超高层建筑施工动臂式塔吊安拆施工新技术

摘 要：本文简要介绍了超高层建筑施工动臂式塔吊的结构特性,并结合笔者工作经验提出了新的动臂式塔吊安拆施工技术.

前言

由于城市建筑用地的日益紧张,建筑物变得越来越高,高层建筑有助于充分利用土地资源,拓展了人类的活动空间.高层建筑的施工需要借助各种现代化的新兴机械设备,在这些机械中最为常见的就是塔吊.可以说大型动臂式塔吊已经与我国超高层建筑紧密联系在一起了.由于大型动臂式塔吊不同于传统的塔吊,它具有起升高度高、起重量大、灵活性好等优点,目前超高层建筑施工中所需要的吊装单元越来越大、结构日益复杂、质量越来越重,一般的塔吊难以达到要求,而大型动臂式塔吊的最大起重质量可达到一百多吨,很好地满足了高层建筑的施工要求,再加上其起升高度和运转速度大大提高,从而使得大型动臂式塔吊成为现代超高层建筑施工的首选,甚至是唯一选择.但是大型动臂式塔吊由于自身质量重、体积大、结构复杂、技术要求高等特点,在安装和拆卸过程中存在较大难度,一旦在操作中出现问题就有可能导致工程事故.

1.大型动臂式塔吊的结构特性

1.1.吊臂起伏角度大,尾部回转半径小

为了适应高层建筑施工的要求,大型动臂式塔吊在设计时就考虑了加大吊臂的起伏角度,因此,目前市场上的大型动臂式塔吊的起伏角度一般在17～83度之间.大幅提高的起伏角度有利于塔吊开展工作,因为起伏角度的增加就相当于增加了塔吊的高度,大大拓展了塔吊的工作空间.另外,起伏角度的增加也使得塔吊的灵活性得到较大的提升.在吊臂起伏角度增加的同时,大型动臂式塔吊的尾部回转半径却比较小,一般都控制在8～11米的范围内,这对于大楼林立,工作空间狭小的施工环境来说具有重要意义.

1.2.吊臂稳定性好,安装幅度范围大

与水平臂塔吊的梁结构不同,大型动臂式塔吊采用杆结构,这种结构的稳定性更强,有效地提升塔吊的结构强固度.而且降低了吊臂结构占塔吊重量的比例.目前市场上的大型动臂式塔吊的起重范围都在30～100吨之间,很好地适应了超高层建筑的起重量大的要求.由于杆式结构的运用,使得大型动臂式塔吊的安装范围扩大了,安装的灵活性更强,提高了塔吊的环境适应性,使得大型动臂式塔吊可以根据建筑施工的要求灵活地进行调整.

1.3.独特的爬升和支撑体系

大型动臂式塔吊采用了独特的整体内爬自升系统,因此,其起升高度不再受到塔身结构的影响,大大提高了塔吊的工作灵活性.大型动臂式塔吊的支撑结构一般采用支承钢梁形式和三角支承架的形式.在主梁与建筑体以及主梁与主梁之间采用水平撑杆进行连接.

2.超高层建筑施工动臂式塔吊安拆施工新技术

大型动臂式塔吊由于面临的施工环境复杂、其自身质量和体积庞大、结构复杂,因此其安装和拆卸都需要较高的技术,而且必须加倍小心,精准操作,一旦出现差错,往往会酿成安全事故.

2.1.安装技术

2.1.1.安装形式

塔吊的安装方式主要有两种,一种是固定式,一种是内爬式的.固定式目前采用钢筋混凝土组合的结构形式,以钢筋混凝土结构为承台,将塔吊基脚固定于台上.内爬式则需要借助于支撑系统.两种形式都是在预埋件做好之后,先在地面完成各部件的拼装,然后根据建筑实际情况,选择合适的起重安装设备,依照从上到下的顺序完成安装工作.

2.1.2.爬升系统安装技术

内爬式系统是比较常用的,每套塔吊使用三套支撑系统、三套爬升框以及一套爬升梯,内爬系统由爬升梯、爬升节和爬升液压系统组成,支撑系统分为抬轿式、斜拉式、斜撑式和撑拉结合式,在具体工程当中根据实际需要选用[1].

2.1.3.采用合理的安装形式

由于高层建筑一般为对称结构,因此,在大型动臂式塔吊安装也应该是对称的,而且应该尽量使用悬挂式支撑方式,而不要采用简单支撑方式.为了提高稳固性,还应该相应地对建筑墙体进行加固处理,以满足塔吊附着的要求.

2.1.4.防塔吊后倾技术

大型动臂式塔吊是通过吊臂摆动来实现建筑材料的转运的,目前市场上的大型动臂式塔吊采用杆式结构,上部采用钢丝绳承拉,再加上新型材料的运用,使得塔吊重量减轻、结构较为合理,但是大型动臂式塔吊也存在缺点,即后倾风险较大,在实际施工当中就出现过后倾的事故.导致后倾的原因是多方面的,一般后倾事故容易发生在吊臂处于最小幅度突然空载时.此时平衡拉索无法发挥作用,塔吊重心后移,当其位移至一定位置时就会使塔身倾翻.为了防止塔吊后倾,在安装过程中需要采取必要措施.例如在动臂后根部设置强力弹簧,从而增大前倾力矩,从而起到防止动臂后倾.

2.2.拆卸技术

在高层建筑施工完成后,就必须拆除大型动臂式塔吊,而此时的塔吊高度一般会超过两百米,再加上其自身质量大,因此拆除难度较大.笔者对多年的实际工作进行了分析,并结合有关文献资料,设计出了一套拆卸大型动臂式塔吊的方法.该种方法主要分为五个基本步骤：第一步使用M600D动臂式塔吊拆除M1280D动臂式塔吊；第二步使用16吨屋面塔吊拆除M600D动臂式塔吊；第三步使用6吨屋面塔吊拆除16吨屋面塔吊；第四步使用简易拔杆拆除6吨屋面塔吊；最后人工拆除拔杆并利用现场施工升降机落地.

3.结语

随着建筑的高度不断增加,大型动臂式塔吊的应用也越来越广泛,因此其安装和拆卸也变得越来越频繁,由于塔吊结构复杂、体积大、重量大等特点,使得操作起来难度很大,近年来时有事故发生,造成了巨大的损失,为了进一步提高超高层建筑施工的安全性,必须进一步探索完善大型塔吊的安装和拆卸技术,在本文中,笔者结合工作经验提出了一些新的技术,希望能够对相关工作有所帮助.