧形, 为核心筒框架体系 (图 1) 。其中钢结构主要分布于核心筒内劲性柱、外框劲性柱, 共设置 3 道避难层;T3S 塔楼主要构件类型为焊接 H 型钢、十字柱、H+T 型柱与王字柱, 总用钢量约 3 670 t。图 1 T3S 塔楼整体三维示意 下载原图考虑到 T3S 塔楼避难层钢柱线重, 以及分段、分节的钢柱质量, 该塔楼选用了1 台 ZSL380 和 1 台 ZSL500 塔吊配合吊装 (图 2) 。2 支撑架体系的设计T3S 塔楼 ZSL500 塔吊支撑系统由主梁、转化接头组成, 整个系统由主梁通过连接耳板和销轴与墙体预埋件连接。主梁是由
4、厚 25 mm 钢板焊接而成的箱型梁, 主梁外形尺寸为 1 060 mm450 mm25 mm, 转换接头宽度随着墙体的变化而变化, 材质均为 Q345B (图 3、图 4) 1-2。图 2 T3S 塔楼塔吊布置示意 下载原图图 3 ZSL500 塔吊支撑架主梁立面 下载原图图 4 ZSL500 塔吊支撑架主梁剖面 下载原图整个内爬式支撑系统由 3 套结构相同的支撑架配套而成, 其中 2 套组成结构支撑体系。支撑架系统随塔吊爬升作业循环使用, 首道支撑架距混凝土地面13.69 m, 上下 2 道支撑架间距为 1620 m。支撑架预埋件每道 4 块, 共 13 道, 预计完成 12 次爬升。3
5、重、难点分析T3S 塔楼 9 塔吊支撑架主梁通过销轴与墙体的塔吊预埋件上的耳板固定, 两端预埋件均设计为双面锚固形式, 核心筒墙体的垂直度及偏移量难以控制, 墙面的整体平整度和垂直度对支撑架安装的精度影响较大, 对主梁耳板的定位要求极高。支撑架主梁一端采取固定方式, 另一端为自由可滑移, 待塔吊 C 形框安装并一起校正完成后才进行另一端耳板的施焊, 另外, 耳板板厚较大, 在完成支撑架安装定位后, 如何减小焊接变形引起的变化也将是一个较大的挑战。4 支撑架安装工艺流程支撑架主梁耳板定位主梁一端耳板安装焊接主梁安装C 形框安装支撑架整体校正另一端连接耳板焊接探伤塔吊顶升5 支撑架安装要点5.1
6、支撑架主梁耳板定位1) 通过测量手段, 在埋件表面放样塔吊支撑点安装轴线, 以及确定双面锚固预埋件与混凝土墙面的凹凸偏移量, 定位耳板位置。2) 采用水准仪加钢尺的方法, 确定塔吊支撑主梁的标高位置。使用水准仪将外部高程控制点引测到埋件所在的墙面上, 采用倒拉钢尺的方法, 将标高位置标记于埋件上。5.2 主梁一端耳板固定焊接1) 利用轴线位置, 准确地将耳板在埋件上定位, 并进行临时固定;通过埋件耳板的加强劲板, 调整支撑位置耳板以达到图纸要求的角度, 以及框架连接位置上、下耳板的水平度。2) 焊接耳板。因耳板加劲板密集, 故焊接时应对称隔位置地适当拆除影响焊接的加劲板, 并后焊。焊接时, 先
7、对耳板焊缝进行打底, 分段焊接, 两侧耳板同步施焊, 然后对称焊接加劲板, 过程中对变形情况进行观测, 并做适当调整 (图 5) 。5.3 主梁安装由于整个支撑架系统的吊装过程均在核心筒与塔吊之间的空间进行, 同时吊装通道即两面附墙之间也很狭窄, 考虑到操作平台以楼板伸出工字钢为支撑搭设附着钢管脚手架, 为保证吊装就位过程中主梁不碰触到操作架, 需要对主梁安装就位过程中的每一个工况进行复核, 并采取相应措施。图 5 埋件耳板焊接要求 下载原图5.3.1 构件拼装随着墙体的变化, 与支撑架主梁连接的转化接头尺寸也随之变化。主梁构件在制作厂加工完成, 运至现场。必须严格控制构件的制作过程, 保证构
