超高层建筑施工技术信息.docx
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超高层建筑施工技术信息
超高层建筑施工技术信息库
一、超高层建筑垂直运输体系
1、塔式起重机
1.1国内外发展趋势:
高层、超高层建筑如雨后春笋般越来越多,与工程配套的垂直运输工具—塔式起重机,其作用越来越重要。
塔式起重机应用于建筑已经有100多年的历史,我国独立研发也有50多年了。
纵观塔式起重机发展,主要有以下几个特点:
◆向大幅度、大吨位发展:
随着钢结构建筑的普遍化,要求塔吊吊载和覆盖范围也越来越大,甚至出现了百吨以上的部件吊装,国外丹麦柯尔公司研制成功了10000吨米的塔式起重机,我国中联重科和南京中昇生产出5200吨米的塔式起重机,最大起重量达到240吨。
◆向高处发展:
塔式起重机的自由高度从75米增加到90米,外附式塔吊从300米增加到365米,内爬式塔式起重机则达到600米。
◆向动臂内爬式发展:
目前在建的超高层建筑中,几乎所有的都用到了动臂内爬塔吊,其优势在于,内爬塔吊只需要塔吊安装到自由高度,不需要太多的标准节和附墙装置,这是其一。
其二是,外附塔吊的高度受到限制,最高只能达到365米,这是世界纪录。
第三是,对空间的要求,内爬动臂塔吊结构紧凑,平衡臂短,并且起升臂可通过上下避过障碍区。
◆向全面发展:
塔身可作为其他设备的支撑,例如作为混凝土输送管的支撑,还可以作为外用电梯的支撑。
其上可以安装先进的影像设备对施工现场进行监控等。
1.2国内塔吊生产厂家:
早在1984年,我国从法国波坦引进塔式起重机技术,由四川建筑机械厂、沈阳建筑机械厂、北京建筑机械厂三家消化、生产,缩短了我国与世界先进水平的差距,尤其是近几年,一些技术力量雄厚、生产工艺先进的厂家发展迅猛。
例如中联重科、沈阳三洋、四川建机、抚顺永茂、南京中昇等。
1.3超高层建筑塔吊的选型
1.3.1一般建筑高度在100米至250米,施工空间良好的状况下,建议选择一大一小外附式塔吊。
大塔吊负责主楼大件钢结构吊装,小塔吊负责小件钢结构或钢筋、混凝土吊装。
原因是外附式塔吊附着间距大,顶升一次高度比内爬高十几米。
并且在拆除时简单,直接降节按常规方法拆除即可。
组合形式见下表:
组合方式
安装与拆除
优缺点
工程实例
塔头式一大一小
正常安装,拆卸时用大塔拆除小塔
高塔至少超过低塔十米,低塔附着密
北京中关村23#地、石家庄勒泰中心、北京银泰中心、海南海控国际广场
平头式一大一小
同上
高塔超过低塔三米
动臂式一大一小
正常拆装
运行速度较前两种慢
1.3.2超过250米以上的超高层建筑,或建筑高度低于250米,建筑体外场地有限的,一般采用内爬式塔吊组合。
原因是此高度下,塔吊高度接近300米,塔吊本身的钢结构(标准节)受力过大,塔吊安全性降低。
内爬式则用专门的爬升装置,在塔吊保持自由高度的情况下,用建筑物做塔吊支撑和爬升通道,满足所需高度。
动臂内爬式塔吊组合通常也采用大小结合,这样便于施工完成后塔吊的拆除。
这一组合已在超过300米高的超高层建筑上广泛使用。
如在建的上海中心、深圳平安、上海信息枢纽、等。
组合方式
安装与拆除
优缺点
工程实例
塔头式大小组合
正常安装,拆卸时用大塔拆除小塔,屋面吊拆除小塔等
