内爬式塔式起重机的超高层屋面解体施工工法

'内爬式塔式起重机的超高层屋面解体施工工法1前言随着社会的发展和建筑技术的日益完善，目前超高层的商住楼已成为市场的宠儿，这类建筑的施工特点是一般常采用型钢混凝土组合结构技术，须垂直运输的构件单件重量大，这就为施工过程中的垂直运输提出了挑战；普通附着式塔式起重机一般安装高度控制在205米左右、可超高层商住楼连同地下室高度一般都在205米以上而内爬式塔式起重机的起重量、可达高度、施工成本都优于附着式塔式起重机；为了做到技术先进、经济合理、保证施工进度、确保安全内爬塔式起重机成为各施工单位的首选，因此完善内爬塔式起重机的超高层屋面解体施工方法就成了一个新课题，具有非常现实的意义。2工法特点本工法是经多工程实践证明的，行之有效的，也是目前非常规塔式起重机拆卸的先进施工方法，它的特点是将内爬塔式起重机整体下降直至起重臂和平衡臂完全搁置到屋面上，然后再进行塔机的解体和零部件的吊运工序；它与传统的塔式起重机拆塔式起重机、直升机拆塔式起重机等方法相比具有施工方便、施工工艺简单、造价低、便于操作、安全可靠值得推广。3适用范围适用于超高层（内爬塔式起重机整体下降到位时起重臂的重心和平衡臂能完全搁置到屋面）的内爬塔式起重机的拆除。 4工艺原理本工法采用将塔机整体下降到起重臂和平衡臂搁置到建筑屋面上，然后在屋面进行解体、部分部件利用龙门架辅助解体；在零部件的水平移动方面采用在屋面事先设计的路线上铺设钢管做导轨，然后用辅助卷扬机进行部件的牵引移动；在零部件的垂直运输方面采用可回转的拔杆进行吊运，而所有辅助设备都是分段组装的，待塔机部件运回地面后再将辅助设备解体用现场施工电梯运回地面从而完成整个塔机拆卸任务。5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程专用拔杆设计制作→准备工作（屋面设置预埋件）→专用拔杆、龙门架和2t卷扬机安装→内爬塔式起重机整体下降至配重离屋面2m→拆除所有配重→继续降塔式起重机至起重臂与平衡臂搁置到屋面（大臂的前端搁置在事先安装好的龙门架上）→分解后臂→拆除主卷扬机并安装到预定地点→穿拔杆钢丝绳、吊钩→解体大臂和其它所有部件→水平移动塔机部件并吊至地面→分解拔杆、卷扬机以及龙门架→利用电梯全部运回地面5.2操作要点5.2.1专用拔杆的设计制作、安装根据塔式起重机的部件重量和零部件的垂直运输的便利、安全以及拔杆自身的运输的便利为根本点进行设计。本拔杆：采用底部安装710－32型回转支承来满足拔杆吊在1800范围内旋转；采用四根250 ×118×10mm的工字钢作为平衡臂，在平面1800范围内均匀分布且平衡臂与楼面框架梁通过8.8级M27高强度螺栓连接，与塔身通过拉杆连接；拔杆的吊臂工作半径为8m，自身起吊高度为14m，最大吊重量为6t；拔杆的塔身、吊臂、平衡臂和拉杆均采用分段组装。具体见图一，其中：1是平衡臂、2是底座、3是塔身、4是吊臂、5是吊臂拉杆、6是平衡臂拉杆、7是塔式起重机吊钩。拔杆的安装：拔杆吊制作完成后，对各部件的焊接部分须进行探伤检测；拔杆吊的安装顺序是：安装基座→安装基座的四根平衡臂并与屋面的砼梁用螺栓固定→安装回转支承→安装拔杆吊塔身→安装拔杆吊四根斜撑杆→利用塔吊安装拔杆吊的吊杆→ 利用塔吊安装吊杆的两根拉杆（拔杆吊的安装须在塔吊拆卸前完成）；拔杆钢丝绳利用塔机主卷扬机、吊钩用塔机吊钩。5.2.2龙门架的安装1）在平衡臂尾部安装一个高6m、承载10t的龙门架。