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在超高層建筑屋面改造、構件拆除維修或更換等工程中,往往會需要用到起重設備,此時屋面吊以其構件輕、起重量大、可人工安拆等優點被較多的采用,然而屋面吊沒有塔身節,無法進行頂升加節,當待拆構件高度較大時,屋面吊的起升高度不滿足使用要求。為有效解決此問題,結合某工程實踐案例,對屋面吊在超高層屋面上的附墻頂升作業進行分析和總結,為后續施工過程中遇到類似的情況提供借鑒和指導。
1工程概況與屋面吊參數
1.1工程概況深圳市某既有超高層建筑高290m,由于屋面翻新和改造的要求,需要將屋面以上的部分構件進行拆除,并且對屋面的相關設備進行調整和更換。經綜合考察和評估,起重設備選擇QTD63-5T屋面吊和QTD100-12T屋面吊,其中QTD100-12T屋面吊主要用于構件的拆除吊裝。由于屋面吊基礎與待吊裝構件的高度差較大,屋面吊本身的起升高度不滿足吊裝需求,為此廠家設計生產了一套用于屋面吊附著頂升的組件。
1.2屋面吊參數該QTD100-12T屋面吊最大起重臂長為30m,現場實際使用臂長為25m,最大起重量為12t,最大幅度處起重量為2.5t,無附著時最大塔身高度為24m,現場實際安裝塔身高度為39m,其結構形式見圖1。
2附著頂升重難點分析
1)重難點一該QTD100-12T頂升裝置為新增組件,起重臂最小幅度不滿足將標準節掛設在引進橫梁上的要求。解決措施:在起重臂臂根節和塔頂合適位置分別設置定滑輪,在平衡臂根部設置1個3t的卷揚機,專門用于頂升加節和降塔作業中標準節的吊裝就位,設置情況見圖2。2)重難點二頂升配平問題,由于該型號屋面吊沒有設計平衡重,在常規起重臂與套架開口同一方向時無法進行頂升配平。解決措施:對屋面吊上部結構進行計算分析,并聯系生產廠家確認,決定采用反向頂升降塔方式,即起重臂方向與套架開口方向在相對的兩個方向;并且為驗證該頂升方式的安全性,提前在地面進行試頂升作業。3)重難點三頂升作業對氣象條件要求較為嚴格,而該工程中的頂升作業發生在200m的高空,并且正值深圳市臺風季期間,惡劣天氣頻繁,對頂升安全影響較大。解決措施:在屋面吊A形塔頂設置風速儀,同時在建筑屋面層4個方向不擋風處設置氣象用風速儀,實時監測屋面和塔頂的風力;與氣象站聯動,以氣象預報方式實時通報建筑所在區域的氣象變化情況,以便及時應對惡劣的氣象條件。4)重難點四附著設置,附著位置僅有鋼柱,無法采用常規附著埋件,并且附著作業時鋼柱位置缺乏人員操作的空間。解決措施:提前在附著位置安裝組合式鋼平臺,為人員作業安全提供保障;根據實際優化附著埋件形式,僅采用上下兩塊耳板和加勁板,提前開設弧形槽,與鋼柱全熔透焊接,附著埋件形式見圖3。5)重難點五附著立面布置,正值深圳市臺風季,200m高空的風壓較大,屋面吊最大獨立高度、附著間距和懸臂高度均有較大變化。解決措施:根據《深圳市建筑起重機械防臺風安全技術規程》規定的風壓和GB/T13752-2017《塔式起重機設計規范》規定的風壓高度變化系數計算相應高度的風壓,聯系生產廠家重新確定附著的立面布置,同時根據現場實際情況和防臺風要求,最終確定附著道數、附著間距和懸臂高度。
3附著做法
