塔式起重机附墙架施工组织设计.docx
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塔式起重机附墙架施工组织设计
xx塔式起重机附墙架施工
专
项
施
工
方
案
南通清华建设工程有限公司
二0一四年三月二十日
一、工程项目概况3
1．1、责任主体3
1．2、工程项目概3
1．3、工程项目设备布设概况3
二、QTZ63塔吊布置及性能概况4
2．1、QTZ63塔吊布置4
2．2、QTZ63塔吊性能概况5
三、纽约时代广场东、西区QTZ63塔机附着计算书8
3．1、东区1#楼QTZ63塔机附着计算书8
3．2、东区2#楼QTZ63塔机附着计算书16
3．3、西区1#楼QTZ63塔机附着计算书24
3．4、西区2#楼QTZ63塔机附着计算书32
3．5、QTZ6塔机附墙、柱夹件附图41
四、附着安装、安全技术措施42
4．1、附着安装42
4．2、附着安装技术要求42
4．3、附着安装安全措施42
五、附东西区1#、2#QTZ63塔吊、SC200／200施工电梯设备布置图：
43
一、工程项目概况
1．1、责任主体
工程名称：
纽约时代（太阳晶城大厦）项目工程
工程地址：
北大街298号
建设单位：
南通吉港置业有限公司
设计单位：
南通勘察设计有限公司
监理单位：
南通市顺捷工程建设咨询公司
施工单位：
南通清华建设工程有限公司
1．2、工程项目概况
本工程由4栋单体高层及地下室、普通地下车库、人防工程组成，其东区1#、2#、3#、西区1#、2#、3#楼工程结构形式为框架剪力墙结构，建筑耐久等级为二级，地上建筑耐火等级为一级，抗震设防烈度为7度，结构安全等级为二级，地下为一层机动车库及人防工程，地上东西区1#、2#楼为二十一层商办楼，建筑高度为99.80米；东区3#楼为三层办公楼，建筑高度为14.70米；西区3#楼为七层办公楼，建筑高度为34.50米。
工程±0.000均相当于85国家高程4.70m，室内外高差为0.30米。
消防一类高层商办楼，设计使用合理年限为50年。
东区1#、2#、3#、西区1#、2#、3#楼工程地下室底板垫层底标高为一6.30米，减去土0.00至自然地坪标高差0.70米，实际挖土深度为5.60米；普通地下室汽车库底板垫层底标高为一5.30米，减去土0.00至自然地坪标高差0.70米，实际挖土深度为4.60米,即为普通地下车库工程的挖土深度。
1．3、工程项目设备布设概况
本工程为东西区四栋单体高层商办楼、附楼及地下人防工程。
经综合考虑东区1#、2#楼布设两台QTZ63塔吊、两台SC200/200施工电梯；西区1#、2#楼工程布设两台QTZ63塔吊、两台SC200/200施工电梯。
对照设备生产厂家说明书，设备中心离建筑物的距离QTZ63塔吊为3．5～5米设计附墙；SC200／200施工电梯采用Ⅲ型附墙架设备中心离建筑物的距离为2．95～3．60米。
本工程东区1#楼QTZ63塔吊中心离建筑物为4．00米符合要求。
东区2#楼QTZ63塔吊中心离建筑物为4．00米、西区1#楼QTZ63塔吊中心离建筑物为6．70米、西区2#楼QTZ63塔吊中心离建筑物为6．70米均超过生产厂家的范围，均须列入专家论证的行列。
本工程东西区SC200／200四台施工电梯中心离建筑物距离均没有超过生产厂家范围，暂可不须要专家论证。
二、QTZ63塔吊布置及性能概况
2．1、QTZ63塔吊布置
本工程地上由6栋单体工程组成，具体东区为1#、2#、3#楼工程；西区为1#、2#、3#楼工程。
东西区1#、2#楼为二十一层商办楼，建筑高度为99.80米，选用QTZ63塔吊4台座，安装高度按群塔规范要求分别为115米和122米。
东区1#楼工程在（1-17轴西300）与（1-F）轴线间设置QTZ63塔吊一台，在（1-17）轴与（1-A）轴之间设置SC200/200施工电梯一台；东区2#楼在（2-12轴东1500）与（2-D）轴线之间设置QTZ63塔吊一台，在（2-22）轴与（2-D）轴线间设置SC200/200施工电梯一台；西区1#楼工程在（1-8轴东3000）与（1-A）轴线间设置QTZ63塔吊一台，在（1-10）轴与（1-A）轴之间设置SC200/200施工电梯一台；西区2#楼在（2-10轴）轴与（2-C）轴线之间设置QTZ63塔吊一台，在（2-12）轴与（2-C）轴线间设置SC200/200施工电梯一台。
根据项目的工程量、结构形状、施工区域和流水段的划分、工期计划等因素，在东西区1#、2#、3#楼主体施工中投入塔吊和施工电梯，能够保证施工作业面主要材料的垂直、水平运输。
