淺談超高層大體量鋼構(gòu)塔吊選型及群塔附著、頂升

計克賢 王 松 吳習元

（中建三局集團有限公司，福建 廈門 361000）

淺談超高層大體量鋼構(gòu)塔吊選型及群塔附著、頂升

計克賢 王 松 吳習元

（中建三局集團有限公司，福建 廈門 361000）

摘 要：某公建項目包含A、B兩棟超高層塔樓，其中B棟塔樓含多個核心筒，為群體建筑。外框筒鋼結(jié)構(gòu)量巨大，造型復(fù)雜，安裝難度大；為保證工程總體進度，每棟塔樓布置了3臺塔吊，塔吊的選型、定位與附著、頂升方式對施工進度的安排影響較大，如何恰當選擇塔吊型號與附著、頂升方式對超高層建筑尤為重要。

關(guān)鍵詞：塔吊選型；群塔附著；頂升；超高層；大體量鋼結(jié)構(gòu)

1 工程概況及背景

工程用地面積53270.5m2，總建筑面積263680m2（不含避難層6075㎡），其中地上建筑面積約185585m2，地下建筑面積約78095m2，由總高度153.55m的A座塔樓及總高87.95m的B座塔樓及裙房組成。其中A座地上35層，B座地上主樓區(qū)地上20層，地下室二層。主樓結(jié)構(gòu)采用混凝土核心筒加鋼結(jié)構(gòu)外框筒結(jié)構(gòu)，外框結(jié)構(gòu)呈梯田狀，逐層向上收。立面效果圖如圖1所示。

鋼結(jié)構(gòu)概況：本工程A樓單層面積約4900m2，核心筒面積僅490m2，外框鋼結(jié)構(gòu)梁吊裝及安裝量巨大。鋼結(jié)構(gòu)總量約46470t，A座15298t，B座31174t。A樓塔樓區(qū)單層構(gòu)件量為核心筒勁性柱10根，外圍鋼柱49根，鋼梁739根。B樓塔樓區(qū)單層構(gòu)件量為核心筒勁性柱30根，外圍鋼柱58根，鋼梁746根。外框鋼柱包含大量斜柱、弧形鋼梁等，安裝難度大。

2 塔吊選型分析

目前，因大型公建項目的工期均緊迫，核心筒多采用液壓爬模或頂模施工，核心筒剪力墻與外框筒采用等步距爬升施工，核心筒進度較快，通常比外框鋼構(gòu)快4～5層；塔吊定位應(yīng)考慮各施工階段鋼結(jié)構(gòu)及土建堆場的統(tǒng)一布置，場內(nèi)交通、塔吊的覆蓋范圍及吊重等諸多因素，減少材料的二次轉(zhuǎn)運。塔吊臂長的選擇應(yīng)綜合整個施工部署及進度因素考慮，塔吊臂長加長會增加材料堆場使用面積，同時若確定一臺塔吊的臂長大于與相鄰塔吊間的距離，則在整個附著、頂升過程中，長臂塔吊始終應(yīng)保持最高塔位置，決定了塔樓四周群塔的頂升方式。塔吊型號的選擇需考慮塔吊的位置、起吊點、鋼柱分節(jié)，最大構(gòu)件重量等；分節(jié)較長，對塔吊起重性能及起吊點要求高，分節(jié)縮短又增加了吊裝次數(shù)及安裝、焊接量。

圖1 立面效果圖

圖2

外框鋼結(jié)構(gòu)的進度直接影響外框塔吊的附著、頂升，塔吊受自由高度及附著以上懸高及群塔的相互影響，通常需要及時附著才能頂升，否則直接影響核心筒爬模結(jié)構(gòu)施工；本工程由于外框鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件量較大，安裝爬模架后核心筒的進度正常達到6-7天一層，外框鋼結(jié)構(gòu)的進度需保持與核心筒同步；吊次分析：A樓單層構(gòu)件約800根（上部樓層構(gòu)件數(shù)量減少），考慮樓層高度、起吊準備、輔助工作，安裝固定等因素每吊平均20～30分鐘，剔除土建施工時間，一臺塔吊每天工作時間按12小時計，每臺塔吊理論每天可吊24～36吊，需在6～9天內(nèi)完成外框安裝，故必須在每棟塔樓四周各布置3臺塔吊，以滿足總體施工要求。

圖3

圖4

3 附著及頂升方式

本工程兩棟塔樓均設(shè)置3臺塔吊，其中A樓采用2臺塔頭式塔吊MC480，1臺平頭塔T8030；B樓采用1臺MC480，1臺平頭MC370及1臺T8030。其中MC480附著以上的懸高為66m，T8030附著以上懸高為54.2m，MC370附著以上懸高為54.7m。其中MC480第一道附著最低應(yīng)在30m以上，MC370第一道附著最低應(yīng)在30m以上，T8030第一道附著最低應(yīng)在35m以上。且兩道附著之間的距離應(yīng)按照塔吊廠家說明書要求，不能隨意增加附著。這也要求在核心筒爬模高度受到塔吊當前高度（群塔的最低塔高度）限制之前，外框鋼結(jié)構(gòu)的進度需滿足塔吊的附著頂升，否則核心筒無法繼續(xù)施工，無法保證連續(xù)作業(yè)。

