塔式起重机超长距离附墙技术应用

廖祖富、周国庆、施伟、卢梁、赵哲晗

[摘  要]：以长三角G60科创之眼项目6#办公楼结构外附塔式起重机采用超长附墙的技术应用为实例，说明超长附墙的设计和转换形式，从而实现塔式起重机在核心筒-钢框架结构建筑施工中的快速附墙应用。

[关键词]：超长附墙、塔式起重机、快速附墙、附墙转换

近年来，城镇化进程加快，核心筒-钢框架结构建筑越来越多地涌现出来。选择和安置塔吊是这些建筑建设过程中的关键因素之一。核心筒-钢框架结构的建筑设计是由内钢筋混凝土核心筒结构加外框架钢结构组成，因此在外框架结构施工之前都会进行核心筒结构的施工。在核心筒-钢框架结构的建筑施工中，往往通过在核心筒内安装动臂塔式起重机来完成施工，而动臂塔式起重机的安装和租赁成本较高，会增加工程成本，传统的塔式起重机又无法使用正常长度的附墙杆，因此，在不影响施工建设的条件下，合理选择塔机的墙体附着和转换形式，打破传统附着距离的限制，保障施工进度，是一项新的任务和挑战。

1工程概况

长三角G60科创之眼07-02地块项目为集办公、研发、商业零售等于一体的城市综合建筑体，位于上海市松江区九新公路与长兴东路交叉口西北侧，总建筑面积约8.2万平方米，用地面积23641.1平方木，包含1#至8#栋的办公、研发楼和商业零售。其中，6#楼建筑高度79.05米，地下1层，地上17层，总建筑面积27068.94平方米。6#楼结构形式为混凝土核心筒+外框架钢结构+钢管混凝土结构，建成后将成为长三角G60项目主要的办公、研发建筑。

图1项目效果图

2塔式起重机平面布置

6#楼周圈外围由钢框架组成，钢梁、钢柱构件数量多，重量大，最大单个构件重量达5.6吨，吊次多且吊重较重，加之周边施工场地狭小，塔式起重机布置受限，如果在核心筒内采用动臂塔式起重机作为垂直运输工具，则在塔式起重机施工半径内无法覆盖主楼附近地库区域，需在主楼周边地库区域另行布置1-2台塔式起重机。结合项目特点和施工场地实际情况，确定在6#楼东侧地库区域设置1台外附形式塔吊，编号、型号为1#塔吊TC7525，塔吊平面布置示意详见图2，塔吊型号参数详见表1。

图2塔吊平面布置示意图

表1 塔式起重机型号参数

编号	塔式起重机型号	自由高度/m	臂长	壁端吊重	最大吊重	基础形式
1#	TC7525	56	65m	3.45T	16T/17m	砼桩基基础+预埋地脚

3塔式起重机附墙方案设计

（1）塔吊附墙形式

6#楼混凝土核心筒要先于外钢框架施工，塔式起重机随着施工楼层的升高，需附墙于混凝土核心筒上。塔式起重机为避免影响外框钢框架施工，定位立于外框架外围，其附墙杆采用超长杆件进行附墙，附墙于混凝土核心筒外墙两侧阳角边，墙厚450mm，如图3所示。

图3塔吊核心筒附墙平面细部图

核心筒与附墙杆通过预先预埋在核心筒现浇墙上的预埋连接件及耳板进行连接，连接件为20mm厚的钢板+300mm长直径25的螺纹钢筋锚固端，钢板尺寸为400*800mm，钢板与螺纹钢筋锚固端进行塞焊。核心筒混凝土浇筑完成拆模后，耳板与预埋连接件进行焊接，采用坡口焊进行焊透，如图4所示。预埋连接件及耳板的材质为Q235B，所有构件去毛刺、棱角，安装时板材不可发生变形、弯曲。

