塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法操作原理

塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法适用范围

《塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法》适用于因固定式基础影响而无法对塔式起重机进行正常安装作业的情况，也适用于在建筑施工至中后期因工程需要临时在不同高度安装塔式起重机的情况。

塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法技术理论

《建筑物水平整体位移施工工法》的工艺原理是：

1.采用SAP2000计算机有限元计算方法，对塔式起重机钢基础的设计计算、悬挂式安装施工方法﹑钢抱柱的设计实施进行验算复核。

2.在已完工的结构柱任意两柱体之间设置一钢制基础，采用30毫米的钢板，在上下层柱体底部焊制4个抱箍，在4个抱箍之间设置杆梁件，组成立体钢制基础。

3.将塔式起重机悬挂安装在已完工的结构柱上，达到安装后使用塔式起重机的目的，满足了施工需求。

塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法施工工艺

《塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法》的工艺流程及操作要点如下：

一、工艺流程

复核柱距→绘制加工图→有限元验证→杆梁加工→现场放线→组队钢基础→焊接→焊接钢支脚→卸荷→塔机安装。

二、操作要点

1.塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法包含钢基础的设计、钢基础的复核计算、钢基础的制作和钢基础的安装四个部分。

2.钢基础的设计是指在已完工的结构柱任意两柱体之间设置一钢制基础，采用30毫米的钢板，在上下层柱体底部焊制4个抱箍，在4个抱箍之间设置杆梁件，组成立体钢制基础。

3.钢基础的复核计算是指将钢基础的通过有限元建立模型，然后将模型简化为杆件单元，通过采用SAP2000计算机有限元计算法，将塔身和附着杆件建模，按固定式、工作状态和固定式、非工作状态8种工况进行复核计算。

4.钢基础的制作是指所有杆、梁件全部在车间制作，采用二氧化碳气体保护焊并按工艺要求进行焊接，焊接后作无损探伤合格后出厂，出厂成品的现场拼装采用二氧化碳气体保护焊并按工艺要求进行焊接，焊缝高度等于母材厚度，全部焊缝焊接完成后，经探伤检测合格后取出对应杆件下方的垫木，让各杆梁件下挠受力，完成钢基础的焊接制作。

5.钢基础的安装是指将塔式起重机支腿放线定位后按照图纸要求焊接在杆件指定的部位，然后按照塔式起重机说明书安装顺序安装基础节、套架、回转总成、回转塔身节、塔顶撑架总成、平衡臂、起重臂直至完成全部安装，经调试，检验合格后方可投入使用。

《塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法》的特点有：

一种全新的塔式起重机钢制基础悬挂安装施工技术，解决和弥补了以往大型机具、内爬式塔式起重机施工完成后无法拆除的难题，也适合在建筑施工至中后期因工程需要临时安装一台塔式起重机施工，是一种成本低、效率高、用时短节能减排绿色环保的施工技术，具有安装速度快、质量好、安全可靠性高、费用低等优点，该项技术在长沙擎天广场项目施工中成功应用，并取得了较好的社会效益和经济效益，更符合节能减排、绿色环保、技术先进、经济合理的要求。

随着高层建筑的不断增加，塔式起重机已成为工程施工中最为广泛的起重机械，但由于工程施工要求的特殊性，如：设计的要求、现场施工实际条件或工期的影响等因素，会造成塔机在施工过程中不能采用固定式基础进行安装作业，即无基础式安装。

由中建二局第二建筑工程有限公司承建的新楚擎天广场项目，在建筑施工至中后期时，需要将一台动臂式ZSL380塔式起重机在高度160米屋面进行拆除，ZSL380塔式起重机最重部件为16吨，这个高度汽车吊是无法吊运的，采用现有技术至少要在高度160米屋面上搭设⒉台塔式起重机进行交替拆除，还要在高度160米屋面上设置⒉个塔式起重机安装基础，屋面事先没有设置埋件，这样塔式起重机安装基础就无法生根，为解决这一难题设计了塔式起重机钢制基础悬挂安装施工技术。根据ZSL380塔式起重机最重单件为16吨，直接采一台QTZ7030塔式起重机，QTZ7030塔式起重机性能上能满足吊运单件重量16吨吊运高度200米的要求，方法是在已完工的结构柱任意两柱体之间设置一钢制基础﹐将塔式起重机悬挂安装在已完工的结构柱上，达到安装使用塔式起重机的目的。中建二局第二建筑工程有限公司据此总结出《塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法》。

《塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法》的材料设备要求如下：

一、材料

施工材料见表1：

二、主要机具、设备用表

1.钢基础制作部分，见表2：

2.钢基础安装部分，见表3：

施工企业采用《塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法》施工时，应采取的质量控制要求如下：

一、制作过程中的质量控制

1.为确保构件制作质量，对制作的工艺规程以及装配焊接等生产技术问题（包括工程概况构件数量关键部件的说明验收标准）进行层层技术交底

2.所选用的板材必须具有出厂合格证及原始资料，查验合格后方可进入加工厂使用；

3.选择拥有性能良好，使用功能齐全的加工设备的加工厂；

4.焊条应具有出厂合格证或材质报告，要求电焊条使用前应用烘干箱进行烘干，使用埋弧焊接选用的焊丝及焊剂必须与所用的母材相配套；

5.所有操作人员必须严格按技术质量安全交底内容执行，焊接人员必须持证上岗。

6.吊板构件生产过程中实行全过程质量控制，严格按照IS09000标准的要求，做好各个工序的自检互检交接检。

二、现场安装过程中的质量控制

1.安装前应用经纬仪或全站仪等仪器放线控制轴线位置，用水平仪控制其结构标高，使安装误差控制在规范要求范围内。

2.在安装过程中，严格按照图纸的尺寸和设计要求进行安装，并严格控制和调整好标高、轴线间距等相关尺寸等。

3.在构件吊装过程中应按吊装方案程序进行，安装前必须熟悉图纸，按图纸的设计要求，合理安排吊装顺序进行安装。

4.钢基础的安装高度及水平度应采用水平仪进行放线控制。

施工企业采用《塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1.应执行的安全规范标准

a.《建筑施工安全技术统一规范》GB50870-20132

b.《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011

c..《建筑工程施工现场供用电安全规范》GB50194-20144

d.《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012

2.施工人员进场，必须经过入场教育并考试合格后方可上岗。特殊工种必须持有上岗操作证，严禁无证上岗。

3.进入现场必须戴安全帽。严禁穿拖鞋高跟鞋或光脚进入施工现场。现场禁止吸烟。

4.施工过程中，工具要随手放入工具袋内，上下传递材料或工具时不得抛掷，工具电气的操作严格按操作规程，严防伤人。

5.严格防火措施，确保施工安全，禁止违章作业。

6.夜间作业，作业面保证足够的照明。

7.每天做到工完场清，文明施工，文明现场。

施工企业采用《塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法》施工时，应采取的环保措施是：

1.进入现场的材料分门别类实行挂牌整齐堆放，凡不符合要求的各种物资，一经检查验收不合格者，不得进场或立即清出现场。

2.结合施工进度，进行有针对性的文明施工和职业道德教育。

3.实行文明施工，杜绝现场“脏乱差”现象，做到“施工不扰民绿化不践踏”，树立良好的企业形象。

4.现场有平坦干净的通道，不堵塞，不积水，施工废水有排水沟合理排放。

5.在现场内外做到不违章占道，不违章搭设堆物，不造成火灾交通事故隐患。

6.遵守国家省市有关环境保护法律法规条例细则等的规定，必须采取有效措施，控制施工现场的各种粉尘废气废水固体废弃物以及噪声振动对环境的污染和危害，并合理安排施工时间，减少作业噪声扰民。

7.现场定人定时清理，建筑垃圾必须用哪个废旧塑料袋装好清运到规定的地点卸放。

8.生活垃圾定点堆放，及时清理，不得有焚烧行为。

9.夜间施工控制认为噪声，车辆进出严禁鸣喇叭。

10.教育施工作业人员，提高环境保护意识。

中建二局第二建筑工程有限公司采用《塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法》施工的效益有：

一、经济效益

由中建二局第二建筑工程有限公司承建的新楚擎天广场项目，成功应用了塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法。要拆除已安装的ZSL750动臂塔机，常规的施工方法需要在已停工的楼层顶部安装2台动臂塔机，型号分别为ZSL380和ZSL120，拆除顺序为先用ZSL380拆除ZSL750；然后用ZSL120拆除ZSL380，最后ZSL120自行解体拆卸运输。采用该工法，只需要安装一台7030塔机，用来拆卸ZSL750。

与传统的方法相比，该工法取得了较大的经济效益。经济效益计算方法及其说明如下:

1.因现场属于中途停工状态，屋面层不具备制作动臂塔机基础的条件，需要在屋面层上增加一层用来做两台动臂塔机的基础，以满足动其安装条件，通过测算，每个基础的制作费用（含人工、材料、砼、机械等）平均在30万左右，共计60万。采用新方法，节约了两个动臂塔机基础的制作费用，只需要利用现场原有的材料进行钢基础的焊接和组装即可，通过测算，一个钢基础的制作费用（含人工、焊材等）约5万；两种方式对比产生的直接经济效益为60-5=55万。