1)附著采用雙側四桿形式,其示意圖見圖4。圖4附著形式示意圖2)附著連接耳板與鋼柱采用全熔透等強焊接,焊接前要首先簽署動火證,再做好接火工作,最后注意避風。焊接方法采用CO2焊焊接,使用金橋1.2mm藥芯焊絲,焊接前需將埋件周邊清理、打磨,使埋件焊接表面平整,焊縫等級為一級全熔透焊縫,要求整體焊縫無偏焊、漏焊、氣孔、夾渣等現象。焊接完成后用鐵紅環氧樹脂防銹漆進行涂抹,以防在氣候變化時改變焊縫質量?,F場焊接完成后進行焊縫探傷。3)附著桿采用雙肢格構+綴板形式,主肢選用16b#槽鋼,綴板規格為150×50×6mm,附著桿一側設置調節螺桿和活接頭,具有一定的調節余量,附著桿與耳板及附著框兩端采用銷軸進行連接。4)根據防臺風要求、生產廠家出具的資料和現場實際,確定共設置兩道附著,第一道位于從下往上第5節標準節中部,第二道位于從下往上第9節標準節中部,第二道附著以上懸臂塔身高度為4.5節標準節。5)附著安裝和驗收要求:①附著安裝必須由取得專業資質的隊伍進行,并應有技術和安全人員在場進行監督和指導;②參加作業人員必須戴好安全帽、系好安全帶、穿勞保鞋,工具裝入工具袋內;使用前必須進行檢查,不合格必須更換;③同一道附著裝置上的各拉桿安裝在同一水平面內,水平度控制在1.5°內;④附著以后,在無風狀態下,附著以下塔身軸心對支撐面的側垂直度應在2/1000以內,懸臂端塔身軸心對支撐面的側垂直度應在4/1000以內;⑤各結構的連接焊縫無明顯可見的焊接缺陷;⑥各連接螺栓應緊固,開口銷應充分張開;⑦附著撐桿與附著框耳板,以及附著框與塔身、附著框內撐斜桿與標準節的連接必須牢固可靠;⑧各附著裝置組件應無銹蝕或銹蝕不超過原厚度的10%。
4頂升加節施工流程
4.1頂升加節前的準備工作①檢查安裝完成之后的頂升輔助裝置并使液壓機構處于正常狀態;②檢查頂升套架與回轉下支座連接是否完好;③檢查頂升元寶梁與油缸是否用銷軸連接以及檢查掛靴與頂升耳座是否固定牢固;④放松電纜線,使得電纜線總長度大于塔吊頂升后的總高度,使用電纜夾緊固好電纜。
4.2頂升配平該型號屋面吊為反向頂升,即起重臂方向與套架開口方向完全相反;頂升前首先采用增加的輔助裝置將標準節用引進小車起吊與放置在引進橫梁上,然后起重臂旋轉180°至套架開口的反方向,理論配平數據為:起重臂角度為55°。將液壓頂升系統操作桿推向塔機頂升位置,使爬升套架及其上部結構頂升至回轉下支座支腿剛剛脫離最上一節標準節主弦桿的位置。檢查回轉下支座4個支腿與最上一節標準節4個主肢是否在同一垂直線上,并觀察爬升套架上的導向輪與塔身標準節主肢間隙是否基本相同,以檢查塔機回轉以上結構是否相對頂升油缸鉸點處于平衡狀態。如不平衡,應先將爬升套架降下,穿上銷軸,略微調整起重臂仰角,重復以上流程,直至上部結構平衡,使得塔機上部重心落在頂升油缸軸線上。
4.3頂升加節施工首先將起重臂回轉至套架開口方向,采用頂升輔助裝置吊起標準節,操作屋面吊使起重臂仰起至最大仰角,操作輔助頂升裝置緩慢下鉤,使吊有標準節的引進小車剛好落在引進橫梁上。將頂升輔助裝置的吊鉤收起,操作屋面吊使起重臂旋轉180°,與套架開口方向完全相反,并按實際的配平數據進行配平。鎖緊塔機回轉總成上的回轉制動器,使塔機回轉機構處于制動狀態,然后取下回轉與標準節的連接銷軸。