图4预埋件与耳板示意图

（2）超长附墙式塔吊拉杆设计

根据塔式起重机的定位布置，1 #塔吊TC7525距6#楼混凝土核心筒直线距离为13.55m，超长拉杆附墙点为避开核心筒外框架内的钢柱，以及为保证附墙拉杆必要的夹角，附墙拉杆长度均接近15m，属于超长附墙拉杆，最长一道拉杆长度达15.78m。

塔吊超长附墙式拉杆的制作工艺如下：

1）超长附墙拉杆截面有2种形式，中段选用400*400mm截面的四肢格构柱，两端挠度较小区域，采用250a槽钢拼接成的双肢格构柱。250*250mm截面的双肢格构柱，主肢采用双拼25a#槽钢，400×400mm截面四肢格构柱，主肢采用4L125X10角钢，缀条选用L50*5角钢，净间距600mm,如图5所示。

图5超长附墙拉杆设计图

2）四肢格构柱与双肢格构柱连接处需要加连接板，连接板与250截面格构柱连接处设置加筋板。

3）缀条与主肢采用满焊形式，焊缝高度不小于8mm，其余连接位置焊缝高度不小于12mm。焊接焊条型号为CMC-CE10HRC46-524.0，采用人工焊接，焊接前清除钢材表面污物、铁锈，焊接要连续，焊缝饱满无气泡、夹渣等缺陷。

4）拼接时须注意拼方转接长度的控制，单根拉杆槽钢拼方总长度不宜超过3m。

5）超长拉杆整体水平度控制在≤1/1000，制作完成后及时在拉杆表面进行喷漆处理。

6）超长拉杆与塔吊、混凝土核心筒预埋连接件采用销轴连接，连接处紧实无缝隙，销轴开口销打开且开口销不能用铁丝替代。

4塔式起重机附墙施工

（1）塔式起重机附墙优化

正常超长附墙杆施工存在临时附墙和正式附墙转换的过程，临时附墙为超长附墙杆，正式附墙为正常长度附墙杆，当核心筒施工到一定高度时，进行第一次临时超长附墙拉结，顶升塔吊再继续进行核心筒施工，此时核心筒外围已具备施工作业面，外围钢框架可正常施工，外围钢框架的建设高度受限于核心筒的外围防护脚手架，一般施工进度会落后核心筒 5-6 层。此时为保证施工进度，核心筒施工到一定高度后会进行第二道超长附墙施工，此时外围钢框架施工层数落后核心筒5-6层，此时外围钢框架上可进行正式附墙拉结，拉结完成后拆除第一道超长临时附墙杆往上进行第三道临时超长附墙安装，从而实现塔吊超长临时附墙杆的周转循环。

在实际施工过程中，核心筒外围钢框架施工会受天气、原材料运输等因素影响，施工进度一般不好控制，外围钢框架施工进度会存在落后核心筒6-7层的情况，核心筒外围钢框架落后层数过多，此时塔吊正式附墙无法安装，临时超长附墙杆无法进行周转，塔吊面临无附墙杆无法进行顶升的窘境，此时会限制核心筒的施工进度；若要进行顶升，需额外增加一道临时超长附墙杆进行附墙，会额外增加施工成本。

项目经过综合分析和考虑，优化附墙的转换和选择，在核心筒采用临时超长附墙杆做为正式附墙，不在外框钢框架上设置附墙杆，减免正式附墙和临时附墙的转换，从而实现塔吊的快速附墙，利于现场核心筒施工进度的把控。

（2）塔式起重机附墙概况

6#楼1#塔吊附墙形式采用三杆附墙形式，附墙与核心筒预埋件连接，如图6所示。

图6塔吊附墙平面图

1#塔吊根据6#楼建筑高度共计使用三道超长附墙杆，不设置正常长度附墙杆，具体附墙信息见表2。

表2附墙信息表

编号	楼栋	型号	臂长	最终高度	附墙高度（相对于基础面）	附墙形式
1#塔吊	6#楼	TC7525	65m	96.3m	6层（32m）/10层（50m）/14层（66m）	预埋

