屋面吊在超高层屋面附着顶升作业的案例解析
时间：2023-06-26 10:05:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
王俊国，成 磊，陈镜宇，王晓楠，陈向平
（中国建筑第二工程局有限公司华南分公司，广东 深圳 518005）
在超高层建筑屋面改造、构件拆除维修或更换等工程中，往往会需要用到起重设备，此时屋面吊以其构件轻、起重量大、可人工安拆等优点被较多的采用，然而屋面吊没有塔身节，无法进行顶升加节，当待拆构件高度较大时，屋面吊的起升高度不满足使用要求。为有效解决此问题，结合某工程实践案例，对屋面吊在超高层屋面上的附墙顶升作业进行分析和总结，为后续施工过程中遇到类似的情况提供借鉴和指导。
1.1 工程概况
深圳市某既有超高层建筑高290m，由于屋面翻新和改造的要求，需要将屋面以上的部分构件进行拆除，并且对屋面的相关设备进行调整和更换。经综合考察和评估，起重设备选择QTD63-5T 屋面吊和QTD100-12T 屋面吊，其中QTD100-12T 屋面吊主要用于构件的拆除吊装。由于屋面吊基础与待吊装构件的高度差较大，屋面吊本身的起升高度不满足吊装需求，为此厂家设计生产了一套用于屋面吊附着顶升的组件。
1.2 屋面吊参数
该QTD100-12T 屋面吊最大起重臂长为30m，现场实际使用臂长为25m，最大起重量为12t，最大幅度处起重量为2.5t，无附着时最大塔身高度为24m，现场实际安装塔身高度为39m，其结构形式见图1。
图1 QTD100-12T屋面吊外形尺寸与结构
1）重难点一 该QTD100-12T 顶升装置为新增组件，起重臂最小幅度不满足将标准节挂设在引进横梁上的要求。
解决措施：在起重臂臂根节和塔顶合适位置分别设置定滑轮，在平衡臂根部设置1 个3t 的卷扬机，专门用于顶升加节和降塔作业中标准节的吊装就位，设置情况见图2。
2）重难点二 顶升配平问题，由于该型号屋面吊没有设计平衡重，在常规起重臂与套架开口同一方向时无法进行顶升配平。
解决措施：对屋面吊上部结构进行计算分析，并联系生产厂家确认，决定采用反向顶升降塔方式，即起重臂方向与套架开口方向在相对的两个方向；
并且为验证该顶升方式的安全性，提前在地面进行试顶升作业。
3）重难点三 顶升作业对气象条件要求较为严格，而该工程中的顶升作业发生在200m 的高空，并且正值深圳市台风季期间，恶劣天气频繁，对顶升安全影响较大。
解决措施：在屋面吊A 形塔顶设置风速仪，同时在建筑屋面层4 个方向不挡风处设置气象用风速仪，实时监测屋面和塔顶的风力；
与气象站联动，以气象预报方式实时通报建筑所在区域的气象变化情况，以便及时应对恶劣的气象条件。
4）重难点四 附着设置，附着位置仅有钢柱，无法采用常规附着埋件，并且附着作业时钢柱位置缺乏人员操作的空间。
解决措施：提前在附着位置安装组合式钢平台，为人员作业安全提供保障；
根据实际优化附着埋件形式，仅采用上下两块耳板和加劲板，提前开设弧形槽，与钢柱全熔透焊接，附着埋件形式见图3。
图3 附着埋件
5）重难点五 附着立面布置，正值深圳市台风季，200m 高空的风压较大，屋面吊最大独立高度、附着间距和悬臂高度均有较大变化。
解决措施：根据《深圳市建筑起重机械防台风安全技术规程》规定的风压和GB/T 13752-2017《塔式起重机设计规范》规定的风压高度变化系数计算相应高度的风压，联系生产厂家重新确定附着的立面布置，同时根据现场实际情况和防台风要求，最终确定附着道数、附着间距和悬臂高度。
