热门关键词:

楼面行走式塔式起重机施工工艺设计

  • 该文件为pdf格式
  • 文件大小:292.15KB
  • 浏览次数
  • 发布时间:2014-08-03
文件介绍:

本资料包含pdf文件1个,下载需要1积分

l14施 工 技 术C0NSTRUCTION TECHN0L0GY2013年 9月下第 42卷 第 18期DOI:10.7672/s~s2013180114楼面行走式塔式起重机施工工艺设计马小晶 ,薛 冈4 ,孟书斌 ,张德欣(1.内蒙古科技大学建 筑与土木 工程 学院,内蒙古 包头 014010;2.北京建工集团北京市机械施工有限公司,北京 100045)[摘要]为解决狭小场地下进行大跨、超重钢结构的吊装问题 ,设计 了位于楼面上的行走式塔式起重机施工工艺。

在大型钢结构施工 中,可 以通过在钢柱上增加牛腿 ,增加柱 间钢梁来支撑行走轨道 ,使塔式起重机在 建筑物 内部行走,完成钢结构吊装作业 ,解决大型钢结构工程中内部吊装大构件的难题。对行走式塔式起重机的受力性能进行分析,指出行走式塔式起重机施工过程中的控制要点 ,并对行走式塔式起重机的经济性进行分析。结果表明该施工工艺设计合理 ,经济效益明显。

[关键词 ]建筑机械 ;行走式塔式起重机 ;钢结构 ;安装[中图分类号]TH213.3 [文献标识码]A [文章编号]1002-8498(2013)18-0114—04Construction Process Design of Tower Crane W alking on FloorMa Xiaojing‘,Xue Gang ,Meng Shubin ,Zhang Dexin(1.School of Architecture& Civil Engineering,Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou,Inner Mongolia 014010,China;2.Be ng Mechanized Construction Co.,Ltd.,e ng Construction Engineering Group Co.,Ltd.,Beijing 100045,China)Abstract:In order to solve the hoisting dificulty when constructing a large-span and overweight steelstructure in a narrow space,a construction technology was designed to use tower cranes that can walk onthe floors.During the construction of the large-scale steel structure,corbels were added on steel columnsand extra steel beams were set up between columns to support the rails for the tower crane SO that thetower crane can walk inside the structure to finish the hoisting job.This technology can solve theproblems of lifting large structural elements from the inside of a large steel project.This paper analyzesthe mechanical behaviour of the walking tower crane,indicates the key points to control during theconstruction.The economical eficiency of the walking tower crane construction is also analyzed.Theresults show that the construction technology with walking tower crane was properly designed andgenerated obvious economic benefits.

Key words:construction equipment;walking tower crane;steel structures;instalation随着我国建设事业的不断发展,大跨度空间钢结构迎来了前所未有的发展机遇。各种高、大、重、造型奇特的钢结构建筑不断涌现,传统的钢结构安装施工工艺已经无法满足作业要求,传统安装设备甚至难以胜任新的吊装任务。基于此,近年来涌现出一批新 的钢结构施工工艺。位 于楼面上 的行走式塔式起重机施工工艺便是其中之一,这种技术有效地解决了狭小场地下进行大跨、超重的钢结构吊装的问题。该工艺在实际工程 中有不少应用 ,例如东北师范大学体育馆的预应力空间曲面钢管桁架[作者简介]马小晶,硕士研究生,E—mail:tcmxj###126.com[收稿日期】2013-01-05屋盖,新建天津西站的站房屋盖等工程。本文以长沙北辰三角洲钢结构施工 中采用 的行走式塔式起重机为例,对其施工工艺进行分析 。 。

1 工程概况长沙市开福区的北辰三角洲西北区(命名 A1地块)包括酒店、商业、写字楼等综合公共建筑共计32万 m 。该工程施工面积大 、吊装范围广 、工程工期紧。其中商业部分区段为6层,局部 9层。采用多跨钢结构,柱网尺寸为8.6m X 8.6m,平面形式呈小鸟形状,轮廓尺寸约为 240m×170m。如采用常规的固定式塔式起重机施工,受其塔臂长度限制,需要安装最少 2部 固定式大型塔式起重机才能满足吊装要求,施工成本过高。该工程室内有 3层地下马小 品等 :楼面行走式塔式起 重机施1二T 艺设计 l15室,地上部分为全钢结构,最大构件单体质量为25t,如履带式起重机行至室 内进行 吊装作业 ,则楼 面承载力无法满足要求 ,需要进行加 固 ,这种 施工方法不仅耗用大量资金,而且拖延进度。为此,设计了行走式塔式起重机悬空于柱间行走施 工工艺 ,满足了现场的施工要求 。

