城建大厦工程内爬塔塔吊方案.docx
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城建大厦工程内爬塔塔吊方案
北京城建大厦工程内爬塔塔吊方案
一.工程概况
“北京城建大厦”工程位于北京市海淀区北三环中路47号，北太平庄路口的东北角，占地面积7800平方米，总建筑面积为126000m2，建筑物总高度102.39m。
北京城建大厦主体结构采用钢框架—混凝土筒体结构，基础为钢筋混凝土梁板筏基，基底标高为-18.4m、-19.1m、-20.6m，室外地坪为-0.45m，±0.000m相当于49.05m。
属三类高层钢结构工程，最大跨度10.7m，主体结构地下四层，地上主楼由两栋27层塔楼通过中间一栋16层的连楼组成，中间连楼檐高为64.29m，两侧主楼檐口高度为98.35m，钢骨柱及箱型柱截面为550×550㎜；主楼梁最大截面为H1200×500×16×36㎜。
后楼（主楼北侧）为10层,檐口高度为39.775m，构件材质为Q235—BF钢，断面均为H294×200×8×12。
主楼地下部分为钢骨砼—剪力墙结构，地上部分为钢框架结构，楼板是组合楼板，板厚为110m，压型钢板采用闭口型压型板，板厚为0.91mm，首层层高5m，标准层层高3.6m。
钢材使用Q345B及Q235B钢板焊缝等级为2级，柱、梁连接采用高强螺栓及焊接连接。
二.塔吊立设方案
该工程场地狭小，可利用的施工场地不超过1000平方米，塔吊的设置场地选择余地较小。
由于工程以钢结构为主，在施工工艺上，钢结构构件的安装是工程的主要工序之一，因而对塔吊的运输的能力和效率要求较高，如采用场外塔吊，为了保证远端的吊装起重量，势必会造成近端起重量的浪费，所以采用内爬塔可以避免上述问题的出现，同时建筑物的结构形式也利于内爬塔的布设。
1.塔吊位置
塔吊的平面布置示意图见图1（附后）。
即在两座塔楼的电梯间各布置一台内爬塔，分别位于②×③轴～C×D轴和⑧×⑨轴～C×D轴。
其规格为引进法国POTAIN公司技术，沈阳建筑机械厂生产的K40/21型塔吊，最大起重量12吨，最大臂长70米，起吊2.1吨。
该工程采用塔吊臂长50米，起重量5.2吨。
2．塔吊作用范围和构件荷重关系
正如前文所述，塔吊不同臂长的起重量要满足臂长作用范围的单个钢结构构件重量的要求。
见图2、3（附后）是两部内爬塔作用范围与构件的对应情况。
在目前现有图纸条件下，对塔吊起重量与构件荷重的情况计算得表1。
通过计算可知，该种型号的塔吊，立于此位置，其有效的作用范围是从①～⑩×A～G轴。
表1
构件位置
构件编号
柱重
距离（米）
臂长（米）
起重量
①～E
SKZ-1
以可能的最长构件为12.7米计算，十字柱重7.6吨，箱形柱重9.8吨
22.71
24.1
12
①～A
SKZ-1
25.46
28
10
⑤～A
SKZ-2
28.34
30
9.3
⑤～E
SKZ-1
25.9
28
10
④～A
SKZ-2
23
24.1
12.1
④～E
SKZ-1
19.95
24.1
12
①～D
27.39
30
9.3
⑨～D
24.4
28
10
⑩～E
22.69
24.1
12
⑩～A
25.46
28
10
3．塔吊参数
见图4，K40/21内爬塔立面图，其各项技术指标见表2。
表2
机型
最大起升高度H3
初始安装高度H2
组合高度H1
爬升框间距
支座反力
Amin
Amax
P（t）
R1（t）
R2（t）
K40/21
205m
≥30.6m
≤51.7m
min30.6m
max45.6m
12m
12m
12m
19m
82.2
91
26.7
31.5
19.9
24
28
16.4
4.塔吊基础
北边场外塔吊根据现场情况采用桩承台方式作为塔吊基础。
即在立塔位置作四根砼灌注桩，灌注桩直径及桩长由设计单位根据地质勘察报告经验算合格后，提供塔吊基础施工图再进行施工。
内爬塔的基础设置在建筑物的内部，其做法如下：
⑴固定支脚的安装：
见图4－2，固定支脚必须按混凝土基础中心线对称安装，尺寸见图为2米的正方形基础。
固定支脚的形式为：
采用∠200×20角钢和600×600方钢板构件组成，同时要保证鱼尾板的安装尺寸根据实际情况确定，见后文。
固定支脚安装按电气要求正确接地。
固定支脚安装所需配件：
4个固定支脚和8根销轴，1个固定框和8根销轴，1个塔身标准节，1台水准仪。
