吳德鴻

(四川省建筑機(jī)械化工程公司，四川成都 610051)

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淺談中德·英倫世邦裝飾塔樓的施工技術(shù)

吳德鴻

(四川省建筑機(jī)械化工程公司，四川成都 610051)

【摘要】在建筑施工過(guò)程中，有時(shí)會(huì)遇到施工現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有施工機(jī)械不能滿足施工要求。文中針對(duì)中德·英倫世邦工程裝飾塔樓施工時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)不能滿足物料提升高度要求，通過(guò)安裝自制的鋼管桅桿式起重機(jī)接力吊運(yùn)塔樓所需的物料，順利完成了施工任務(wù)。

【關(guān)鍵詞】裝飾塔樓；鋼管桅桿式起重機(jī)；接力吊運(yùn)；桅桿安裝

1工程概況

中德·英倫世邦3、4、6號(hào)樓屋頂共有4座裝飾塔樓。其中3號(hào)樓1座塔樓頂標(biāo)高138.8m，錐體21.55m；4號(hào)樓1座頂標(biāo)高130.9m，錐體21.55m；6號(hào)樓有2座塔樓，1座頂標(biāo)高130.9m，錐體21.55m；另一座頂標(biāo)高129.2m，錐體19.8m。4座塔樓的錐體下段為正八邊形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架。最高塔樓鋼筋混凝土標(biāo)高117.25m，上段為圓錐體型薄壁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。塔體主樓外側(cè)安裝有一臺(tái)塔式起重機(jī)，因塔身需要與建筑物附著連接，連接最大標(biāo)高在103.75m層框架梁側(cè)，塔式起重機(jī)物料提升高度只能到達(dá)129m,而塔樓從主樓屋面(標(biāo)高：101.95m，塔頂標(biāo)高：138.8m)117.25m以上的塔樓錐體有21.550m高度的模板、鋼筋、混凝土、裝飾材料等不能吊運(yùn)到位，影響工程施工工期。

根據(jù)工程需要，擬在塔樓下段為正八邊形的3層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架柱上安裝鋼管桅桿式起重機(jī)接力吊運(yùn)工程所需用的各種建筑材料，滿足土建工程施工的需要。桅桿式起重機(jī)需制作3套，其中有一套重復(fù)利用。

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察，大樓施工圖紙及工程所需用的各種材料、工具幾何尺寸、重量等因素，擬在塔樓下段八邊形鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)一根立柱外側(cè)3、4層框架梁間安裝一根鋼管桅桿式起重機(jī)，桅桿高度26.5m，其中錐體部分21.7m，固定在立柱部份4.8m,懸臂水平長(zhǎng)度3.0m，物料起吊重量0.5t。

塔樓桅桿吊裝施工場(chǎng)地十分狹窄，為了提高施工效率，塔吊將所有建筑材料等吊至塔樓框架頂外側(cè)施工腳手架平臺(tái)上，再采用桅桿接力將建筑材料等吊裝至所需施工平面，提高工程效率。

2鋼管桅桿制作安裝及塔樓施工建筑材料的吊運(yùn)主要方法

本文以3號(hào)樓為例，介紹塔樓屋頂面鋼管桅桿制作和安裝。

2.1吊裝建筑材料的鋼管桅桿設(shè)計(jì)

采用單根垂直安裝無(wú)縫鋼管桅桿，下端立于錐形塔樓下面正八角樓外側(cè)橫梁牛腿上并固定，桅桿上端口用6根φ12鋼絲繩固定均布于屋頂平面，兩兩鋼絲繩間夾角約52°，鋼管桅桿上端設(shè)為可轉(zhuǎn)動(dòng)的懸臂吊桿，插入式向上斜傾45°吊桿，插入長(zhǎng)度約1.2m，懸臂用φ219×6鋼管長(zhǎng)度4.24m，起重量0.5t。立柱用φ245×8無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)度26.5m，主柱垂直。桅桿上端口加焊δ10鋼板加蓋并作纜風(fēng)鋼絲繩的上端連接固定點(diǎn)，懸臂吊桿上端焊一個(gè)吊耳，并掛一個(gè)1t三相電動(dòng)葫蘆。