依据 A1地块 的现场特点及构 件 吊装需求 ,对行 走 式 塔 式 起 重 机 进 行 设 计 。现 场 安 装 1台TC7052塔式起重机 ,安装 高度达 54m,安装臂长 为40m。安装时,需采用 50t汽车式起重机辅助吊装作业 ,汽车式起重机 20m范 围必须进行加固处理 。图1所示为塔 式起重机平面布置 ,塔式起重机行走 范围⑩ ~⑨轴;轨道布置在⑩ ~⑩轴。考虑施工技术的经济合理性 ,在行走轨道的初始安装 阶段仅安装◎ ~⑩轴的行走式塔式起重机轨道,即图 1阴影部分所示区域 。阴影 区以外 的 区域 ,可依 据工 程进度,拆卸⑥ 一⑩轴中闲置的同种型号钢轨。行走式塔式起重机的工作范围,给工程施工提供极大的便利。同时,材料可周转利用 ,降低 了施工成本。

/,/ i 、、 / | 、 \ , \ \ / 、

、 8\ , _;I \ 、 l \ \ \ 1
-1、 ###‘蚤6孺 、 ### f/, 魁 蒌 囊 毒筘 /F i \ :f 1 i,, ,彳 [轨道 睦标高处 轴 .. -’ -一 行走式, l 1 C7I 52土苎= 托 匡机 / 、,、 : \、 、 ,、
、 ,图 1 塔式起 重机平面布置Fig.1 Layout of tower crane2 塔式起重机轨道布置及设计思路行走式塔式起 重机所使用 的轨道可 以依 照建筑物的柱网尺寸进行设计。在长沙北辰 A1地块项目中,行走式塔式起重机轨道布置于⑩ ~⑩轴,如将行走式塔式起 重机平 台梁直接 布置于⑩轴及 ⑥轴柱顶,则相邻结构单元(⑩ ~⑩轴,⑩ ~⑩轴)钢梁无法正常安装 ,影 响工 程进度。现场施工时 ,塔式起重机采用 6m×6m底架 ,将行走式塔式起重机平台梁 固定于已有的柱间牛腿上 ,可以最大程度地减少轨道布置对工 程进度 的影 响。每跨 中间布置连梁,并在梁间设置斜支撑,用来增强结构体系的整体刚度。

图 2为行走式塔式起重机轨道平面布置。①轴处存在建筑高差,将行走轨道分为3种规格 :⑩ 一⑥轴为第 1种 GL一1(初始安装◎ ~④ 轴,共计 3组);⑧ ~⑥轴为第 2种 GL一2(独立 1组);① ~⑨轴为第 3种 GL一3(初始安装① ~④轴,共计 3组)。

其中第 1种 和第 3种 钢梁 分 别在 其 区域 内倒 换使用 。

0 0 。。

图 2 行走 式塔式起 重机 轨道 平面Fig.2 Layout of walking tower rails以①,⑩ ,① ,④ 为例进行详细说明。其中①~ ⑧ 为低标高(32.400m)部分,⑧ ~①为变标高部分,① ~① 为高标高(33.400m)部分。为保证主钢梁在 同一标高 ,低标 高段 平 台梁 安装在 牛腿 上部,如图3中⑥ 轴结构布置;高标高段平台梁与牛腿同一标高,如图3中①轴结构布置。

长沙北辰 三角洲 Al地块钢结构施工 中,行走式塔式起重机轨道 的布置方式合理应对 了轨道 行进过程 中的楼面高差 问题 ,进一步扩大了行走式塔式起重机的应用范围。

钢轨轨道 钢轨轨道} ?.、 j l 牛腿平台粱 上_—牛腿 平台橐研 j! 9《32 400 I 钢柱 0 32.40(f 8 600 一I r图 3 变标 高行走式 塔式起重 机轨道安装示 意Fig.3 W alking tower rails installationwith variable elevation3 行走式塔式起重机轨道截面设计3.1 截面初选行走式塔式起重机使用 阶段每侧有 2组轮子 ,两侧共计 4组轮子 。根据 TC7052行走式塔式起重机有关参 数 ,对塔式 起重 机荷载 综合考 虑进行 折算 ,得出每组轮子对轨道的最大轮压为 585kN,平 台梁跨度为 8.6m。平台梁整体偏于安全考虑 ,按照简支梁计算。平台梁 、钢轨 自重相对于塔式起重机及吊重荷载较小 ,可省略计算 。轮压荷载偏于安全考虑为集 中荷载 ,作用于平 台梁跨 中。依照钢结构 吊车梁优化设计原则对钢梁截面进行选取 。