因平衡臂较长,塔吊布置间距大,一般不采用
平头式大小组合
同上
同上
动臂式大小组合
正常安装,或分时段安装;拆除时大塔拆除小塔,屋面吊拆除小塔等
适用于建筑体外场地狭小,建筑高度高
央视大楼、广州新电视塔、天津津塔、上海金茂大厦、在建的上海中心、深圳平安
动臂内爬与塔头式组合
正常安装,动臂拆塔头式塔吊,用屋面吊拆除动臂
核心筒距离要求较大
华西村
1.3.3核心筒电梯井不能满足内爬塔吊安装的。
代表作为上海环球金融中心,采用塔吊内爬外挂式做法:
直接将塔吊固定在核心筒外壁上,爬升方法同内爬式塔吊。
1.4塔吊选型布置注意问题
1.4.1根据工程实际情况,确定最大单件的重量、吊载幅度、卸车点距离,按塔吊吊载性能的80%确定,适当放大;
1.4.2塔吊布置时,相邻塔吊起升臂交叉区域尽量小,减少塔吊高度浪费。
尽量避免塔吊相互覆盖的情况。
1.4.3附着式塔吊要保证塔吊中心离开建筑物最外侧结构4.5米。
1.4.4综合工地施工流水线,选择塔吊时,要把塔吊自由高度作为一个重要参数考虑,防止因施工造成塔吊与建筑物干涉状况。
1.5塔吊基础
1.5.1一般情况下,在满足地基承载力的情况下,按照说明书制作即可。
1.5.2地基承载力不满足或地层为流沙等,做桩承载基础。
1.5.3一些工程采用格构式基础承台。
1.6内爬式塔吊爬升方式
内爬式塔吊的爬升机构,由环梁(内爬框架)、液压顶升机构、支承钢梁等组成,内爬框架为框架式结构,两侧设有爬梯,通过支承梁固定在建筑物上。
具体爬升步骤如下:
1.6.1内爬框架按上、中、下三层布置,第一次爬升可以不设下框,爬升结束,中框成为下框,上框成为中框,整机正常工作时可以不设上框,塔机全部载荷由下框和中框承担,以后爬升前再装上框。
1)安装内爬框承重梁
安装内爬框承重梁,内爬框承重梁一定要与剪力墙可靠固定。
2)安装上内爬框架
内爬框示意图
在第一组预留洞处安装上内爬框架。
将两个内爬半框架套在塔身的外围,然后用M24×80的高强度螺栓把两个内爬半框架用内爬框连接角钢连接,并用32套M24×110螺栓(每套1螺栓、1弹垫圈、2螺母)将其固定在电梯井预留洞内的内爬框承重梁上,用塔身顶块顶紧塔身主弦杆。
在安装内爬框架之前,将塔机起重臂转至与两顶升油缸连线垂直的方向,回转制动,起重臂吊重,基本配平。
3)安装中内爬框架
在上内爬框架下方,距其15~18m处,将两个内爬半框架套在塔身的外围,然后用M24×80的高强度螺栓把两个内爬半框架用内爬框连接角钢连接,并用32套M24×110螺栓(每套1螺栓、1弹垫圈、2螺母)将其固定在电梯井预留洞内的内爬框承重梁上,用塔身顶块装置顶紧塔身主弦杆。
4)安装液压顶升系统
将内爬顶升机构及换步装置吊装到中内爬框上,用销轴将液压顶升油缸(一共两根液压顶升油缸)安装中内爬框的相应耳板上,顶升横梁朝上,缸体朝下,油缸向外支撑在挡板上,液压顶升泵站安置在建筑物平台上,连好液压管道。
5)爬升前检查工作
爬升前必须先检查液压系统安装是否正确,各销轴是否装配到位,开口销是否张开,销轴档板是否起作用,各高强度螺栓是否达到所要求的预紧力矩,一切无误后,液压系统试运行。
调整顶升挂板处的弹簧,使挂板与油缸的中心线成10~15°。
将顶升挂板向内扳,稍微伸出油缸,挂板挂在内爬节的踏步上。