以A樓塔吊為例說明，首次安裝時，2#MC480塔吊為最高塔高度74.91m，1#MC480塔吊為中塔高度63.35m，3#T8030塔吊為最低塔57.3m。分別以三種方式說明塔吊附著、頂升方式的區(qū)別及對外框進度的要求。

3.1 方式一：塔頭、平頭交叉頂升

根據(jù)施工進度，塔吊的附著、頂升應(yīng)在核心筒爬模無法爬升或核心筒勁性柱無法吊裝前完成，且低塔應(yīng)頂升超過高塔，保證與高塔的斜拉桿、大臂及平衡臂不會產(chǎn)生沖突。這對塔吊的頂升性能要求較高，因T8030附著以上的懸高僅為54.2m，與MC480附著以上懸高66m約差12m；核心筒施工至8層板面時，3#塔吊附著在地上第4層外框柱上，T8030無法完成對MC480的超越，塔吊性能決定此方案不可行。如圖3所示。

3.2 方式二：塔頭在上、平頭塔在下

（1）同層附著、同步頂升，塔吊高低位不變

若采用同步、循環(huán)頂升，頂升次數(shù)多，高塔一次頂升高度小，最低塔在下部受核心筒爬模施工進度要求需不斷頂升。如：3#塔為低塔，因進度原因3#塔需最先頂升，附著在4F柱，要保持1、2#塔為高塔，需提前頂升，附著在3F 或4F柱，此時2#塔（最高塔）從4F朝上本身懸高約45m，附著以上最大懸高為66m，附著后最多頂升3節(jié)；1#、3#塔跟著頂升3節(jié)=17.34m。核心筒施工4 層=4×4.2=16.8m后需再次頂升，即核心筒每施工四層需提升一次，外框進度必須保持同步；3#塔吊在核心筒施工至26層拆除，總提升次數(shù)約為（24/4-1）×3+2=17次。如圖4所示。

（2）塔頭MC480交叉，平頭塔始終在最下方

轉(zhuǎn)換頂升思路：①不一定要最下部的塔吊先頂升，要充分發(fā)揮MC480附著以上懸高優(yōu)勢②考慮各塔吊第一道最大附著高度及兩道附著之間的距離。先施工塔吊附著區(qū)域的鋼柱、鋼梁保證塔吊附著；發(fā)揮每臺塔吊附著懸高的極限，盡量減少附著次數(shù)，每次附著塔吊均需2-3天/臺。此情況下3臺塔吊附著總道數(shù)（加臨時附著）為10次。

3.3 方式三：全部改為塔頭（MC480）的情況下分析

因MC480塔吊附著以上懸高為66m，根據(jù)塔吊平面定位要求，任意兩臺MC480塔高度上需錯開2個標準節(jié)。最低塔要超越最高塔需反超6節(jié)（6×5.78m=34.68m），外框筒的進度與最低塔的進度相差5～6層（21m～25.2m），兩者之和小于66m，故在外框鋼柱滿足附著施工的情況下塔吊可以任意進行交叉頂升超越，同時發(fā)揮了塔吊的懸高優(yōu)勢，附著的次數(shù)少，通過模擬分析，總的附著次數(shù)為10次。

3.4 群體建筑進度對密集型塔吊附著、頂升的影響（B2、B3、B4區(qū)）

本工程B座塔樓區(qū)由3個核心筒加外框筒組成，3個核心筒從地下室開始因場地移交的原因，施工有先后，其中4#塔吊因外框鋼構(gòu)吊裝需要覆蓋了B2、B3區(qū)的核心筒，5#塔吊覆蓋了B2、B3、B4區(qū)核心筒，6#塔吊覆蓋了B2、B3、B4區(qū)核心筒。B3區(qū)核心筒區(qū)的進度比B4區(qū)的進度快約2個月。在B3區(qū)核心筒施工受到6#塔吊首次安裝高度限制之前，6#及5#塔吊均應(yīng)完成附著頂升，否則核心筒的施工將停止；故群體建筑在塔吊布置時或者避開對周邊建筑的覆蓋或者應(yīng)同步等節(jié)奏施工，否則會顧此失彼。

結(jié)語

超高層建筑施工，因場地、工期、結(jié)構(gòu)形式、外框鋼結(jié)構(gòu)體量等因素不同，在塔吊定位與數(shù)量的選擇上各有不同，總體上需考慮各施工階段的材料堆場布置，鋼構(gòu)件分節(jié)及起吊、施工進度及群塔作業(yè)等因素。同時群體建筑中因塔吊的附著、頂升因素，應(yīng)慎重定位并在定位后按照總體部署進行各單體的施工，保證各區(qū)塊均能順序進行。

參考文獻

[1]李艷.論超高層建筑施工中塔吊的選型與定位 [J].山西建筑，2012.

[2]楊嗣信.高層建筑施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[3]超高層建筑施工中塔吊的合理應(yīng)用[J].工業(yè)建筑，2012（12）.

[4]寧麗.高層建筑群塔附著頂升有序協(xié)調(diào)作業(yè)技術(shù)與應(yīng)用[J].建筑機械，2012.

中圖分類號：TU74

文獻標識碼：A