2.2桅桿制作

桅桿在主樓屋頂制作，主桿用φ245×8鋼管焊接成26.5m。桅桿用倒裝法制作組對(duì)。首先用數(shù)米φ245×8鋼管，一端用δ10鋼板封口，此δ10鋼板用以承受懸臂吊桿的壓力。封板焊接在離管口2cm位置，先焊3塊支撐塊，再焊封板。封板應(yīng)垂直鋼管。用一段1.2m的φ245×8鋼管，在一端用δ10鋼板加蓋，此鋼板應(yīng)大于鋼管直徑10cm，周邊開(kāi)6個(gè)φ35孔制作成風(fēng)繩掛耳；中間開(kāi)一個(gè)φ225孔，用以插懸臂吊桿；在1.2m段另一端鋼管內(nèi)，用3mm鋼筋焊在離端面約300mm的地方，用以插懸臂吊桿；1.2m段制作完成后再與相鄰段(已封口的一段)焊接在一起。懸臂吊桿用φ219×6無(wú)縫鋼管制作，插入φ245鋼管部分長(zhǎng)1.3m，向上斜傾45°角的吊桿，長(zhǎng)4.24m，斜傾點(diǎn)用δ10鋼板加固，吊桿端頭用δ10鋼板封死，并在端頭用δ10鋼板焊一個(gè)吊耳，用以吊掛1t電動(dòng)葫蘆。懸臂吊桿制作完成后將其插入φ245鋼管上端。其余φ245×8鋼管用倒裝法，用塔吊進(jìn)行組對(duì)成26.5m，并在桅桿上每0.5m焊一個(gè)爬梯，此時(shí)整根桅桿重約1 500kg。桅桿全部組對(duì)完后，全長(zhǎng)彎曲度控制在50mm內(nèi)。

2.3桅桿安裝

桅桿安裝在塔樓的八角形塔樓外側(cè)橫梁牛腿上。桅桿上段(即塔樓錐形體段)21.7m，桅桿下段4.8m(即固定在八角形塔樓牛腿部分)。安裝前需先在該上下兩個(gè)位置制安牛腿，下牛腿為承受桅桿及重量的支承牛腿，上牛腿為固定桅桿的固定牛腿。下牛腿固定在112.45m鋼筋混泥土橫梁邊，牛腿面板用δ10、400mm×400mm鋼板，兩側(cè)用邊長(zhǎng)400mm三角形鋼板作支撐板，并焊接在一塊固定鋼板上，固定鋼板用6顆M16化學(xué)螺栓與橫梁連接。牛腿用δ10鋼板制作而成。用塔吊將桅桿吊到牛腿上，注意吊裝前應(yīng)將攬風(fēng)繩、轉(zhuǎn)動(dòng)白綜繩、電動(dòng)葫蘆掛好，臨時(shí)固定。另外，還應(yīng)將懸臂吊桿臨時(shí)固定(這些臨時(shí)固定待桅桿吊立固定后松開(kāi))。將風(fēng)繩固定在四周建筑物上或自制地錨上，每根風(fēng)繩用1根3t花籃螺栓或手動(dòng)葫蘆固定。調(diào)整桅桿的垂直度使之不超過(guò)50mm，將桅桿與下牛腿和上牛腿焊接固定，然后在錐體約5m高處節(jié)點(diǎn)用鋼管成八字形與桅桿連接成一個(gè)支撐點(diǎn)。此時(shí)風(fēng)繩的自重及預(yù)緊力約為每根50kg。