6)爬升前的配平
按塔吊说明书将起重臂运行到合适位置配平,注意:
表中起重臂位置为近似值,爬升时还必须根据实际情况的需要进行调整。
1.6.2顶升方法及步骤
1)顶升前的准备工作:
a.顶升时的风速不允许超过13m/s。
b.将泵站、油缸、顶升横梁、油缸支座组成完整的顶升机构。
c.在从上向下数的第二道爬升框处,安装顶升机构。
d.在从上向下数的第二道爬升框处,安装止动装置。
e.将8块楔块插入上一道爬升框,并穿上销轴。
f.配平塔机。
g.检查最上一道爬升框的楔块与塔身主弦之间的间隙,如不符合要求,应作适当调整。
2)顶升
内爬塔机的顶升应根据后面所给的示意图按以下顺序进行:
a.操纵油缸连杆机构(12)、(13),使两边的油缸和顶升横梁均靠向塔身,同时操纵泵站,使油缸伸出,直至顶升横梁的挂靴刚插入塔身顶升耳座下部为止,在挂靴侧插入安全锁销。
此时,如果塔身特殊节与固定支脚相连,则要拆除其连接销轴。
启动泵站,将塔机微微顶起,使装于塔身特殊节下部的爬升梯刚刚脱离爬升梯支座,拔出A、B层内爬框16个楔块,每个楔块用2个销轴与内爬框连接,构成顶升导向(图4a),拔出爬升梯支座与可调爬梯之间的连接销轴。
拆除特殊节的内爬框,将爬升梯安装到顶升机构处的内爬框上(见图1)。
b.启动泵站,将塔机向上顶起,直到按图1a所示塔身顶升耳座(8)正好位于止动装置(9)的上方为止。
将止动装置(9)推向塔身,同时启动泵站,下降塔机,直至按图2a所示将塔身顶升耳座置于止动装置(9)上,并使油缸卸载(见图2)。
c.抽出挂靴安全销,操纵油缸连杆机构使油缸脱离塔身而支承在油缸支座上,启动泵站,使油缸回缩至能使与顶升横梁相连的挂靴插入下一个塔身顶升耳座下部为止。
d.操纵油缸连杆机构,使油缸一顶升横梁上的挂靴靠向塔身并挂靴插入塔身顶升塔身耳座下部,在挂靴侧插入安全销(见图4)。
e.继续顶升塔身,即重复进行上述b、c、d步骤,直到可调爬梯
(1)、
(2)到达内爬框A的位置为止(见图5)。
观察最上部内爬框与塔身的相对位置,最上部的内爬框必须位于整体节的中部节点处,如果不符合此要求,将爬升梯支座与可调爬梯用销轴连接(见图5b)。
f.操纵泵站,让油缸缓慢回缩,使支承装置(塔身特殊节下部的支承梁、可调爬梯、爬升梯支座)完全承力,拔出顶升机构处的内爬框及最上部内爬框与楔块之间的销轴,让楔块均匀楔入(见图5c)。
抽出靴安全销,操纵油缸连杆机构,使油缸——顶升横梁脱离塔身,并将油缸支承于油缸支座上,拆除全部顶升机构和至此为止。
第一次爬升结束。
图7、图8、图9、图10、图11、图12为第二次爬升示意图(具体操纵见第一次爬升)。
以后的爬升按第二次重复进行,直到施工要求的高度。
附录一:
塔式起重机参数(需补充整理)
塔吊型号
性能参数
QTZ160(TCT7015-10E)
ST70/30
常用固定基础
M164
1.9kg/cm2
7×7×1.4m
M169N
1.65kg/cm2
6.45×6.45×1.7m
55HA20×700(e=11.8)
41HA25×700(e=11.8)上下筋
41:
钢筋数量;HA:
高强度钢筋;25:
钢筋;直径mm;700:
钢筋长度cm;e:
钢筋间距cm;混凝土强度C35。
55:
钢筋数量;HA:
高强度钢筋;20:
钢筋直径mm;700:
钢筋长度cm;e:
钢筋间距cm;混凝土强度C35。
固定基础要求
支脚高出150±5mm;孔中心在同一平面≤2mm;标准2×2m内平面度≤3mm;基础接地电阻≤4Ω,有排水设施
支脚高出150±5mm;孔中心在同一平面≤2mm;标准2×2m内平面度≤3mm;基础接地电阻≤4Ω,有排水设施
基础支座反力
自重80.05T;非工作状态自由高度:
压,拉(不会算,厂家只说国标有计算方法)
自重82T(不含压重及配重)情况下:
非工作状态自由高度:
压124T,拉78T;
基本性能及
常用数据
70米起重臂
双绳臂端1.5T,四绳1.02T;幅度12.5m,最大吊10T
70米起重臂
双绳臂端3.0T,四绳2.25T;幅度21.07m,最大吊12T
65米起重臂
双绳臂端1.76T,四绳1.28T;幅度12.5m,最大吊10T
65米起重臂
双绳臂端3.8T,四绳3.0T;幅度23.35m,最大吊12T
60米起重臂
双绳臂端2.05T,四绳1.57T;幅度15m,最大吊10T
60米起重臂
双绳臂端4.3T,四绳3.5T;幅度23.76m,最大吊12T
55米起重臂
双绳臂端2.45T,四绳1.97T;幅度15m,最大吊10T
55米起重臂
双绳臂端4.8T,四绳4.0T;幅度23.80m,最大吊12T
50米起重臂
双绳臂端3T,四绳2.52T;幅度15m,最大吊10T
50米起重臂
双绳臂端5.6T,四绳4.8T;幅度24.53m,最大吊12T
自由高度
60m;
自由高度
51.7m;
附着反力
33T
附着反力
26.5T
第一道附着
47米,13节下部
第一道附着
39米,9节中间
附着
附着最大间距9节,27m;附着以上13(h<=100m)、12(h>100)节,最多6道附着,最大高度200m
附着
附着最大间距9节,27m;附着以上13节,最多5道附着,最大高度186.7m
平衡臂
任何起重臂:
16.4m
平衡臂
任何起重臂:
21.2m
配重
A:
2.6T,B:
2.4T,C:
1.3T;70m:
5A+2B+C;65m:
5A+2B;60m:
5A+B+C;55m:
5A+B;50m:
5A+C;45m:
5A
配重
D:
4.15T,B:
3.1T,C:
1.8T70m:
3D+3B;65m:
2D+4B;60m:
3D+2B;55m:
3D+1B+1C;50m:
3D+2C;45m:
1D+3B;40m:
3B+1C
标准节
L68A1:
1.70T;横销Ø55×8;竖销:
4,保险销:
4
标准节
L68B1:
1.945T;横销Ø55×8;
竖销:
4,保险销:
4
过渡节
下口Ø65×8;上口Ø55×8;竖销:
Ø20×4;保险销:
4(L68G21)
过渡节
下口Ø65×8;上口Ø55×8;
竖销:
4,保险销:
4
安装后最宽的部件
顶升套架
宽4081mm;此数值决定最小附着距离,即塔中心到外墙的最小距离为2.5米;
顶升套架
宽4300mm;此数值决定最小附着距离,即塔中心到外墙的最小距离为2.5米;
安装中最重的部件
回转总成
5.3T此数值决定安装时选用起重机的规格型号;
回转总成
6.08T;此数值决定安装时选用起重机的规格型号;
起升机构
QE1080D