具体位置见下表：
（详见平面布置图）
工程部位
垂直运输机械型号、类型、数量
备注
东区1#楼在（1-17轴西300）与（1-F）轴之间4．00M。
1台塔吊QTZ63（L=55m）
坑外侧
东区2#楼在（2—12轴东1500）与（2-D）轴之间6．70M。
1台塔吊QTZ63（L=55m）
坑外侧
西区1#楼在（1-8轴东1500）与（1-A）轴之间6．70M。
1台塔吊QTZ63（L=55m）
坑外侧
西区2#楼在（2—10轴）与（2-C）轴之间5．70M。
1台塔吊QTZ63（L=55m）
坑外侧
东区1#楼在（1/17）轴与（1-F）轴之间3．60M。
1台施工电梯SCD200/200
坑外侧
东区2#楼在（2-22）轴与（2-D）轴之间3．50M。
1台施工电SCD200/200
坑外侧
西区1#楼在（1-10）轴与（1-A）轴之间3．50M。
1台施工电SCD200/200
坑外侧
西区2#楼在（2-12）轴与（2-C）轴之间3．50M。
1台施工电SCD200/200
坑外侧
2．2、QTZ63塔吊性能概况
FS5510（QTZ63）塔式起重机是根据国家有关标准设计的新型建筑用塔式起重机。
该机为水平臂架，小车变幅，上回转自升式多用途塔机，其标准臂长为45米，加长臂可达50m、55m，最大起重量为6T，公称起重力距为630KN．m，最大起量力距可达789KN。
张家港浮山QTZ63附着式塔式起重机的最大起升高度为180米，附着式塔式起重机的底架可直接安装在建筑物上或建筑物附近旁的混凝土基础上，为了减少塔身计算长度以保持其设计起重能力，最大高度时设有六套附着装置。
第一附着装置距基础面32米，第二附着装置距离第一附着装置是27米，第三附着装置距第二附着装置附着点24米，第四附着装置距第三附着点24米，第五附着装置距第四附装置附着点24米，第六附着装置距第五附着点21米，附着点的高度可允许现场根据楼层的高度做士1米的调整。
安装单位在安装FS5510（QTZ63）附着式塔机之前，应对塔吊底架的混凝土基础的强度和施工方法进行预先计算和确定。
下表所示是FS5510（QTZ63）塔机固定在基础上，塔机未采用附着装置前，塔机对基础产生的载荷值。
在这种工况下，基础所受的载荷最大。
G基础所受的垂直力
W基础所受的水平力
M基础所受的倾翻力矩
MK基础所受的扭矩
固定方式
吊钩最大高度（米）
吊臂铰点高度（米）
工况
G（吨）
W（吨）
M（吨.米）
M.K（吨.米）
固定式
40
41.5
基本稳定性
47.25
0
91.893
--
动态稳定性
47.25
1.918
127.563
29
突然卸载
39.99
1.918
108.678
--
暴风侵袭
41.206
6.866
193.086
0
1.用户和安装单位根据给出的基础荷载按附图1进行混凝土基础的施工，同时保证四块承重钢板在一水平面上。
2.建筑物附着处强度：
用户和安装单位在安装FS5510（QTZ63）附着式塔吊之前，应对建筑物附着点确定和附着点的强度予先计算和确定。
建筑物附着点受力见下表。
载荷工况
建筑物承载
F1（t）
F2（t）
F3（t）
F4（t）
工作状态
9.2
12.8
3.5
1.8
非工作状态
7.1
10.1
5.2
3.4
3.附着式塔式起重机的安装：
附着式塔机的安装程序与固定式塔机基本相同。
1）.将底架十字梁吊装在专用混凝土基础上，装好四跟水平拉杆，校正水平。
拧紧螺栓，将底架固定在混凝土基础上。
2）.在十字梁上安装基础节，装上四根斜撑杆，然后压上所有中心压重55.4吨。
3）.吊起两节标准节I（壁厚12毫米）并用螺栓与下部结构连接。
（注意标准节上有踏步的一面，要垂直于建筑物）。
4）.将爬升架套入塔身，注意套架上有油缸的一面对准塔身上有踏步的一面。
5）.在地面上，将上、下支座以及回转，回转机构等用螺栓联成一体后，吊装到塔身和套架上，并用螺栓销子连好。
6）.吊装回转塔身及塔顶。
7）.吊装平衡臂，平衡臂拉杆，然后吊起一块1.93吨平衡重放最前部。
8）.吊装司机室。
9）.吊装起重臂，起重臂拉杆。
10）.吊装平衡重，穿绕有关绳索系统。
11）.检查整机的机械部分，结构连接部分，电气和液压部分等无误后开始顶升工作。
12）.加标准节的方法同固定式塔机一样，附着式塔机塔身自下而上的组成为：
当起升高度140米时：