樓面桅桿安裝平面見(jiàn)圖1、立面見(jiàn)圖2。

圖1　標(biāo)高117.25 m桅桿安裝平面示意

圖2　桅桿安裝立面

2.4桅桿拆除

鋼管桅桿的拆除與安裝的順序相反，方法相同。

2.5塔樓施工建筑材料吊運(yùn)

桅桿安裝調(diào)試好后，利用塔式起重機(jī)將建筑材料轉(zhuǎn)運(yùn)至桅桿下2m以內(nèi)的平臺(tái)上，吊鉤鉤掛吊藍(lán)，搖臂端頭設(shè)2根溜繩(細(xì)鋼絲繩)30m，拉拽臂頭轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)建筑材料，防止構(gòu)件碰撞建筑物、纜風(fēng)繩、腳手架等。用電動(dòng)葫蘆緩慢收緊鋼絲繩，繼續(xù)起升吊籃，超過(guò)所需施工樓面大于500mm，利用兩端預(yù)設(shè)溜繩拉拽住吊籃向施工樓面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)并固定，并逐漸下降吊繩吊籃，直至建筑材料及構(gòu)件在操作平臺(tái)上就位。循環(huán)使用同樣方法完成其余各層建筑材料、構(gòu)件吊運(yùn)就位工作。

2.6吊運(yùn)施工的安全技術(shù)措施

(1)起重桅桿安裝必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格試驗(yàn)，合格后才能進(jìn)行吊運(yùn)。

(2)電動(dòng)葫蘆在使用前需試吊，確定完好后才能掛到吊桿上去。電動(dòng)葫蘆的操作人員應(yīng)經(jīng)常檢查和保養(yǎng)設(shè)備，使之處于正常狀態(tài)。在正式吊運(yùn)前，應(yīng)空轉(zhuǎn)檢查，必須確認(rèn)制動(dòng)器和保險(xiǎn)裝置正常后，才可工作。

(3)操作人員應(yīng)按指揮人員的口哨或?qū)χv機(jī)信號(hào)進(jìn)行操作，若指揮信號(hào)不清，操作人員可拒絕執(zhí)行，并應(yīng)立即通知指揮人員。

(4)遇有大風(fēng)、濃霧，致使指揮人員看不清工作地點(diǎn)或操作人員看不清時(shí)，不得進(jìn)行物料吊運(yùn)。

(5)桅桿不得超載荷起吊，為防止超載現(xiàn)象，裝水泥的整個(gè)吊箱(或水泥小車等)應(yīng)專門(mén)制成，吊箱及物料等總重量控制在500kg以內(nèi)。

(6)桅桿工作時(shí)，操作人員應(yīng)集中精力，不得與旁人談笑、吸煙等。未經(jīng)指揮人員許可不得擅自離開(kāi)起重機(jī)械。

(7)吊鉤上升到極限位置，應(yīng)距臂桿頂部1.0m。桅桿停用后，空鉤上不得掛物件。

(8)桅桿工作時(shí)，應(yīng)有防止桅桿自由旋轉(zhuǎn)不超過(guò)工作角度的擋板和安全措施。

(9)吊鉤鋼絲繩不垂直時(shí)，擺幅過(guò)大，不得進(jìn)行起吊。

(10)當(dāng)起吊重物吊離地面0.2m時(shí)，應(yīng)進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)各部情況正常后才可正式起升。

(11)重物提升時(shí)速應(yīng)均勻平穩(wěn)，落下時(shí)應(yīng)低速輕放，不得忽快忽慢或突然制動(dòng)。

(12)起重工作區(qū)域內(nèi)無(wú)關(guān)人員不得停留或通行。吊起重物的下方，任何人員不得通過(guò)或逗留。

(13)電動(dòng)葫蘆操作人員開(kāi)動(dòng)及起吊過(guò)程的每一個(gè)動(dòng)作前，均須發(fā)出戒備信號(hào)。起吊物件時(shí)任何人不得站在被吊起的物件上。