55LFV30B;55:
电机功率Kw;LFV:
起升变频调速机构;30:
单绳拉力3T;B:
双制动;
双绳5T:
40m/min;双绳2.5T:
80m/min;四绳10T:
20m/min;四绳5T:
40m/min;
双绳6T:
44m/min;双绳1.7T:
88m/min;
四绳12T:
22m/min;四绳3.5T:
44m/min;
钢丝绳:
35×7-16-1770或6×29FI+IWR-16-1770,容绳量:
540m
钢丝绳:
Ø18-400,容绳量630m;
回转机构
RCV145.B1.130,RCV145.B2.130;R:
回转机构;CV:
涡流调速;堵转转距:
2×145N.m,即采用双电机
RTC290;R:
回转机构;T:
调压调速;C:
涡流调速;290:
堵转转距,2×145N.m,即采用双电机
回转速度:
0.6rpm,
回转速度:
0.8rpm,
变幅机构
YEJ132S-4B5
DTC120:
D:
变幅机构;T:
调压调速;C:
涡流调速;120:
堵转转距120N.m
小车速度:
55m/min
小车速度:
57m/min
6×19-9.3-1700-右交;70米起重臂时:
前绳136m,后绳82m;
6×19-Ø7.7;70米起重臂时:
前绳138m,后绳86m;
顶升机构
电机功率:
7.5Kw;油箱:
100L;N46抗磨液压油;顶升速度:
0.45m/min;最大顶升力80T;油缸行程1.6m;顶升最大工作压力:
31.5Mpa;下降:
6.5Mpa;
电机功率:
15Kw;油箱:
130L;N46抗磨液压油;顶升速度:
0.8-0.85m/min;顶升力100T;油缸行程1.6m;顶升最大工作压力:
40Mpa;下降:
6.5Mpa;
电源
电压:
380±10%;供电容量:
80KVA;塔100米高内;五芯电缆25平;
电压:
380±5%;供电容量:
105KVA;
塔100米高内;五芯电缆25平;
塔吊型号
性能参数
M125/75
K80/115
常用固定基础
M500N
2.0Kg/cm2
9.5*9.5*2.3m
M500N
2.0Kg/cm2
9.5*9.5*2.3m
75Φ25×9850(e125)
75:
钢筋数量;Φ:
螺纹钢筋;25:
钢筋直径;9850:
钢筋长度;e:
钢筋间距;混凝土强度:
C35。
75:
钢筋数量;Φ:
螺纹钢;25:
钢筋直径;9850:
每根钢筋长度(mm)e:
钢筋间距(mm);混凝土强度≥c30
固定基础要求
支腿埋入1.35m,支脚高出150±5mm;孔中心在同一平面≤4mm;标准4×4m内平面度≤6mm;基础接地电阻≤4Ω,有排水设施
支脚高出150mm;孔中心在同一平面≤4mm;标准4×4m内平面度≤6mm;基础接地电阻≤4Ω,有排水设施
基础支座反力
自重295.4T(不含压重及配重)情况下:
非工作状态自由高度:
压348T,拉166T;
自重268T(不含配重以及压重);非工作状态下自由高度:
F1:
348T,拉力F2:
166T;
基本性能及常用数据
70米起重臂
双绳臂端9.3T,四绳8.5T;幅度20.5m,最大吊50T
70米起重臂
四绳臂端11.2T;幅度31.7m,最大吊32T.