8、件的尺寸精确, 吊装前在地面进行支撑架预拼装, 确保主梁长度尺寸和墙体间距相同 (图 6) 。支撑架主梁与 2 块转换接头拼接完成后, 其最大质量为 7.2 t, 根据现场塔吊的平面布置图, 通过查塔吊性能表得知, 在吊装半径内满足构件现场拼装以及整体吊装的起重要求。5.3.2 主梁安装就位1) 待主梁与转换接头拼装完成后, 挂置钢丝绳及电动葫芦配合, 吊钩继续下落, 主梁逐渐倾斜, 调整主梁倾斜角度, 利用之前搭设的钢管脚手架将主梁一端与之前焊接固定好的耳板连接, 穿入销轴。2) 当主梁的另一端靠近墙体时, 利用之前在主梁正上方的预埋件上焊接吊耳, 通过辅助倒链将主梁与耳板连接起来, 继续下
9、钩, 调节该端至耳板标高轴线位置处。同理, 完成另一根主梁的安装。耳板在框架安装就位, 即销轴安装完成, 并做进一步校正后开始焊接。检查销轴情况后, 第 1 道支撑架安装完成 (图 7) 3-4。图 6 主梁拼装现场 下载原图图 7 主梁安装就位过程 下载原图5.4 C 形框安装C 形框安装工艺与主梁吊装基本相同, 此处不再重述, 需要注意的是必须在 C形框安装于主梁马凳并钻入螺栓后才能进行另一端耳板的焊接作业, 以保证塔吊的顺利顶升。5.5 支撑架整体复测1) 2 根主梁的水平间距及水平高差复测。2) 上、下支撑架的投影面重合。通过定位完成下层支撑架体系内框的四点重心坐标, 控制上层支撑架的
10、相对位置, 保障塔吊的安装精度。3) 支撑架及马凳的实际定位。4) 过程监测及后期复测。5.6 连接耳板的焊接支撑架主梁埋件与耳板的焊接方式为立焊, 加劲板横焊, 开单面剖口。焊机选用 CO2直流焊机, 焊丝型号为 ER50-6 实芯焊丝, 规格为 1.2 mm。焊缝形式除特殊说明外均为等强连接全熔透焊缝;全熔透焊缝为一级焊缝, 焊接结束后对支撑架做最终检查, 并对埋件耳板焊缝进行 UT 检测 (超声检测) 。探伤合格后可进行塔吊的顶升作业。6 结语重庆来福士广场项目 T3S 塔楼 9ZSL500 内爬式塔吊已安装至第 8 道支撑架, 塔吊已顺利爬升 7 次。实践证明, 上述总结的塔吊支撑架安
11、装技术操作简单、高效5-6, 并且能够满足塔吊安装和爬升的要求。同时提高了塔吊的利用率, 解决了此类内爬式塔吊安装精度难以控制的问题, 可供同类工程施工参考。参考文献1崔晓强, 胡玉银, 吴欣之.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施J.建筑机械化, 2009, 30 (6) :45-48. 2崔家春.超高层建筑施工内爬外挂式塔吊附着节点力学性能分析方法研究J.建筑结构, 2017, 47 (12) :17-22. 3谈虎, 于建伟, 樊警雷.外挂内爬式塔吊支撑架安装的测量控制J.建筑施工, 2014, 36 (11) :1272-1273. 4张宏, 周辉, 王良波, 等.太原湖滨广场超高层内爬外挂塔吊外挂架设计J.工程质量, 2012, 30 (11) :26-32. 5凌文轩, 赖泽荣.新型起吊架在大型内爬式塔吊爬升施工中的应用J.广东土木与建筑, 2014, 21 (05) :38-40. 6王锦文, 王洪欣, 张梅松.内爬式塔吊支撑梁及牛腿设计关键技术研究J.建筑结构, 2016, 46 (S2) :595-598.