3节标准节I（踏步钻孔为标记），44节标准节II【或底板基节1节、1节标准节I（踏步钻孔为标记），44节标准节II】，当起升高度180米时；13节标准节I（踏步钻孔为标记），47节标准节II【或底板基节1节、11节标准节I（踏步钻孔为标记），47节标准节II】。
4.附着架：
1）、三杆附着架：
是由三个撑杆和一套环梁等组成，它主要是塔机固定在建筑物的柱子上，起着依附作用。
使用时环梁套在标准节，四角用四个调节螺栓通过顶块把标准节顶牢，其撑杆长度可调整。
三根撑杆应保持在同一水平内，调整顶块及撑杆长度使塔身轴线垂直。
本塔机附着架按塔机中心与建筑物距离为3-5米设计的。
若实际使用时与此值不符，可适当加长或减短撑杆，撑杆与建筑物的连接方式可以根据实际情况而定。
2）、四杆附着架：
是由四个撑杆和一套环梁等组成，它主要是把塔机固定在建筑物的柱子上，起着依附作用。
使用时环梁套在标准节上，四角用八个调节螺栓通过顶块把标准节顶牢，其撑杆长度可调整。
四根撑杆端部有大耳环与建筑物附着处铰接，四根撑杆应保持在同一个水平内，调整顶块及撑杆长度使塔身轴线垂直。
本塔机附着架按塔机中心与建筑物距离为3．5-5米。
若实际使用时与此值不符，可适当加长或减短撑杆，撑杆与建筑物的连接方式可以根据实际情况而定。
5.附着架的安装与使用
1、将环梁包在塔身外，然后用8根ø50销轴连接起来再提升到附着点的位置。
2、调整螺栓，使得顶块能顶紧塔身。
3、应用经纬仪检查塔机轴心的垂直度，其垂直度在全高上不超过1/1000，垂直度的调整可通过调整三根附着用撑杆的长度及顶块而获得。
4、上下两道附墙之间的内撑杆（图5-3序3）要交叉安装。
5、无论几次附着，最上一个附着架必须用内撑杆将塔身四根主弦顶死。
6、附着式塔机的拆卸程序与安装时相反。
三、纽约时代广场东、西区QTZ63塔机附着计算书
3．1、东区1#楼QTZ63塔机附着计算书
3.1.1、计算依据：
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《钢结构设计规范》GB50017-2003
3.1.2、塔机附着杆参数
塔机型号
QTZ63（FS5510）张家港浮山建机
塔身桁架结构类型
方钢管
塔机计算高度H（m）
115
塔身宽度B（m）
1.7
起重臂长度l1（m）
57
平衡臂长度l2（m）
12.56
起重臂与平衡臂截面计算高度h（m）
1.5
工作状态时回转惯性力产生的扭矩标准值Tk1（kN·m）
290
工作状态倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
485
非工作状态倾覆力矩标准值Mk'（kN*m）
918.93
附着杆数
四杆附着
附墙杆类型
Ⅰ类
附墙杆截面类型
钢管
附墙杆钢管规格（mm）
Φ180×10
塔身锚固环边长C（m）
2.2
3.1.3、风荷载及附着参数
附着次数N
6
附着点1到塔机的横向距离a1（m）
2.6
点1到塔机的竖向距离b1（m）
5.1
附着点2到塔机的横向距离a2（m）
2.6
点2到塔机的竖向距离b2（m）
2.9
附着点3到塔机的横向距离a3（m）
2.6
点3到塔机的竖向距离b3（m）
2.9
附着点4到塔机的横向距离a4（m）
2.6
点4到塔机的竖向距离b4（m）
5.1
工作状态基本风压ω0（kN/m2）
0.2
非工作状态基本风压ω0'（kN/m2）
0.45
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
第N次附着
附着点高度h1（m）
附着点净高h01（m）
风压等效高度变化系数μz
工作状态风荷载体型系数μs
非工作状态风荷载体型系数μs'
工作状态风振系数βz
非工作状态风振系数βz'
工作状态风压等效均布线荷载标准值qsk
非工作状态风压等效均布线荷载标准值qsk'
第1次附着
17.8
17.8
1.074
1.95
1.95
1.592
1.634
0.381
0.88
第2次附着
32.6
14.8
1.231
1.95
1.95
1.588
1.646
0.435
1.016
第3次附着
47.4
14.8
1.312
1.95
1.95
1.588
1.644
0.464
1.081
第4次附着
62.2
14.8
1.427
1.95
1.95
1.584
1.643
0.504
1.175
第5次附着
77
14.8
1.525
1.95
1.95
1.576
1.643
0.535
1.256
第6次附着
91.8
14.8
1.611
1.95
