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新型起吊架在大型内爬式塔吊爬升施工中的应用

日期：2016-12-12 14:06:46　来源：互联网　浏览数：
　

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摘要：本文以广州市财富中心项目为依托，设计了一套附着于塔吊标准节的新型起吊架用于内爬塔吊吊运下部支撑架，可实现水平转动便于构件移动就位，并使用电动葫芦进行构件运输和安装，从而实现在塔吊井道狭窄空间内完成支撑架的安拆，具有构造简单、安装方便、成本低、空间占用少、施工灵活等特点，提高了塔吊工效，是实现结构施工工期的有力保障。
    关键词：新型起吊架；活动吊板；重复使用   随着经济的飞速发展，超高层建筑不断涌现，大型内爬式塔吊以其起重能力强、安全性高、适用范围广、能随结构施工进度同步爬升等特点，正越来越多地被应用到实际工程中。
    内爬式塔吊的爬升通常配备3 套支撑架，其中2 套分别设置于塔吊的底部和腰部，还有1 套在爬升时使用。每次爬升前需把最底部的空余支撑架分解成散件，吊运到顶部重新组装成整体，再利用塔吊自身的爬升机构完成爬升操作。爬升完成后下部的支撑架空余出来，作为下次爬升的周转支撑架。依此顺序3 套支撑架周转循环使用，完成爬升施工，如图1。

    支撑架解体后，由于构件重量大，且垂直运输距离远，难以依靠人力完成转运和安装。按照传统工艺，支撑架构件紧贴塔身，小于塔吊的最小工作半径，需利用相邻的塔吊辅助，或把构件转运至卸料平台，再利用塔吊吊运至上部相应位置进行安装。这种做法劳动强度大，且支撑架的拆除、运输和安装全过程都依赖于塔吊，对塔吊占用时间长，期间塔吊需配合支撑架安拆，无法服务于主体结构施工，这将会直接影响施工工期。因此需要优化传统的工艺，提高塔吊爬升效率，以适应超高层建筑高度越来越大的施工要求。我们以广州市财富中心项目为工程实例，介绍一种应用于大型内爬式塔吊爬升施工中的新型起吊架。
    1· 工程概况
    广州市财富中心项目是一大型超高层商务办公楼，位于珠江新城珠江东路与金穗路交界处，总建筑面积约21 万m2，包括4 层地下室及地上1 栋68 层塔楼，总建筑高度309.4m；主体结构采用带加强层的框架核心筒+巨型斜撑框架结构体系，钢结构总量约2.8 万t，单个钢构件最大重量43.73t。为配合钢结构安装及各种大型设备、施工材料垂直运输，在塔楼核心筒内安装了2 台法福克公司生产的M900D 内爬式塔吊，该塔吊属大型内爬式动臂塔吊，塔身高56m，臂长45.8m，15m 作业半径内可达到64t 的最大起重量，最大作业半径42.5m 时起重量为22.3t，塔吊配备了3 套支撑架以配合爬升施工。为确保塔吊能安全高效地完成爬升，并配合主体结构的施工进度，我们设计了一套新型起吊架，以配合支撑架的安拆。
    2· 新型起吊架的研究与应用
    我们设计的新型起吊架固定于塔身标准节立柱上，可实现水平转动，便于构件的移动就位；起吊架端部安装1 个5t 电动葫芦，用以满足构件的水平和垂直运输需要。起吊架构造简单、操作方便，利用起吊架，不需要用塔吊就完成了支撑架的安装，提高了工效，有利于结构施工。
    2.1 起吊架设计
    起吊架由型钢加工而成，整个架体由前臂、后臂、斜撑、立杆、活动吊板、上支座、下支座等部分组成，如图2 所示。起吊架采用螺栓把上、下支座夹紧固定在塔身上，用于固定的螺栓紧贴塔吊标准节的立柱，在左右两侧收紧上、下支座和钢垫板，使支座能夹紧标准节的立柱而不会对塔吊结构造成任何破坏。

起吊架安装在顶部支撑架上方约5m 的位置，一方面要保证起吊架有足够的操作空间，另一方面要考虑起吊架与爬模架没有干涉，以便周转支撑架拆除后能利用起吊架及安装在其上的电动葫芦安装到顶部。支撑架构件的拆除、运输及重新安装均利用安装在起吊架上的2 个5t 电动葫芦完成，如图3～4 所示。