1）附着采用双侧四杆形式，其示意图见图4。
图4 附着形式示意图
2）附着连接耳板与钢柱采用全熔透等强焊接，焊接前要首先签署动火证，再做好接火工作，最后注意避风。焊接方法采用CO2焊焊接，使用金桥1.2mm 药芯焊丝，焊接前需将埋件周边清理、打磨，使埋件焊接表面平整，焊缝等级为一级全熔透焊缝，要求整体焊缝无偏焊、漏焊、气孔、夹渣等现象。焊接完成后用铁红环氧树脂防锈漆进行涂抹，以防在气候变化时改变焊缝质量。现场焊接完成后进行焊缝探伤。
3）附着杆采用双肢格构+缀板形式，主肢选用16b#槽钢，缀板规格为150×50×6mm，附着杆一侧设置调节螺杆和活接头，具有一定的调节余量，附着杆与耳板及附着框两端采用销轴进行连接。
4）根据防台风要求、生产厂家出具的资料和现场实际，确定共设置两道附着，第一道位于从下往上第5 节标准节中部，第二道位于从下往上第9 节标准节中部，第二道附着以上悬臂塔身高度为4.5 节标准节。
5）附着安装和验收要求：①附着安装必须由取得专业资质的队伍进行，并应有技术和安全人员在场进行监督和指导；
②参加作业人员必须戴好安全帽、系好安全带、穿劳保鞋，工具装入工具袋内；
使用前必须进行检查，不合格必须更换；
③同一道附着装置上的各拉杆安装在同一水平面内，水平度控制在1.5°内；
④附着以后，在无风状态下，附着以下塔身轴心对支撑面的侧垂直度应在2/1 000 以内，悬臂端塔身轴心对支撑面的侧垂直度应在4/1 000 以内；
⑤各结构的连接焊缝无明显可见的焊接缺陷；
⑥各连接螺栓应紧固，开口销应充分张开；
⑦附着撑杆与附着框耳板，以及附着框与塔身、附着框内撑斜杆与标准节的连接必须牢固可靠；
⑧各附着装置组件应无锈蚀或锈蚀不超过原厚度的10%。
4.1 顶升加节前的准备工作
①检查安装完成之后的顶升辅助装置并使液压机构处于正常状态；
②检查顶升套架与回转下支座连接是否完好；
③检查顶升元宝梁与油缸是否用销轴连接以及检查挂靴与顶升耳座是否固定牢固；
④放松电缆线，使得电缆线总长度大于塔吊顶升后的总高度，使用电缆夹紧固好电缆。
4.2 顶升配平
该型号屋面吊为反向顶升，即起重臂方向与套架开口方向完全相反；
顶升前首先采用增加的辅助装置将标准节用引进小车起吊与放置在引进横梁上，然后起重臂旋转180°至套架开口的反方向，理论配平数据为：起重臂角度为55°。
将液压顶升系统操作杆推向塔机顶升位置，使爬升套架及其上部结构顶升至回转下支座支腿刚刚脱离最上一节标准节主弦杆的位置。
检查回转下支座4 个支腿与最上一节标准节4 个主肢是否在同一垂直线上，并观察爬升套架上的导向轮与塔身标准节主肢间隙是否基本相同，以检查塔机回转以上结构是否相对顶升油缸铰点处于平衡状态。
如不平衡，应先将爬升套架降下，穿上销轴，略微调整起重臂仰角，重复以上流程，直至上部结构平衡，使得塔机上部重心落在顶升油缸轴线上。
4.3 顶升加节施工
首先将起重臂回转至套架开口方向，采用顶升辅助装置吊起标准节，操作屋面吊使起重臂仰起至最大仰角，操作辅助顶升装置缓慢下钩，使吊有标准节的引进小车刚好落在引进横梁上。
将顶升辅助装置的吊钩收起，操作屋面吊使起重臂旋转180°，与套架开口方向完全相反，并按实际的配平数据进行配平。
锁紧塔机回转总成上的回转制动器，使塔机回转机构处于制动状态，然后取下回转与标准节的连接销轴。