将固定支脚和固定框装在一起，放在加强钢筋上，并在固定支脚支板下用楔块调整固定支脚的位置。
塔身标准节在固定框上安装完毕后，从两个方向上检查垂直度，浇筑混凝土，待强度达到100％后，拆下固定框和塔身标准节。
安装示意图见图4－3（附后）。
⑵基础尺寸和配筋见图4－4（附后），其中在固定支脚附近的钢筋不得截断和减少。
5.内爬塔安装
⑴安装位置：
分别位于②×③轴～C×D轴和⑧×⑨轴～C×D轴。
⑵爬升框支座加固：
根据爬升塔的爬升框的尺寸，无法利用电梯井筒，而将其设置在电梯间。
见表2中塔吊的基底反力，对结构构件必须加固，该项工作由设计院负责解决。
此外，在结构施工过程中，立塔部位的楼板要留洞，留洞尺寸为2.68×3.28米。
在塔吊上升之后再行施工，因而此处有楼板的“后施”问题，主要是解决以下两个方面：
一是复合楼板施工缝的预留形式，二是“后施”中施工缝的处理及施工顺序。
这将在专门的方案中陈述。
⑶内爬塔臂长缩短
为了提高吊装速度，同时便于今后的拆塔工作，在III段结构吊装完成后1#、2#内爬塔臂长要缩短为40米。
缩短的方法：
首先III段的屋面经设计校核，能够承担10米长塔臂和附属配件、木方的总重量，楼板承载力不够时，应采取在楼板上设置满足承载能力的单独工作面来完成。
然后，利用塔吊自带的起升机构，将吊臂节吊放在工作面上利用滚杠移动吊臂最后，再用安装完毕的塔吊将其调离屋面运走。
⑷初始安装
在已选定的基础按要求施工后，待混凝土达到设计强度，即可进行初始安装。
为了考虑结构的基础施工可以利用塔吊，将其开始做为固定式塔吊使用，一次安装高度不超过45米。
根据汽车吊的起重量，安装可有两种方法：
先用汽车吊进行上部安装，再通过套架进行顶升加节直至选定的初始安装高度，然后将套架放下、拆除。
三．爬升
1．爬升的基本程序
⑴初始安装完成后，塔机作为固定式使用，见图5-1。
安装的初始高度为38米。
⑵在地下室施工完成负二层、三层楼板施工完成，各安装一道爬升框，开始第一次爬升见图5-2。
⑶施工完五层，且强度达到100％后，在五层设置下一道爬升框，并开始第二次爬升。
爬升之前要配平塔机，爬升框拟放置在楼层上，以便于爬升框的安装和拆卸。
根据塔吊要求爬升框的间距在12～19米之间，以及楼层的层高，将爬升框的间距调整在合适的楼层。
爬升框的安装及配件详见下文。
在起动顶升机构时，要密切注意压力表。
当压力达到初顶升压力时,压力值见表3，暂停提升。
此时，即可拆除特殊节与下部的联接销。
然后继续顶升到位，并将特殊节与下爬升框联接，见图5－3。
表3
机型
组合高度
初顶压力
正常顶升压力
H3/36B
BA659
Min30.6m
31-33Mpa
34-37Mpa
Max45.6m
34-36MPa
37-40MPa
⑷将顶升机构重新安装在中部内爬框处,起动顶升机构使油缸微微上顶,然后拆除塔身下部特殊节与下部内爬塔的连接,并拆除下部内爬框。
重新起动顶升机构，顶升塔机到位，并将中间内爬框与塔机下部3m特殊节联接，在施工完九层后,重新将最下部的内爬框安装在最上部。
⑸如上陈述，以后每施工四层爬升一次，重复进行，直到达到建筑要求的高度。
2．爬升框的固定
⑴安装前的准备工作
①爬升框在建筑物高度方向上的确定：
参加工作的两道爬升框，在工作和非工作状态下，上道爬升框应在整体节（3m）的中部，即1.5m处。
爬升框布置要在塔吊生产厂家的技术指导下完成。
②洞口预留尺寸为2.58×2.17m。
楼板已经进行了强度校核，满足要求。
③爬升框在楼面的固定
在混凝土结构中，按照图6（附后）预埋螺栓，其中连接螺栓M27、8.8级、螺母M37、8级，垫圈27，HRC35－45。
两个工字梁于预埋螺栓的连接见图7，螺栓的预紧力，M27为800N.m，M33为1200N.m。
工字梁的加工见图8（附后）。
⑵爬升框的安装（见图9（附后））
①将后梁1吊起，两端放于图9－1（附后）所示的搬运小车上至安装位置，放于两工字梁的左端，用M33×100－8.8级螺栓6个与工字梁连接，连接时勿持力。
②将前梁2吊起，两端放于小车上至安装位置，放于工字梁的右端，用M33×100－8.8级螺栓6个与工字梁连接，连接时勿持力。
③先后将两侧梁吊起，分别用轴销与前后梁连接。
新安装的爬升框，没有进入工作之前，不允许装楔块，进入工作时应装上楔块。
④将8块楔块由上至下插入，分别穿上16根轴销。
⑤根据说明书配平塔机。
