裝配式建筑塔式起重機(jī)高效布置研究

鄭志遠(yuǎn)，張蔚然，程 浩

（中建三局科創(chuàng)發(fā)展有限公司，湖北 武漢 430040）

0 引言

施工現(xiàn)場管理首先是施工場地布置，如何在有限的施工場地內(nèi)，合理有效地布置各類設(shè)施，規(guī)劃各種設(shè)施機(jī)械間的關(guān)系，以減少施工安全隱患，從而提高安全水平，減少材料二次搬運(yùn)，提高利用率，減少施工過程成本消耗，提高工程效益，將有助于裝配式建筑及綠色施工的推行和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。

裝配式建筑一般通過提高施工現(xiàn)場機(jī)械化程度，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和減少工人高空作業(yè)時(shí)間，達(dá)到縮短工期、提高生產(chǎn)效率的目的，與此同時(shí)，高效且快速施工要求現(xiàn)場配套充足的各類資源堆場和吊裝設(shè)備的安裝場地，在裝配式建筑施工場地中需考慮更復(fù)雜的場地布置。裝配式建筑有以下特點(diǎn)：塔式起重機(jī)吊裝頻率較高，吊裝時(shí)間較長；構(gòu)件與材料堆場分類繁雜，堆場數(shù)量較大；車輛流動(dòng)量大，停滯時(shí)間長等。因此如何有效進(jìn)行施工場地的塔式起重機(jī)高效布置，并將其相互聯(lián)動(dòng)，縮短吊裝施工時(shí)間，提高吊裝效率是本文的研究重點(diǎn)。

1 塔式起重機(jī)選型與高效布置

塔式起重機(jī)的選型影響因素可分為預(yù)制構(gòu)件單元?jiǎng)澐帧⑺狡鹬貦C(jī)吊運(yùn)覆蓋范圍、吊重性能、吊次頻率4個(gè)方面。如預(yù)制構(gòu)件單元?jiǎng)澐诌^大將導(dǎo)致構(gòu)件尺寸和質(zhì)量過大，使塔式起重機(jī)型號(hào)過大，不經(jīng)濟(jì)，起吊過程艱難，效率較低；若預(yù)制構(gòu)件單元?jiǎng)澐诌^小，則會(huì)導(dǎo)致塔式起重機(jī)吊次頻繁，延長施工周期及降低施工效率，同樣也不經(jīng)濟(jì)。

為保證現(xiàn)場塔式起重機(jī)高效且有序進(jìn)行裝配式工程施工，在塔式起重機(jī)施工前需對項(xiàng)目預(yù)制構(gòu)件的數(shù)量、質(zhì)量、堆場位置及吊裝時(shí)間和頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并制定相應(yīng)的塔式起重機(jī)施工計(jì)劃。預(yù)制構(gòu)件單元?jiǎng)澐峙c塔式起重機(jī)選型是相互影響的過程，選擇一個(gè)最佳方案需反復(fù)優(yōu)化調(diào)整。

塔式起重機(jī)選型及布置技術(shù)路線如下：預(yù)制構(gòu)件單元?jiǎng)澐帧狡鹬貦C(jī)布置位置選擇→塔式起重機(jī)選型→塔式起重機(jī)吊重分析→塔式起重機(jī)吊次分析與優(yōu)化調(diào)整→塔式起重機(jī)布置復(fù)核。

1.1 預(yù)制構(gòu)件單元?jiǎng)澐?/h3>

預(yù)制構(gòu)件單元?jiǎng)澐謶?yīng)遵循少規(guī)格、多組合的原則，同類型的預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量應(yīng)接近，從而降低預(yù)制構(gòu)件吊次；塔式起重機(jī)吊裝半徑越大，構(gòu)件單元?jiǎng)澐值某叽鐟?yīng)相應(yīng)減小。從而根據(jù)構(gòu)件單元?jiǎng)澐殖叽纭①|(zhì)量作為塔式起重機(jī)選型的重要參考。

構(gòu)件拆分時(shí)需分析構(gòu)件的平均質(zhì)量與塔式起重機(jī)型號(hào)的遞增關(guān)系，以及構(gòu)件拆分?jǐn)?shù)量與塔式起重機(jī)額定吊重與吊次頻率的關(guān)系。