该龙门架柱由2根6m的φ250壁厚18mm的无缝钢管组成，无缝钢管下口焊接在300×300×25mm的钢板上并设置加肋钢板与屋面采用4根φ25的预埋螺杆连接，并在立柱的侧拉3根φ16的缆风钢丝绳间隔900，主要用于拆除配重和主卷扬机，待配重降到门架立柱间时焊工在立柱上口焊一截面为160mm的方钢管作横梁使用。平衡臂处的龙门架见图22）在预留洞口安装一个6米高、承载10t的门架。门架立柱由4节施工电梯标准节组成，立柱下口与820×820×25mm的钢板用施工电梯专用螺栓连接，并与屋面用4根φ25的预埋螺杆连接，在立柱一侧同样间隔900拉3根φ16的缆风钢丝绳，待塔机大臂和平衡臂解体后，安装门架横梁（门架横梁有两个20的工字钢 对焊而成，并与立柱用螺杆连接见图3）。3）用同样的原理在大臂前端安装一高1.5m、承载15t的门架，用于搁置大臂，辅助拆卸大臂拉杆。5.2.3内爬塔式起重机整体下降1）内爬塔式起重机在原先预留洞口（3.2m×3.2m）整体下降前，检查爬升框架和钢梁是否很牢靠地固定在建筑上，并调好导轮与塔身之间的间歇（2～5mm）；2）将吊臂固定指向设计好的拆卸方向，调整小车幅度，使塔机的重心通过顶升油缸。3）将顶升油缸的横梁顶在塔身踏步上，操纵液压系统稍微顶升确保基础节上的搁置在顶升横梁上的四个搁爪不受力，将四个搁爪推进基础节里（见图4）；4）将钢梁上的顶撑顶在塔身踏步上，收回顶升油缸并挪开顶升横梁，然后开动油缸将顶升横梁搁置到上一个塔身踏步上同时稍稍向上顶一下并挪开钢梁上的顶撑；5）收回油缸将塔身下降1.6m左右并将钢梁上的顶撑再次顶到踏步上，如此循环直到配重离屋面2m左右，停止降塔身。5.2.4配重的拆除1）在图2所示的门架立柱上焊一根方管做横梁，在横梁上悬挂10t的葫芦。 2）利用葫芦进行配重拆除；具体见图5。5.2.5继续降塔身首先按照5.3的方法继续降塔身直至起重臂与平衡臂搁置到屋面上（具体见图6）；然后借助主卷扬机辅助拆除起重臂拉杆并用人工拆除平衡臂拉杆；最后拆除电源。注：在塔身继续降的过程中须做到以下2点：1）塔身降到位时起重臂的前端必须搁置到事先做好的龙门架上，以确保起重臂上翘100左右从而便于起重臂拉杆的拆除。2）塔身下降的过程中必须事先在平衡臂下方铺设槽钢或钢管，以确保塔身降到位时后臂上翘150左右从而利于平衡臂拉杆的拆除。5.2.6塔机解体1）后臂的解体（后臂由两大段组成）：先将后臂间的连接销轴打掉将后臂拆成两段；然后利用后臂门架上悬挂的葫芦将两段间挪开一定的间距；最后利用2t卷扬机将后臂两段别挪到一侧，从而为塔机主卷扬机的水平移动腾出空间。2）利用后臂尾部龙门架拆除主卷扬机吊至屋面，并利用2t 卷扬机将主卷扬机移到事先设计的地方固定好，放出钢丝绳穿绕拔杆和安装吊钩并试车。3）起重臂的解体主要施工步骤：（见图7）拆卸起重臂1-2节点；拆卸起重臂2-3节点；拆卸起重臂3-4节点；拆卸起重臂4-5节点；拆卸起重臂与塔身的连接点共5个步骤。起重臂的拆卸过程：(1)拆卸起重臂1-2节点、2-3节点由于起重臂有15m左右在塔楼外边，所以先拆1-2和2-3节点，然后将这段移开，利用卷扬机将大臂往屋面拖。具体拆卸方法：首先在1-2节点左边、2-3节点右边用工字钢和木方垫实，在1-2节点右左边和2-3节点左边用液压千斤顶顶住；然后，打出连接点的连接销轴，并整体降下液压千斤顶，确保第2段与两边的连接耳板高低错开并在第二段下面铺设槽钢做轨道之用，接着利用卷扬机将第二段横向移出；最后利用卷扬机将剩余的大臂向屋面平台拖。