1.95
1.571
1.638
0.564
1.323
悬臂端
115
23.2
1.714
1.95
1.95
1.567
1.633
0.598
1.403
附图如下:
塔机附着立面图
3.1.4、工作状态下附墙杆内力计算
1、在平衡臂、起重臂高度处的风荷载标准值qk
qk=0.8βzμzμsω0α0h=0.8×1.567×1.714×1.95×0.2×0.35×1.5=0.44kN/m
2、扭矩组合标准值Tk
由风荷载产生的扭矩标准值Tk2
Tk2=1/2qkl12-1/2qkl22=1/2×0.44×572-1/2×0.44×12.562=680.074kN·m
集中扭矩标准值（考虑两项可变荷载控制的组合系数取0.9）
Tk=0.9（Tk1+Tk2）=0.9×（290+680.074）=873.067kN·m
3、附着支座反力计算
计算简图
剪力图
得：
RE=71.819kN
在工作状态下，塔机起重臂位置的不确定性以及风向的随机性，在计算支座7处锚固环截面内力时需考虑塔身承受双向的风荷载和倾覆力矩及扭矩。
4、附墙杆内力计算
支座7处锚固环的截面扭矩Tk（考虑塔机产生的扭矩由支座7处的附墙杆承担）,水平内力Nw=20.5RE=101.567kN。
计算简图：
塔机附着示意图
塔机附着平面图
α1=arctan（b1/a1）=62.987°
α2=arctan（b2/a2）=48.122°
α3=arctan（b3/a3）=48.122°
α4=arctan（b4/a4）=62.987°
β1=arctan（（b1-c/2）/（a1+c/2））=47.231°
β2=arctan（（b2+c/2）/（a2+c/2））=47.231°
β3=arctan（（b3+c/2）/（a3+c/2））=47.231°
β4=arctan（（b4-c/2）/（a4+c/2））=47.231°
四杆附着属于一次超静定结构，用力法计算，切断T4杆并代以相应多余未知力X1=1。
δ11×X1+Δ1p=0
X1=1时，各杆件轴力计算：
T11×sin（α1-β1）×（b1-c/2）/sinβ1+T21×sin（α2-β2）×（b2+c/2）/sinβ2-T31×sin（α3-β3）×（b3+c/2）/sinβ3-1×sin（α4-β4）×（b4-c/2）/sinβ4=0
T11×cosα1×c-T31×sinα3×c-1×cosα4×c-1×sinα4×c=0
T21×cosα2×c+T31×sinα3×c-T31×cosα3×c+1×sinα4×c=0
当Nw、Tk同时存在时，θ由0～360°循环，各杆件轴力计算：
T1p×sin（α1-β1）×（b1-c/2）/sinβ1+T2p×sin（α2-β2）×（b2+c/2）/sinβ2-T3p×sin（α3-β3）×（b3+c/2）/sinβ3+Tk=0
T1p×cosα1×c-T3p×sinα3×c+Nw×sinθ×c/2-Nw×cosθ×c/2+Tk=0
T2p×cosα2×c+T3p×sinα3×c-T3p×cosα3×c-Nw×sinθ×c/2-Nw×cosθ×c/2-Tk=0
δ11=Σ（T12L/（EA））=T112（a1/cosα1）/（EA）+T212（a2/cosα2）/（EA）+T312（a3/cosα3）/（EA）+12（a4/cosα4）/（EA）
Δ1p=Σ（T1×TpL/（EA））=T11×T1p（a1/cosα1）/（EA）+T21×T2p（a2/cosα2）/（EA）+T31×T3p（a3/cosα3）/（EA）
X1=-Δ1p/δ11
各杆轴力计算公式如下：
T1=T11×X1+T1p，T2=T21×X1+T2p，T3=T31×X1+T3p，T4=X1
（1）θ由0～360°循环，当Tk按图上方向设置时求解各杆最大轴拉力和轴压力：
最大轴拉力T1=0kN，T2=297.241kN，T3=0kN，T4=331.784kN
最大轴压力T1=332.297kN，T2=0kN，T3=298.139kN，T4=0kN
（2）θ由0～360°循环，当Tk按图上反方向设置时求解各杆最大轴拉力和轴压力：
最大轴拉力T1=332.297kN，T2=0kN，T3=298.139kN，T4=0kN
最大轴压力T1=0kN，T2=297.241kN，T3=0kN，T4=331.784kN
3.1.5、非工作状态下附墙杆内力计算
此工况下塔机回转机构的制动器完全松开，起重臂能随风转动，故不计风荷载产生的扭转力矩。