(14)在起吊過(guò)程中若起吊機(jī)械發(fā)生故障或出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時(shí)，必須放下重物，停止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行排除，嚴(yán)禁在運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行保養(yǎng)、調(diào)整及檢修。

(15)電動(dòng)葫蘆工作過(guò)程中若發(fā)生故障而不能放下重物時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)措施，以保安全。

(16)電動(dòng)葫蘆工作完畢后，工作人員切斷電源，關(guān)閉電箱并上鎖后才能離開(kāi)。

(17)吊裝作業(yè)人員必須正確穿戴勞保用品。

(18)桅桿在豎立和組對(duì)過(guò)程中，應(yīng)在桅桿上每0.5m焊爬梯。

3桅桿制作的受力計(jì)算

計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3所示。

圖3　計(jì)算簡(jiǎn)圖

3.1懸臂吊桿驗(yàn)算

彎矩M=P1×L2+P2×L2/2

P1=(500+200)×1.1=770kg(起吊最大重量為500kg,電動(dòng)葫蘆、吊耳、掛件等200kg,動(dòng)載系數(shù)1.1)。

P2=4.24×31.52=133.64kg(φ219×6懸臂鋼管自重)

M=P1×L2+P2×L2/2=770kg×220cm+133.64kg×110cm=184100.4kg·cm

查表得知φ219×6鋼管斷面系數(shù)W=208cm3

吊桿最大彎曲應(yīng)力為：

σ=M/W=184100.4/208=885.09kg/cm2<[σ]=

2150kg/cm2

故懸臂吊桿是安全的。

3.2主桅桿的驗(yàn)算

桅桿自重N=21.7×46.76+4.24×31.52=1148.33kg

風(fēng)繩及預(yù)拉力和電動(dòng)葫蘆等的重量N1=300+200=500kg

應(yīng)力σ=M/W+Pz/(φF)

柔度λ=μl/r=0.7×16.7×100/8.42=139

(μ為計(jì)算長(zhǎng)度的修正系數(shù)；l為桅桿的長(zhǎng)度cm；r鋼管的回轉(zhuǎn)半徑)

查表得桅桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.354 ,斷面系數(shù)W=341.6cm3,截面積F=59.5cm2。

計(jì)算應(yīng)力:

σ=M/W+Pz/(φF)=M/W+(P1+P2+N+N1)/

(φF)=184100.4/341.6+(770+133.64+1148.33+500)/0.354×59.5=660.1kg/cm2<[σ]=2 150kg/cm2

故主桅桿是安全的。

3.3對(duì)牛腿的最大壓力

Pi=N+P1+P2+4.8×46.76+N1=

1148.33+770+133.64+224.44+500=2776.41kg

3.4牛腿鋼板與鋼筋栓連接螺栓受力計(jì)算

牛腿受桅桿的垂直壓力，每個(gè)牛腿由6個(gè)螺栓承受，螺栓主要承受剪力，每個(gè)牛腿以2個(gè)螺栓受力計(jì)算，2個(gè)牛腿為4個(gè)最大受力螺栓。

τ=Pi/(4F1)=2776.41/4×1.411=

492.27kg/cm2<[τ]=850kg/cm2

式中：F1為化學(xué)螺栓截面積。

因螺栓受拉力非常小，不再進(jìn)行驗(yàn)算。

3.5牛腿焊縫受力

以一個(gè)牛腿的2個(gè)支撐板焊縫受剪力計(jì)算，此焊縫一個(gè)支撐板受剪力長(zhǎng)為40cm，焊縫高0.5cm，則受力面積為：

F=40×0.5=20cm2

τ=Pi/2F=2776.41/(2×20)=69.41kg/cm2<[τ]=850kg/cm2

參考文獻(xiàn)

[1]JGJ276-2012 建筑施工起重吊裝工程安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2]王官遜.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1984.

[3]沈從周.機(jī)械設(shè)備安裝手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 1986.

【中圖分類號(hào)】TU758.15

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

[定稿日期]2016-03-02