(2)拆除起重臂3-4、4-5节点在3－4节点两边用槽钢或木方垫实，然后打掉3-4节点的连接销轴，利用卷扬机将第三段往塔身处拖一段距离；最后将第三段也横向移出，并利用卷扬机将剩余的大臂全部拖到屋面上，进行4-5节点的拆除。 (3)利用以上方法拆卸起重臂与塔身的连接销轴。4）塔顶以及其它剩余部件的拆卸(1)塔顶的拆除由于塔顶高7.5m，所以先并操作液压系统将塔身往上顶，直到塔顶高出门架少许，然后用2个10t葫芦悬挂在图7所示的门架上，1个钩头吊住塔顶的中部偏下、1个钩头与塔顶滑连接，接着拆除塔顶与过渡节的连接销轴并操作液压系统将塔身往下降少许让塔顶与过渡节分开；最后，收缩钩头吊在塔顶中部的葫芦同时适当的放松另一葫芦防止塔顶无控制的倒下，当塔顶高出预留洞口后，用卷扬机将塔顶往外拖同时放松葫芦，当塔顶拖出来后松开两个葫芦。(2)过渡节、回转、标准节的拆除a、过渡节的拆除：首先利用液压系统将塔身整体往上顶，将过渡节顶出预留洞口后停止顶升；然后将2t卷扬机钢丝绳穿绕到龙门架滑轮上并与过渡节连接好同时将一葫芦一边与过渡节连接一边与屋面预埋连接；最后打掉过渡节与旋转的连接销轴，开动卷扬机让过渡节上升少许，接着收缩葫芦同时开动卷扬机慢慢放出钢丝绳，直到过渡节到屋面。b、回转的拆除：由于回转比较重达到5.76t，所以先利用液压顶升系统将塔身向上顶直至回转高出预留洞口；然后，用悬挂在预留洞口处的龙门架上的10t葫芦的吊钩吊住回转，并适当收紧，同时再借助挂在屋面预埋上的10t 葫芦的吊钩与回转连接；最后，拆除回转与塔身的连接销轴并将塔身向下降稍许，接着收缩挂在屋面预埋上的葫芦同时放松门架上的葫芦，直到整个回转被拖到屋面。c、标准节的拆除标准节的拆除：部分按照过渡节的拆法拆除、剩余的无法顶升的直接利用龙门架、2t卷扬机和葫芦进行拆除。5）内爬钢梁和内爬框架的拆除内爬钢梁和内爬框架的拆除利用门架和2t卷扬机、葫芦逐一拆除，并放至屋面。5.2.7零部件在屋面上的水平移动塔机所有部件解体到屋面后，在其零部件下方垫上钢管，用2t卷扬机牵引来完成水平移动，具体见图85.2.8塔机部件从屋面上的下吊过程1）下吊流程：下吊配重块→下吊起重臂→下吊平衡臂→下吊回转塔身→下吊回转→下吊塔身标准节→下吊基础节、钢梁和内爬框架等。2）在下吊零部件之前应认真检查拔杆吊的每一个部件是否处于正常运行状态，如发现不良的现场应及时处理。3）试吊：在将塔机零部件从楼面上下吊之前要对拔杆进行下吊试验。拔杆下吊试验过程：开动卷扬机将一块重6t的物体吊起，将物体吊离地面大约10cm左右，将它悬起10min左右，仔细观察拔杆的每个部位是否正常，检查正常后方可进行下吊工作。4 ）下吊配重块：用卷扬机在屋面上（屋面上事先设计好拖运路线，在该路线上铺钢管做滑行导轨）水平移动配重块至拔杆处；然后用专用绳具系好配重挂在拔杆吊钩上且在配重专用吊点上系一根大绳，由于拔杆是可自由旋转的因此要专人控制拔杆的回转；最后慢慢开动主卷扬机将配重块吊离屋面2m高稳定后，人力推动拔杆回转操作杆（见图9）将拔杆就位于下吊位置方下大绳，并用钢丝绳锁住回转，同时在下吊配重块时由地面操作控制人员通过大绳控制吊物在空中的方位以免碰撞建筑物。5）下吊起重臂、平衡臂：具体方法如同配重的下吊。6）塔顶的下吊。由于塔顶的高度比较高，因此吊点放在塔顶高度方向的三分之二处。