啟動液壓頂升系統后,油缸活塞桿伸出,將頂升元寶梁的爬爪放在距元寶梁最近的塔機標準節的頂升踏步上并頂緊,確認無誤后繼續操作液壓頂升系統,再將爬升套架部分頂起10~20mm后停止操作,檢查配平情況是否符合要求、頂升元寶梁等傳動部件是否存在異響、變形,油缸活塞桿是否有自動縮回、漏油等不正?,F象,確認無誤后,方可繼續頂升。直至與頂升套架的上爬爪位于標準節踏步塊的上方。頂升作業停止,操作液壓系統將油缸收回,使頂升套架上的上爬爪放置在臨近的一個踏步塊上。確認2個上爬爪已全部準確地壓在踏步頂端,同時確認結構無局部變形或其他異常情況后,取下下爬爪的防脫銷軸,將油缸活塞桿全部縮回,提起頂升元寶梁,重新使頂升元寶梁上的爬爪重新放置在標準節的踏步上。重復以上操作,直至露出的空間足夠將標準節引入套架內。標準節引入套架就位后,操作液壓系統緩慢收回油缸,直至該標準節完全落入下一節標準節的魚尾板內,打上連接銷軸。將引進小車推出套架以外,重新操作液壓系統緩慢油缸,使回轉下支座完全落入最上一節標準節的魚尾板內,即完成一節標準節的頂升加節作業。重復以上操作,可將屋面吊頂升至預定高度。
4.4頂升加節注意事項頂升過程中嚴禁進行變幅、回轉、吊裝等操作。通過與生產廠家設計師當面溝通,明確該型號塔機的頂升狀態風壓控制在125Pa,即10min時距平均風速為9.4m/s,3s時距平均瞬時風速為14.1m/s,嚴禁超出此風速要求。在頂升前必須要檢查放松電纜線后的位置,確保不與其他構件有纏繞、被擠壓等風險,以防在頂升過程中電纜線遭到擠壓、變形從而造成損壞。在頂升或降塔的操作中,必須使用爬爪安全銷,以免發生爬爪脫落的事故。若要進行連續頂升作業,在頂升下一節標準節之前,應采用頂升專用銷軸將回轉與標準節連接,該銷軸直徑比正常銷軸直徑小2mm。頂升加節到方案預設高度后,應將起重臂俯仰至不同的角度,塔機回轉至不同的方位,檢查塔機標準節各個連接處節點、附著框和附著拉桿等各個連接部分的緊固情況。
4.5頂升與附著作業順序該塔機初始安裝塔身高度為3節標準節,經綜合判斷,確定頂升與附著順序如下:①頂升5節標準節,此時塔身高度為8節標準節;②安裝第一道附著框、附著桿等附著組件;③再次頂升4節標準節,此時塔身總高度為12節標準節,第一道附著以上懸臂高度為7.5節標準節;④安裝第二道附著框、附著桿等附著組件;⑤頂升1節標準節,達到所需最大高度;此時塔身總高度為13節標準節,兩道附著間距為4節標準節,第二道附著以上懸臂高度為4.5節標準節。
5頂升中突遇大風應急措施
經查閱該型號屋面吊說明書以及咨詢生產廠家,明確頂升一節標準節共分3個油缸行程,其中第一行程0.6m,第二行程1.4m,第三行程1.4m。經與生產廠家溝通,分油缸行程確定以下應急措施。1)當第一行程未頂升完成時突遇大風,緊急降塔,打好連接銷軸,人員緊急撤離。2)當第二行程未頂升完成時突遇大風,緊急降塔,打好連接銷軸,人員緊急撤離。3)當正在頂升第三行程時突遇大風,緊急頂升完成,將標準節裝好并打好連接銷軸,人員緊急撤離。4)最危險工況,按8級風作為極限值,突遇大風達到該風級時人員緊急撤離,以保證人員安全為第一原則。
6結語
該工程的屋面吊在高空進行反向頂升加節作業,是對屋面吊擴大適用范圍進行的一次有益的嘗試和實踐,通過頂升作業分析、風險控制等最終實現既定目標,可為屋面吊的頂升加節尤其是在高空中進行作業提供借鑒。
作者:王俊國 成磊 陳鏡宇 王曉楠 陳向平 單位:中國建筑第二工程局有限公司華南分公司