调整爬升框，使楔块与塔身主弦之间的间隙为4～6mm，各间隙应尽量均匀。
用1200N.m的拧紧力矩拧紧前后梁与工字梁之间的12个连接螺栓。
3．顶升方法及步骤
⑴顶升前的准备工作
1顶升的风速不超过13m/s。
②将泵站、油缸、顶升横梁、油缸支架组装成完整的顶升机构。
③在从上向下数的第二道爬升框处安装顶升机构。
④在从上向下数的第二道爬升框处安装制动装置。
⑤将8块楔块插入上一道爬升框，并穿上轴销。
⑥配平塔机。
⑦检查上一道爬升框的楔块与塔身主弦之间的间隙，式之满足要求。
⑵顶升（见图10（附后））
①将油缸支架4的操纵杆向上提，使油缸－顶升横梁靠向塔身。
操纵油泵3，使油缸升出，直至顶升横梁的挂靴插入塔身顶升耳座下部，并在挂靴侧插入安全销。
②起动泵站3，将塔机微微顶起，使支撑装置刚刚脱离支撑，同时，拔除顶升机构处的爬升框的8个楔块，每个楔块用2个销与爬升框连接，构成顶升导向。
③拔出支撑座6与支撑板7之间的连接销。
拆除与特殊节连接的爬升框，将支撑座6安装到顶升机构处的爬升框上。
④操纵泵站3，使塔机向上顶起，直至制动装置卡入塔身顶升耳座。
然后，油缸卸荷，拔出挂靴安全销。
将油缸支架4的操作手柄下压，使油缸脱离塔身，支撑在油缸支架上。
⑤操纵泵站3，使油缸2回缩至能使顶升横梁挂靴插入下一个塔身顶升耳座下部为止。
⑥操纵油缸支架4的操作手柄，使油缸－顶升横梁靠向塔身并使挂靴插入塔身顶升耳座下部，并插入安全销。
⑦重复上述步骤，直至支撑板7上的孔能与支撑座6连接为止。
⑧观察最上部爬升框与塔身的相对位置，其必须支撑在L68C标准节的节点处。
⑨将支撑座6与支撑板7销联。
操纵泵站3，让油缸2缓慢回缩，使支撑装置完全承力。
拔出顶升机构的爬升框及最上部爬升框与楔块之间的轴销，让楔块均匀楔入。
操纵泵站3，使油缸2卸荷。
将油缸支架的操作手柄下压，使油缸－顶升横梁脱离塔身，并将油缸支撑于油缸支架上，拔出挂靴安全销，拆除全部顶升机构和制动装置，卸去配平荷载。
到此完成一次爬升。
四．爬塔的拆除
本工程使用的内爬塔吨位较大，其总重量比较大，无法整体拆除，所以该塔的拆除需使用一点特殊的办法。
1.拆塔顺序：
⑴拆塔时将内爬塔机下降，使起重臂、平衡臂距楼顶面1米左右，解体置于楼面，并将起升机构移至适当位置，作为井架吊机的动力。
把起重臂分节吊到地面，把平衡臂分节，平衡重分块，吊到地面。
⑵利用拔杆将塔吊节顺下。
⑶将爬梯、内爬套架、内爬导向解体架，吊到楼顶面，再移到楼顶边，用拔杆吊臂吊到地面。
⑷将内爬底架上下节和内爬底座吊出电梯井并置于楼顶，移到楼边，用拔杆吊臂吊到地面。
到地面，拆塔完成。
五．塔吊安拆及使用安全技术交底
1．安装单位要召开安全会，安全员、技术员要亲临现场监护。
信号指挥人员和司机必须熟悉所用各种信号，严禁随意改动。
2．对塔式起重机的结构、机械转动部分、电气、安装工具、吊索、吊具进行全面检查，确认无误后方可安装。
3．派技术安全人员专门进行指导和检测，监视和观察安装工艺和过程，以防不测。
4．作业人员要听从指挥，穿戴好防护用品。
5．所有参加作业人员都必须必须熟悉塔机的安全规程、遵守现场施工的各项安全规范及本工种安全操作规程。
6．塔吊司机、塔吊拆装人员以及塔吊指挥都必须持有市级劳动部门签发的特殊工种操作证。
7．塔吊司机每班作业前都必须对设备进行例行检查，塔吊的各项安全限位必须齐全可靠。
8．注意用电安全、必须设置避蕾装置和漏电保护开关。
9．高空作业严禁物体坠落。
10．6级风以上严禁塔吊安装作业。
11．在施工中，塔吊司机须严格听从地面指挥人员的指挥。
12．雨季和冻期起吊时必须采取防滑措施。
13．运输构件时应支垫稳妥，捆绑牢固。
运输过程中，避开各种障碍物。
六．群塔作业安全控制
1．立塔高度控制
根据工程需要，要立设三台塔吊，其作用半径互相有交叉，为防止塔臂在同时使用时发生碰撞，塔吊的安装高度应相互错开。
考虑到建筑的高程分布，立塔的高度分布为：
1号塔高４５米，钩高米；2号塔高4０米，钩高米。
2．信号指挥控制
⑴起重吊车司机及信号指挥人员持证上岗，并应进行现场教育，要求司机和信号工对三台塔吊的高度和位置情况清楚。
⑵在塔吊运行过程中，严禁各塔臂进行交叉使用。
3．停塔控制
施工间歇期间，各塔分别固定在各自的固定点上，以防止自由转臂时交叉相撞发生。
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