吊车梁 的高度为:h 一7 1I 5M /f一300 (1)1l6 施工技术 第 42卷腹板经济厚度为 :t =~/ 。/3.5 (2)基于综合考虑,优化分析的基础上,行走式塔式起重机的平台梁采用 H1 000×400×16×30,材质为 Q345B;连梁采用 H400×200×10×16,材质为Q345B;斜撑采用 [16。

3.2 截面复核依照现行规范对行走式塔式起重机的平台梁进行验算 ’ 。

平台梁截面的特性参数如下 :, : 6.75 × 10 mm ,, = 0.32 × 10 mmA : 3.9 × 10 mm。

1)正应力计算 行走轨道 的轮压荷载偏于安全考虑为集中荷载,作用于平台梁跨中。

盯 =My/(1"xf )

剪切应力:.r=VS/( )≤ (4)局部承压强度or = F /(tw1 )

: PL /(48EI )≤ [ ] (7)4)稳定性验算 平台梁受压翼缘 自由长度与宽度进行对比,需验算整体稳定性。

一 。 [√ +( ) ](8):
1.07—0

. 2

82
, M/( Wx)<-, (9)如表 1所示结果,平台梁截面的正应力、剪切应力 、局部承压强度 、折算应力、刚度 、稳定性均满足规范要求。但因为其挠度值较大,已接近设计规范的容许值,在设计时偏于安全考虑,对平台梁中部设置 3m范围的加高区,高度为 1.2m,并在梁间设置斜支撑,用来增强结构体系的整体刚度。

表 1 截面验算结果Table 1 Results of section calculation数值 124 27.59 102 124 7.81 145.9容许值 310 180 310 341 8.6 3104 安装控制要点行走式塔式起重机楼 面吊装 工艺要保证原结构安全,不应大幅改变结构 的受力体 系,在柱间钢梁铺设塔式起重机行走轨道 ,将 钢结 构 吊装到位。

吊装过程中的上部荷载传力途径为:轨道一钢轨一平台梁一牛腿一柱一基础。

现场安装时 ,50t汽车式起重机 20m范围地下室必须进行加固处理,现场实际采用碗扣式脚手架进行支撑作业,并验算脚手架立杆的稳定性以及汽车式起重机下部楼板的抗剪能力。安装塔式起重机台车与底架时,须将连接 4个小车的钢梁准确地放在轨道上 ,用销钉固定每根构件。测量钢梁表面的水平度,误差在要求允许情况下,然后将 台车整体吊起 ,准确地放在轨道上,再进行底架 以及压重 的安装,在安装过程中必须锁紧台车,严禁台车移动或行走。待塔式起重机安装完毕后 ,应检测行走 台车各行走轮和轨道支撑点所组成的平面平行度 ’ 。

行走式塔式起重机安装时,平台梁每间隔 4.3m左右应设置连梁一个 。钢枕对接处接 口要塞实 ,不能有空隙。钢轨两头设置安全夹轨钳,夹轨钳距钢轨端头≥1.5m。并在轨道两端安装行走限位支架,支架安放位置依实际情况而定。轨道水 平度控制在 1/1 000内,垂直度控制在 1.5/1 000内,轨距允许漏差在 1/1 000内,钢轨接头间隙在 4mm 内,钢轨接头高差在 2mm内。

5 经济性分析行走式塔式起重机施 工工艺在诸多工程 中被证明是可行的。塔式起重机下部 的支撑体系,诸如行走轨道 、钢枕 、平台梁、牛腿等主要构件采用高强螺栓连接 ,拆卸方便 ,可以反 复利用。使施工成本得到大幅度降低,做到了经济环保。比起常用的固定式塔式起重机,在楼面上的行走式塔式起重机可以免除塔式起 重机对地下工程 的影响。在 实际工程中采用该工艺 ,地下 室可以实现提前验收 ,节 省人力及工时。行走式塔式起重机的工作范围广 、运行效率高、吊装能力强。综合使用,可以降低安装工程工期约 20% 。