启动液压顶升系统后，油缸活塞杆伸出，将顶升元宝梁的爬爪放在距元宝梁最近的塔机标准节的顶升踏步上并顶紧，确认无误后继续操作液压顶升系统，再将爬升套架部分顶起10～20mm后停止操作，检查配平情况是否符合要求、顶升元宝梁等传动部件是否存在异响、变形，油缸活塞杆是否有自动缩回、漏油等不正常现象，确认无误后，方可继续顶升。直至与顶升套架的上爬爪位于标准节踏步块的上方。
顶升作业停止，操作液压系统将油缸收回，使顶升套架上的上爬爪放置在临近的一个踏步块上。确认2 个上爬爪已全部准确地压在踏步顶端，同时确认结构无局部变形或其他异常情况后，取下下爬爪的防脱销轴，将油缸活塞杆全部缩回，提起顶升元宝梁，重新使顶升元宝梁上的爬爪重新放置在标准节的踏步上。
重复以上操作，直至露出的空间足够将标准节引入套架内。
标准节引入套架就位后，操作液压系统缓慢收回油缸，直至该标准节完全落入下一节标准节的鱼尾板内，打上连接销轴。
将引进小车推出套架以外，重新操作液压系统缓慢油缸，使回转下支座完全落入最上一节标准节的鱼尾板内，即完成一节标准节的顶升加节作业。
重复以上操作，可将屋面吊顶升至预定高度。
4.4 顶升加节注意事项
顶升过程中严禁进行变幅、回转、吊装等操作。
通过与生产厂家设计师当面沟通，明确该型号塔机的顶升状态风压控制在125Pa，即10min时距平均风速为9.4m/s，3s 时距平均瞬时风速为14.1m/s，严禁超出此风速要求。
在顶升前必须要检查放松电缆线后的位置，确保不与其他构件有缠绕、被挤压等风险，以防在顶升过程中电缆线遭到挤压、变形从而造成损坏。
在顶升或降塔的操作中，必须使用爬爪安全销，以免发生爬爪脱落的事故。
若要进行连续顶升作业，在顶升下一节标准节之前，应采用顶升专用销轴将回转与标准节连接，该销轴直径比正常销轴直径小2mm。
顶升加节到方案预设高度后，应将起重臂俯仰至不同的角度，塔机回转至不同的方位，检查塔机标准节各个连接处节点、附着框和附着拉杆等各个连接部分的紧固情况。
4.5 顶升与附着作业顺序
该塔机初始安装塔身高度为3 节标准节，经综合判断，确定顶升与附着顺序如下：①顶升5节标准节，此时塔身高度为8 节标准节；
②安装第一道附着框、附着杆等附着组件；
③再次顶升4 节标准节，此时塔身总高度为12 节标准节，第一道附着以上悬臂高度为7.5 节标准节；
④安装第二道附着框、附着杆等附着组件；
⑤顶升1 节标准节，达到所需最大高度；
此时塔身总高度为13 节标准节，两道附着间距为4 节标准节，第二道附着以上悬臂高度为4.5 节标准节。
经查阅该型号屋面吊说明书以及咨询生产厂家，明确顶升一节标准节共分3 个油缸行程，其中第一行程0.6m，第二行程1.4m，第三行程1.4m。经与生产厂家沟通，分油缸行程确定以下应急措施。
1）当第一行程未顶升完成时突遇大风，紧急降塔，打好连接销轴，人员紧急撤离。
2）当第二行程未顶升完成时突遇大风，紧急降塔，打好连接销轴，人员紧急撤离。
3）当正在顶升第三行程时突遇大风，紧急顶升完成，将标准节装好并打好连接销轴，人员紧急撤离。
4）最危险工况，按8 级风作为极限值，突遇大风达到该风级时人员紧急撤离，以保证人员安全为第一原则。
该工程的屋面吊在高空进行反向顶升加节作业，是对屋面吊扩大适用范围进行的一次有益的尝试和实践，通过顶升作业分析、风险控制等最终实现既定目标，可为屋面吊的顶升加节尤其是在高空中进行作业提供借鉴。O
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