7）剩余部件的下吊如同配重下吊一样。8）拔杆的拆卸：拔杆吊的拆卸顺序是：吊杆→拆卸拔杆吊塔身的四根斜撑杆→拆卸塔身→拆卸回转支承→拆卸基座→拆卸基座的四个平衡臂。具体过程是：a、吊杆的拆卸：待所有零部件吊运完后，收起吊钩，然后将拔杆旋转到屋面内，拆掉吊钩并将钢丝绳与拔杆吊臂前端滑轮用专用夹具连接好，接着收紧钢丝绳至拔杆吊杆的拉杆不受力，打掉拉杆的连接销轴，最后松钢丝绳将拔杆吊臂放置到屋面上并进行解体同时收好钢丝绳。 b、拔杆塔身的拆卸：先在屋面搭起架子做操作平台，然后操作人员在操作平台上进行拔杆塔身的解体。c、拔杆的所有部件解体后，从施工电梯运至地面（施工电梯载重限值是2t、轿箱尺寸是3200mm×1500mm，拔杆各部件长度不超过3m，重量不超过2t）。9）屋面所有部件吊完后，拆卸卷扬机、配电箱和驾驶室，用人工借助大力车将所拆部件拖到施工电梯中运至地面（卷扬机须解成三部分）。6材料与设备6.1型钢:拔杆的钢材以及其它辅助型钢,宜采用Ｑ235等级B、C、D的碳素结构钢，其质量标准应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）的规定，也可采用其他牌号的钢材。6.2钢管:采用φ48×3.5的钢管做水平移动导轨，其质量标准应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Ｑ235－A级钢的规定，不得使用打孔、锈蚀、变形的钢管。6.3主要机具设备序号名称型号单位数量1卷扬机2t台12手拉葫芦5t个43手拉葫芦10t个24液压大力车3t台15割具套16铁锤16P把47液压千斤顶5t台6 8交流焊机BX-315台19卡头Φ20个2010专用卸扣个611拔杆台112施工电梯SCD200/200G台17质量控制7.1拔杆吊以及龙门架的设计制作必须符合《钢结构设计规范》（GBJ17-88）的要求。7.2拔杆吊和龙门架的安装和拆卸必须按照本工法的工艺流程进行。7.3操作平台的搭设必须符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）的要求。7.4现场的用电必须符合《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）的要求。8安全措施8.1劳动力组织序号工种人数操作事项职责1塔吊拆卸工12负责塔吊拆卸、解体工作确保塔机的安全拆卸和自身的安全2焊工1负责门架制作安装确保焊接件的牢固可靠，符合规范3电工1提供现场用电确保现场的用电需求和安全4气割工1负责现场部位部件的割除确保按JGJ59-99规范要求操作，做好防火措施5架子工2操作平台的搭设按操作规程搭设架子6专职安全员1监管现场的安全工作确保现场的安全7指挥1全面负责现场的拆卸技术指导和操作流程确保塔机的安全拆卸 8.2安全注意事项1）拆装队伍必须有垂直运输设备拆装的资格，拆安人员经过专业培训并持证上岗，在拆安时必须戴好安全帽、系好安全带以及其它防护用品，严格遵守安全操作规程。2）拆安作业区域和四周布置二道警戒线，安全防护左右各20m，挂起警示牌，严禁任何人进入作业区域或在四周围观，现场安全员全权负责拆安区域的安全监护工作。3）拆卸作业应在风力低于4级时进行，并及时收听天气预报，如突遇四级以上大风及大雨时应停止作业，并做好应急预防措施。