    起吊架的上、下支座通过螺栓固定于塔身标准节立柱上，后臂后端部通过上转轴与上支座连接，使后臂能绕上转轴旋转；后臂通过螺栓与前臂连接，采用螺栓连接便于前臂的拆卸和重复利用，前臂可根据实际使用需要随时安装或拆除，以改变起吊架的吊装半径范围。前臂和后臂的端板均设有吊挂孔，用于吊挂电葫芦等升降装置，作为固定的起吊点。
    斜撑的下端固定连接于下支座的连接耳与下支座连接，上端固定于后臂的连接点，立杆上端连接于上、下支座。起吊架可以在前臂端板和后臂端板上吊挂电葫芦以进行物料的垂直提升。前臂、后臂、斜撑、立杆组成一个三角架，结构稳固简单，承载能力强，起吊架最大能承受约10t 重物，同时该整体能绕塔身标准节立柱旋转，从而也能实现物料在水平面内向各个角度的移动，灵活方便。该起吊架适应内爬式塔吊所处空间的限制，在塔吊所在井道的狭窄空间内就能完成将支撑架运至相应位置的所有操作，不必在结构墙上开洞或二次运输。
    2.2 起吊架加工安装
    起吊架的构件规格尺寸需经过复核验算合格后方可加工生产。起吊架的主构件采用槽钢或工字钢焊接加工而成，进场的槽钢、工字钢、角钢、焊材等材料需具备质量证明书或检验报告，其化学成分、力学性能和其他质量要求必须符合国家现行标准规定；型钢的规格尺寸和允许偏差应符合其产品标准的要求，每一品种、规格的型钢各抽查5 处，用钢尺或游标卡尺量测。起吊架主杆件由槽钢焊接而成，其构件在工厂内加工，加工完成后需进行焊缝探伤，合格后才可安装使用。
    起吊架在初次爬升前安装固定在塔身指定位置上，安装时利用手动葫芦做辅助，其架体通过对拉螺栓在塔吊标准节立杆两侧夹紧，不需在塔身上焊接或开孔，不损伤塔吊标准节构件，如图5。

    起吊架前臂采用螺栓与后臂连接，使用时才安装上去，再吊挂电动葫芦，如图6。
    不使用时，起吊架前臂要解除下来，放置在塔吊标准节的休息平台备用，以便于左右两片起吊架能合拢紧贴于塔身上，并用绳索紧固于标准节上，不妨碍爬模架的爬升（如图7）。起吊架安装完成后需经自检验收合格后方能使用。

    2.3 应用起吊架进行大型塔吊支撑架安装施工
    塔吊支撑架构件根据“先装后拆、后装先拆”的原则进行拆除和重新安装，即拆除顺序为C 型爬升框→次梁→斜撑→主梁；安装顺序为主梁→次梁→C 型爬升框→斜撑。
    电动葫芦安装在起吊架上，两侧的起吊架分长短臂配合使用，以便于支撑架构件由2 个斜撑中部的空间提升。起吊架短臂半径1.6m，长臂半径3.2m，各安装1 个5t 电动葫芦，起吊架覆盖工况如图8。

    构件起吊时，长、短臂起吊架所吊挂的电动葫芦下垂吊钩，各吊挂支撑架构件的一端的吊耳，电动葫芦通过卸扣与构件吊耳连接。
    构件要从最底部垂直运输到顶部安装，需要穿过中部两道支撑架的水平斜撑，由图8 可见水平斜撑之间的空间狭小，主梁等尺寸较大的构件需倾斜起吊，以顺利通过。起吊过程应控制两侧电动葫芦的同步。构件穿过下部支撑架时，必须有专人负责观察，确保构件与下部支撑架不发生碰撞。构件通过水平斜撑后，应调整两侧的电动葫芦，使构件处于水平。
    构件用电动葫芦提升到设计标高后，通过水平转动起吊架来调整构件位置和角度，使构件安装就位。图9反映的是主梁的就位过程，通过转动外侧的支撑架，调整主梁的位置和角度，慢慢送入预埋在墙上的附着装置进行安装。其余各构件的安装可参考主梁的做法。