采用行走式塔式起重机,满足了大范围吊装的需求。以长沙北辰三角洲 A1区工程为例,原本需要 2台固定式塔式起重机的工作区域使用 1台行走式塔式起重机便可以完成,在很大程度上节省了人工。如表 2所示。

较传统的固定式塔式起重机施工工艺而言,由于行走式塔式起重机本身具有良好的机动性和灵活性等特点,故在机具设备的投入和使用等方面要简化得多。可以大幅度节省设备的进出场费用及2013 No.18 马小晶等 :楼面行走式塔式起重机施工工艺设计 117设备的使用安拆费用。以长沙北辰三角洲 A1工程为例 ,对引入行走式塔式起重机前后设备机械费用进行对照,如表 3所示。

表 2 引入行走式塔式起重 机前 后劳动 力组织情况Table 2 Labor organization changes before andafter using the walking tower crane表 3 引入行走式塔式起重前后设备机械 费用Table 3 M achinery cost changes before andafter using the walking tower crane综上所述 ,在施 工作业 面广的 区域 ,引入行走式塔式起重机 ,取得 了 以下 的效 果 :材料 的重复利用可以做到经济环保,地下结构的提前验收可以节省工程工期,塔式起重机广泛覆盖的工作区域可以很大程度地节省材料、设备 、人工及资金。

6 结语以长沙北辰三角洲 A1地 块为例,对行走式塔式起重机进行受力分析,指出行走式塔式起重机施工过程 中的控制要点 ,并对行走式塔式起重机的经济性进行分析。表明该施工工艺设计合理,可以节省大量的人工、机械费用,取得了良好的经济效益、社会效益。在施工作业 面面积大、构 件单重较重 、重型机械根本无法进人建筑物内部进行作业等因素的影响下从而导致 内部重 型构件无 法 吊装 的大型钢结构工程中,行走式塔式起 重机施工工艺有着更加广阔的应用空间。

参考文献 :[1] 高兰玉,王益民,迂长伟.1 lOOt-ril超大轨距行走塔式起重机在高架候车层施工中的应用[J].施工技术,2011,40(10):17一l9.

[2] 石永久.轻型钢结构吊车梁优化设计[J].工业建筑,2001,31(1):49-5I.

[3] 北京钢铁设计研究总院.GB50017-2003钢结构设计规范[S].北京 :中国计划出版社,2003.

[4] 唐齐超,潘晓峰,周砚涛.行走式塔 吊上楼层吊装加固施工技术[J].钢结构,2011(9):61-65,74.

[5] 张炳华,刘新明,王正峰,等.大型行走塔吊安拆关键控制技术研究[J].工程质量,2011(S1):99—101.

[6] 罗昭军.位于楼面上的行走式塔吊吊装大跨度钢结构施工及性能分析[D].重庆:重庆大学,2011.

[7] 冶金工业部建筑研究总院.GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范[S].北京:中国计划出版社,2002.

[8] 黄盛.桥面移动塔吊施工工法[J].贵州工业大学学报,2008,37(6):166.169.

(上接第 82醯辎蜮塔页 )跨度/ma第1组荷载跨度/mb第2组荷载图 3 不同楼盖下楼盖折算板厚 比较Fig.3 Convert slab thickness for diferent floors4 结语1)同样条件 下,现浇无梁空心楼 盖的刚度、抗变形能力 比普通楼盖要强。

2)相对于普通楼 盖,现浇无梁空心楼盖用钢量小,折算板厚小,自重轻,而且这种差距随着荷载和跨度的增大而增大 ,而且现浇无梁空心楼盖的高度小得多。

参考文献:[1] 徐有邻,冯大斌.推广现浇空心楼盖发展节约型混凝土结构[c]//全国现浇混凝土空心楼盖结构技术交流会论文集.上海 ,2005.

[2] 程志军,王晓锋.《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》CECS175:2004简介[C]//全国现浇混凝土空心楼盖结构技术交流会论文集.上海 ,2005.

[3] 中国建筑科学研究院.CECS175:2004现浇混凝土空心楼盖结构技术规程[S].2004.

[4] 张希宏.现浇混凝土空心楼盖施工技术[J].山西建筑,2009,35(33):146—147.

[5] 高志强.现浇混凝土空心楼盖分析与设计方法研究[D].上海:同济大学,2007.

[6] 吕忠慧,王世超.箱形模盒现浇混凝土空心楼板问题分析[J].施工技术,2010,39(S1):174-175.

正在加载...请等待或刷新页面...
发表评论
验证码 验证码加载失败