4）作业人员必须听从统一指挥，有好的方法和建议必须提前讨论，得到现场总指挥的同意后方可实施，不得自作主张更改作业方案。5）高空作业时所有工具必须放在工具包内，不得随意乱放，工具用细绳系扎好，扣在固定物上，交工具的一方等接工具的一方抓牢后才能放手，禁止任意抛掷。6）在机整体下降的过程中，如出现故障，必须立即停止作业进行检查，非查明真相和将故障排除，否则不得继续进行下降作业。7）塔机液压下降时，要注意观察踏步、横梁爬爪的外表的焊缝联结处有无脱焊、裂缝，若发现有，应立即停止作业进行整修后再继续操作。8 ）继续降塔身时由于配重全部拆除，起重臂侧的力矩大于平衡臂侧，塔机会向起重臂侧倾斜一部分，塔机降之前必须观察预留洞口是否会卡住回转，确认一切正常后方可缓慢下降塔身；在塔身下降的过程中严禁人员站在起重臂或平衡臂的下方。9）每天作业结束后，应立即锚固塔机，切断液压系统电源，对下部结构的爬升预留洞口进行防护。10）本工法中用到的三个龙门架均须在屋面安装前在地面按其承载力进行试验。11）大臂第二段解体时必须先制定相应措施锚住第三段大臂的下弦杆，以防大臂向建筑屋面滑移或上翘。12）安装预留洞口处的龙门架天梁时，必须搭好操作平台、相关操作人员系好安全带，并且由于天梁的重量较大，因此必须用大绳锁住（锁在立柱上）以防天梁落下，至天梁安装到位方可解开大绳。13）焊工进行龙门架天梁焊接时一定要确保焊缝饱满，且必须焊两遍以上；焊接好后必须等半个小时以上（等焊缝稳定后）方可将重物搁置到龙门架上。14）拔杆吊使用过程中相关操作人员必须系好安全带，安全带应与屋面结构件连接牢固，防止向外推重物时由于惯性将操作人员带出去，从而造成坠落事故；拔杆向下吊运塔机部件时一定要注意吊点。9效益分析9.1拆卸时间短：将塔机平衡臂和起重臂降到屋面上，便于同时进行大臂和平衡臂的拆卸工作以及部件在屋面的水平移动，大大节省了拆卸时间。9.2安全可靠：由于大臂和平衡臂是在屋面进行解体作业，避免了高空作业，大大提高了安全的可靠性。 9.3成本低廉：1）本身使用内爬塔吊就节省了上百万的标准节；2）利用本工法进行拆除内爬塔吊所用的辅助器具都是可多次重复使用的且造价成本低廉。10应用实例1）深圳市XXXX大厦深圳市XXXX大厦（原名深圳XX大厦见图10）该工程位于XX路与XX路交汇处总建筑面积11.53万m2，地下三层，地上53层，总高度237.2m，屋顶为直升机停机坪，屋面平面尺寸为50000×50000mm，施工中垂直运输机械为H3/36B内爬式塔机，很好地完了该工程的垂直运输任务，塔机拆除使用了本工法一周内就将塔机安全地拆卸结束，该工程还被评为XX省科技示范工程和市优、省优以及鲁班奖。2）深圳XX商会中心工程深圳XX商会中心位于深圳市XX中心区（见图11），总建筑面积.38m2，建筑总高度：214.5m，该工程地上55层，地下三层，屋面为直升机停机坪，屋面场地尺寸为44000×44000mm，施工中垂直运输使用了QTZ315 内爬式塔机，很好地完成了本工垂直运工作；塔机拆卸时使用本工法8天就将塔机完全拆卸结束，该工程还被评为2006年度鲁班奖。3）深圳XX经贸中心工程深圳XX经贸中心工程（见图12）位于深圳市XX区XX广场东侧，北临XX路，西靠XX路，是集办公室与商业为一体的超高层民用建筑，建筑面积：11.5万m2，地上46层，地下室3层，总建筑高度204m，本工程同样采用QTZ315内爬塔吊解决垂直运输工作，机拆卸时同样采用本工法，6天就完全结束塔机拆卸工作。'