（3）塔吊附墙施工状况

1#塔吊超长附墙杆施工工艺如下：准备工作→安装附墙框→安装附墙耳板→配平塔机→校正附墙杆件长度→安装附墙杆→测量塔机垂直度→顶升塔机。

1#塔吊附墙立面施工工况如下：塔吊初始安装高度为56m，当6#楼核心筒施工到8层时，此时在第6层安装第一道超长附墙，塔吊进行顶升4个标准节；当6#楼核心筒施工至11层时，此时在第10层安装第二道超长附墙，塔吊进行顶升6个标准节；当6#楼核心筒施工至15层时，此时在第14层安装第三道超长附墙，塔吊进行顶升5个标准节，达到终装高度，如图7、8、9所示。

图7第一次超长附墙立面工况图

图8第二次超长附墙立面工况图

图9第三次超长附墙立面工况图

5现场实施注意要点

（1）附墙件进场前验收

由于附墙杆为主要受力构件，附墙杆长度需符合附墙要求，附墙杆配件螺栓、销轴、垫铁等紧固件齐全，无变形、开焊、裂纹等现象，进场前需对附墙框、附墙杆、附墙支座等结构件进行尺寸、外观质量等进行检查。对于核心筒附墙部位浇灌的混凝土，需达到强度 C30 后方可进行附墙拉结。

（2）附墙杆拆除

由于附墙拉杆整体长度较大，拉杆大部分位置位于楼层中，外框钢结构及楼板施工完成后，难以整体拆除。拆除时需在楼层中设置马凳，附墙拉杆在楼层内根据加工整段长度进行肢解，用千斤葫芦运至地面，可根据需求实现其他项目塔吊附墙的重复利用。

6效益分析

（1）节省工期分析

核心筒框架结构采用常规附墙，则需等待外钢框架安装完成后方可进行附着，塔式起重机到达顶升高度时，需等待至少1层外钢框架结构施工完成方可附着，1层外钢框架常规工期为4天，全部采用塔吊超长附墙则无需等待外钢框架施工。根据现场情况，若采用常规附墙6#楼至少需要进行3次附着，采用超长塔吊附墙则能节省工期12天。

（2）环境效果分析

减少机械能耗，节省了钢结构加固钢板等材料投入。同时超长拉杆可实现周转使用，节约了钢材。施工期间不产生环境污染，符合绿色施工节材及环境保护要求。

7结语

超长距离附墙技术应用的出现，使得塔式起重机的使用范围和能力得到了极大的拓展。本文介绍在核心筒－外框架结构类型的建筑施工过程中，在不影响正常施工的条件下，采用外附着形式的塔式起重机，应用塔吊超长附墙技术和优化超长拉杆的转换选择，实现塔吊快速附墙，有效保障现场施工进度，极具推广应用价值。

参考文献：

[1]朱涛,钱秀雷,李军.塔吊超长附墙杆件的设计和使用[J].建筑安全, 2013(2):3.DOI:10.3969/j.issn.1004-552X.2013.02.019.

[2]陆总兵,陆健.027工程塔吊非标准附墙设计与施工[C]//江苏省土木建筑学会建筑机械专业委员会2017年学术年会. 香港中医学会、教育研究基金会, 2017.

[3]余纯.大型动臂式塔机超长附墙杆件的设计和安装技术[J].建筑施工, 2019, 41(5):3.DOI:CNKI:SUN:JZSG.0.2019-05-044.

[4]郑祥杰.塔吊附墙工况对高层建筑外框钢结构的影响及加固设计[J].建筑施工, 2021.DOI:10.14144/j.cnki.jzsg.2021.08.026.

[1]朱涛,钱秀雷,李军.塔吊超长附墙杆件的设计和使用[J].建筑安全, 2013(2):3.DOI:10.3969/j.issn.1004-552X.2013.02.019.

第一作者简介信息

作者姓名:廖祖富  出生年份:1995  性别:男  学历:本科

现有职称:助理工程师

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