從分析可知，構(gòu)件拆分?jǐn)?shù)量越少，劃分尺寸和質(zhì)量越大，塔式起重機(jī)選型也越大，但塔式起重機(jī)吊次相應(yīng)減少。因此需考慮使塔式起重機(jī)的吊重與吊次性能達(dá)到一個(gè)最佳區(qū)間值的方案。

1.2 塔式起重機(jī)布置

現(xiàn)場單元若是對稱結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)一般分布在單元北側(cè)，樓梯布置在單元中間區(qū)域，為使塔式起重機(jī)以較小力臂起吊較大質(zhì)量的預(yù)制構(gòu)件，從而充分提高起吊效率，應(yīng)將塔式起重機(jī)布置位置初步選取在單元北側(cè)中心線上。

1.3 塔式起重機(jī)選型

根據(jù)工程實(shí)際情況，將現(xiàn)場分為單單元結(jié)構(gòu)和雙單元結(jié)構(gòu)，再根據(jù)套型每層建筑面積和構(gòu)件質(zhì)量對塔式起重機(jī)進(jìn)行初步選型。

一般對于重0.1～5.0t的構(gòu)件，可選型臂長60m的塔式起重機(jī)，用于單單元結(jié)構(gòu)起吊；選型臂長達(dá)75m的塔式起重機(jī)，用于雙單元結(jié)構(gòu)起吊。

1.4 塔式起重機(jī)吊重分析

在塔式起重機(jī)型號(hào)初步確定的情況下，需復(fù)核塔式起重機(jī)能否完成所有構(gòu)件的吊重工作。首先要統(tǒng)計(jì)施工現(xiàn)場所有單元的套型構(gòu)件數(shù)量及相應(yīng)構(gòu)件的重量。然后將各類型構(gòu)件重量標(biāo)識(shí)在塔式起重機(jī)布置平面圖上，標(biāo)識(shí)塔式起重機(jī)額定吊重的3條分界線，如20，35，60m處的額定吊重，確保每段分界線內(nèi)塔式起重機(jī)的額定吊重要大于起吊構(gòu)件重量（見圖1）。

圖1 塔式起重機(jī)吊重分析

1.5 塔式起重機(jī)吊次分析

首先要對每層所需吊運(yùn)的構(gòu)件進(jìn)行吊次匯總，包括構(gòu)件從地面吊運(yùn)至施工樓層和樓層之間構(gòu)件的轉(zhuǎn)運(yùn)。計(jì)算塔式起重機(jī)單個(gè)吊次所需時(shí)間，然后對塔式起重機(jī)吊運(yùn)的每個(gè)過程進(jìn)行精確分解。最后按最不利工況，計(jì)算一天內(nèi)每臺(tái)塔式起重機(jī)的吊次；再按照裝配式結(jié)構(gòu)平均5～7d一層的進(jìn)度，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)層塔式起重機(jī)的最大構(gòu)件吊次，若構(gòu)件吊次大于每層所需吊運(yùn)的次數(shù)，則布置1臺(tái)塔式起重機(jī)即可滿足；若不滿足，應(yīng)考慮增加1臺(tái)塔式起重機(jī)或補(bǔ)充汽車式起重機(jī)進(jìn)行吊裝。

1.6 塔式起重機(jī)復(fù)核

需對塔式起重機(jī)的覆蓋范圍、防碰撞措施、塔式起重機(jī)附著位置進(jìn)行復(fù)核，如圖2所示。

圖2 三維施工現(xiàn)場布置

2 結(jié)語

通過研究塔式起重機(jī)初步選型、布置位置、吊重分析、吊次分析等關(guān)鍵技術(shù)措施，總結(jié)一套關(guān)于裝配式建筑場地內(nèi)高效、經(jīng)濟(jì)的塔式起重機(jī)選型和布置的技術(shù)路線，可為國內(nèi)裝配式建筑場地內(nèi)塔式起重機(jī)如何高效布置提供參考。

基于裝配式建筑高效塔式起重機(jī)布置，能夠有效避免裝配式項(xiàng)目吊裝工序目前存在的部分施工難題，大大提高現(xiàn)場作業(yè)效率，同時(shí)滿足裝配式項(xiàng)目成本降低、工期縮短的目標(biāo)要求。