2.根据大型设备租赁市场行情，每台动臂塔机的进退场费（含运输）平均费用为40万，两台共计80万。采用新方法，只需要安装一台7030塔机，7030塔机的进退场费10万，两种方式对比产生的直接经济效益为80-10=70万。

3.根据大型设备租赁市场行情，每台动臂塔机的安拆费用（含人工、住宿、检测费用等）为20万计算，共计40万。7030塔机的安拆费用为8万。两种方式对比产生的直接经济效益为40-8=32万。

4.根据大型设备租赁市场行情，ZSL380动臂塔机的租赁费用为12万/月，ZSL120动臂塔机的租赁费用为10万/月，使用时间2个月，共计44万。7030塔机的租赁费用为6万，使用时间为1个月。两种方式对比产生的直接经济效益为44-6=38万。

综上所述，按常规方法需要工期60天，实际工期20天，节约工期40天；采用塔式起重机钢制基础悬挂安装施工方法产生直接经济效益55 70 32 38=200万。

二、社会效益

塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法的提出建议了一种低成本、高效率、工期短、节能减排绿色环保、经过实践证明的新型施工工法。

注：施工费用以2014—2018年施工材料价格计算

中建二局第二建筑工程有限公司采用《塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法》在长沙擎天广场项目施工中得到成功运用，该项目由湖南新楚擎天广场项目开发有限公司开发，项目位于长沙市芙蓉区五一大道与长岛路交叉口西北角，由2栋超高层办公塔楼、6层裙楼和6层地下室组成，主要功能为商务办公、酒店、商业和地下停车。结构形式为采用钢管混凝土叠合柱框架 钢筋砼核心筒 伸臂析架体系结构。通过该工法的运用，解决了现场动臂塔机段时间内无法拆卸的难题，作业过程中未发生安全事故。该工法提供了一种操作简单、快捷、成本低、时间短、节能环保、效率高的塔式起重机安装方法，同时也拓展了塔式起重机的安装方式，达到了业主对于工期的要求。

2020年9月2日，湖南省住房和城乡建设厅以湘建科〔2020〕136号文件发布《关于公布2019年度省级工程建设工法的通知》，《塔式起重机钢制基础悬挂安装施工工法》被评定为湖南省2019年度工程建设省级工法。

悬挂式建筑单层悬挂结构建筑

在这种建筑中，梁、桁架、薄壳或屋面板等刚性构件组成的屋顶用悬挂索吊住，锚固在中心柱上，形如吊伞；也可锚固在两端的塔架上，形如悬桥。中国60年代初建造的南昌拖拉机齿轮厂齿轮车间的悬挂式建筑，柱网为12×12米,屋顶用4块4×4米的壳板组成一伞形，用8根拉索悬挂在立柱头上（图1）。1962年意大利曼图亚市建造的布尔哥造纸厂为跨度最长的悬挂式建筑，屋顶总长250米（中间跨度163米），宽30米，仅用4根钢缆将支承屋顶的4根纵向钢梁悬挂在两座 50米高的混凝土A形支腿的塔架顶端。

悬挂式建筑高层悬挂结构建筑

这种建筑主要由井筒、吊架或斜拉杆、吊杆和各层楼板构成。井筒常采用钢筋混凝土结构，也可采用钢结构。各层楼板的内端支承在井筒上，外端由吊杆悬挂住，吊杆悬挂在由井筒伸出的吊架上，也可用斜拉杆悬挂在井筒的顶端。所有荷载传递到中心或两端的井筒，再由井筒传至基础。根据层数、平面和立体形状，可采用顶部悬挂或分组悬挂，悬挂的方式可用桁架悬挂或用斜拉杆悬挂。1985年建成的香港汇丰银行是目前世界上最高的大型悬挂结构建筑，地面上43层，高167.70米，采用5组桁架式悬挂结构，垂直构件为8组钢柱，每组4根柱子。1972年建造的美国明尼阿波利斯的联邦储备银行，12层楼的荷载通过吊杆悬挂在两个高为8.5米、跨度长为84米的桁架大梁上，又用两条工字型钢作成的悬链，对大梁起辅助作用。悬链式构件产生的水平力由桁架大梁承受，以后还可再增加层数，悬挂在钢拱上。

高层建筑采用悬挂式结构，主要有以下特点：

①结构受力明确，吊杆可用高强钢；

②有较多的工作面，加快了施工速度；

③由于筒体先施工，水、电、电梯等设备可先行安装，有利于提早交付使用；

④由于自上而下施工，安装窗户玻璃、油漆、外墙装修等，不会污染饰面；

⑤施工时可用吊篮取代脚手架，费用较低，并可减少工作量。