60米起重臂
双绳臂端13.0T,四绳12.2T;幅度21.5m,最大吊50T
60米起重臂
自由高度
90.6m;
自由高度
91.2m
附着反力
80T
附着反力
80T
第一道附着
63.7米,12节中间
第一道附着
64.3m,12节下部带有水平腹杆的位置
附着
附着最大间距6节,34.2m;附着以上9节,最多5道附着,最大高度233.1m
附着
附着最大间距6节;34.2m;附着以上9节,最多3道附着,最大高度182.4m;
平衡臂
任何起重臂:
24.0m
平衡臂
任何起重臂都24m
配重
P:
11.8T,Q:
5.3T;70m:
5P;60m:
4P+Q
配重
P=11800Kg;70m:
5*11.8T=59T
标准节
M1.07.00:
7.3T(加强节:
8.5T);横销Ø70×8,竖销:
8个,保险销:
8个
标准节
M1.07.00;横销8;立销:
4,开口销4;
过渡节
下口Ø70×8;上口Ø70×8;竖销:
8,保险销:
8
过渡节
下口Ø70×8;上口Ø70×8;
竖销:
4,保险销:
4
安装后最宽的部件
顶升套架
宽5660mm;此数值决定最小附着距离,即塔中心到外墙最小距离为3.8米
顶升套架
宽7025mm;此数值决定最小附着距离,即塔中心到外墙的最小4m
安装中最重的部件
回转总成
31.46T;此数值决定安装时选用起重机的规格型号;
回转上下支座以及司机室
22.54T;安装时选用的起重机规格型号以此数据选择;
起升机构
YZPFM315M2-06;Y:
异步电动机;Z:
起重及冶金用;P:
变频调速;F:
强迫冷风315:
中心高为315mm;M2:
M机座2号铁心代号;电机功率:
132Kw;额定转速:
990r/min;
LVF90;电机功率90Kw;LVF:
起升变频调速机构;单绳拉力8T;
双绳6.25T:
64m/min;双绳12.5T:
42m/min;双绳:
25T:
25m/min;四绳12.5T:
32m/min;四绳25T:
21m/min;四绳50T:
12m/min;
双绳16T:
0-26m/min;双绳8:
0-52m/min;双绳4T:
0-70m/min;四绳16T:
0-13m/min;四绳16T:
0-26m/min;四绳8T:
0-35m/min;
钢丝绳:
Ø30-2160,容绳量:
1040m
钢丝绳:
35w*7-26-1770,容绳量500m;
回转机构
155SVT或11SVF;155:
转矩为155Nm×4;11:
电机功率为11KW×4
145SVT:
回转转矩145N.M;S:
回转机构
回转速度:
0-0.45r/min
回转速度:
0.45rpm
变幅机构
18.5TVF;18.5:
电机功率为18.5KW
15TVF,变幅电机功率15Kw,T:
变频调速,
小车速度:
0-30m/min
小车速度:
0-50m/min
6×29Fi+IMR-20-1770;60米起重臂时:
前绳160m,后绳100m;70米起重臂时:
前绳180m,后绳111m;
35w*7-14-1960;70m起重臂时:
前绳175m,后绳105m;
顶升机构
电机功率:
37Kw;油箱:
220L;N46抗磨液压油;顶升速度:
0.48m/min;顶升力240T;油缸行程1.6m;顶升最大工作压力:
37Mpa;下降:
6.5Mpa;
电机功率:
37Kw;油箱:
220L;N46抗磨液压油;顶升速度:
0.6m/min;顶升力240T;油缸行程1.6m;顶升最大工作压力:
37Mpa;下降:
6.5Mpa
电源
电源为大于300KVA380V50Hz或440V60Hz三相五线制供电系统;
电压:
380V;供电容量300KVA;当S不大于100m时,电缆截面:
3×YC1×150mm2×+2×YC1×50mm2
附录二工程图例
南宁九洲国际照片:
远处为广西建机QTD400,近处为中联重科TCR6055。
上海环球金融中心大楼楼高492米,地上101层。
采用2台法福克M900D和一台M440D。
在建上海中心设计总高度632米。
根据工程实际情况,选用了3台澳大利亚进口M1280D系列2450吨/米动臂塔式起重机和1台国产中昇2700系列2700吨/米的重型动臂塔吊。
采用内爬外挂系统。
深圳平安采用一台M1280D和一台ZSL2700塔吊
2、施工升降机
2.1施工升降机发展:
严格来说,施工升降机诞生在19世纪末,之后经历了迅猛发展。
我国真正意义上的
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