1、附着支座反力计算
计算简图
剪力图
得：
RE=149.739kN
2、附墙杆内力计算
支座7处锚固环的水平内力Nw=RE=149.739kN。
根据工作状态方程组Tk=0，θ由0～360°循环，求解各杆最大轴拉力和轴压力：
最大轴拉力T1=36.555kN，T2=130.159kN，T3=130.454kN，T4=36.515kN
最大轴压力T1=36.555kN，T2=130.157kN，T3=130.454kN，T4=36.515kN
3.1.6、附墙杆强度验算
附墙杆钢管规格（mm）
Φ180×10
附墙杆截面面积A（mm2）
5340.708
附墙杆截面回转半径i（mm）
60.208
附墙杆强度设计值[f]（N/mm2）
215
1、杆件轴心受拉强度验算
σ=N/A=332297/5340.708=62.22N/mm2≤[f]=215N/mm2
满足要求！
2、杆件轴心受压强度验算
附墙杆1长细比：
λ1=L0/i=（a12+b12）0.5/i=（26002+51002）0.5/60.208=95.079≤[λ]=150，查规范表得：
φ1=0.587
满足要求！
附墙杆2长细比：
λ2=L0/i=（a22+b22）0.5/i=（26002+29002）0.5/60.208=64.69≤[λ]=150，查规范表得：
φ2=0.782
满足要求！
附墙杆3长细比：
λ3=L0/i=（a32+b32）0.5/i=（26002+29002）0.5/60.208=64.69≤[λ]=150，查规范表得：
φ3=0.782
满足要求！
附墙杆4长细比：
λ4=L0/i=（a42+b42）0.5/i=（26002+51002）0.5/60.208=95.079≤[λ]=150，查规范表得：
φ4=0.587
满足要求！
附墙杆1轴心受压稳定系数：
σ1＝N1/（φ1A）=332297/（0.587×5340.708）=105.996N/mm2≤[f]=215N/mm2
满足要求！
附墙杆2轴心受压稳定系数：
σ2＝N2/（φ2A）=297241/（0.782×5340.708）=71.171N/mm2≤[f]=215N/mm2
满足要求！
附墙杆3轴心受压稳定系数：
σ3＝N3/（φ3A）=298139/（0.782×5340.708）=71.386N/mm2≤[f]=215N/mm2
满足要求！
附墙杆4轴心受压稳定系数：
σ4＝N4/（φ4A）=331784/（0.587×5340.708）=105.832N/mm2≤[f]=215N/mm2
满足要求！
3．2、东区2#楼QTZ63塔机附着计算书
3.2.1、计算依据：
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《钢结构设计规范》GB50017-2003
3.2.2、塔机附着杆参数
塔机型号
QTZ63（FS5510）张家港浮山建机
塔身桁架结构类型
方钢管
塔机计算高度H（m）
122
塔身宽度B（m）
1.7
起重臂长度l1（m）
57
平衡臂长度l2（m）
12.56
起重臂与平衡臂截面计算高度h（m）
1.5
工作状态时回转惯性力产生的扭矩标准值Tk1（kN·m）
290
工作状态倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
485
非工作状态倾覆力矩标准值Mk'（kN*m）
918.93
附着杆数
四杆附着
附墙杆类型
Ⅰ类
附墙杆截面类型
钢管
附墙杆钢管规格（mm）
Φ200×10
塔身锚固环边长C（m）
2.2
3.2.3、风荷载及附着参数
附着次数N
6
附着点1到塔机的横向距离a1（m）
5.08
点1到塔机的竖向距离b1（m）
7.8
附着点2到塔机的横向距离a2（m）
5.08
点2到塔机的竖向距离b2（m）
5.6
附着点3到塔机的横向距离a3（m）
3.46
点3到塔机的竖向距离b3（m）
4.5
附着点4到塔机的横向距离a4（m）
3.46
点4到塔机的竖向距离b4（m）
6.7
工作状态基本风压ω0（kN/m2）
0.2
非工作状态基本风压ω0'（kN/m2）
0.45
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
第N次附着
附着点高度h1（m）
附着点净高h01（m）
风压等效高度变化系
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