塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法

《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》是中建三局第二建設工程有限責任公司完成的建築類施工工法，完成人是黃剛、黃晨光、鄭承紅、梁貴才、宋文霞。該工法適用於在超高框筒結構的建築物施工過程中，核心筒施工進度超過外框筒，塔吊外附著於外框筒立柱上時，附著體系的設計、周轉和安拆。

《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》主要的工法特點是：塔機選擇面大，節省造價；覆蓋面廣，提高機械效率；不受結構強度影響，通過臨時附著安拆加快了工程進度，保證安全。

2011年9月，《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法
• 工法編號：GJEJGF064-2010
• 完成單位：中建三局第二建設工程有限責任公司
• 主要完成人：黃剛、黃晨光、鄭承紅、梁貴才、宋文霞
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

21世紀，建築的高度屢創新高、結構形式日趨新穎複雜，施工都離不開塔吊進行施工物料的垂直運輸。對於超高框筒結構的建築物，由於核心筒領先於外框筒施工，通常將塔吊布置於核心筒井道內，然而該種塔吊布置方法吊運區域覆蓋較小、對核心筒結構依賴性強。通過在深圳證券交易所營運中心及廈門海峽交流中心等項目改進實踐，總結出一套將塔吊布置於外框筒外，並在頂升過程中依附於外框筒柱上，臨時附著與固定附著相結合，通過安拆周轉達到最終附著的施工方法。最終形成了《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》。

工法特點

《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》的工法特點是：

1、塔機選擇面大，節省造價：在超高層框筒結構施工中，通常將塔吊布置於核心筒內，採用內爬的方式逐步上升以滿足施工要求，由於塔吊間間距很小，故只能選擇動臂式塔吊，而中國動臂式塔吊種類少，性能較低，且採用進口動臂塔吊價格昂貴。而該工法的塔吊結構外布置，使塔機選擇面更大，節省造價。

2、覆蓋面廣，提高機械效率：將塔吊布置於外框筒結構外，吊運覆蓋面積更大，充分發揮平臂式塔吊的優勢，提高了機械效率。

3、不受結構強度影響，通過臨時附著安拆加快了工程進度，保證安全：塔吊無需以主體結構為基礎，故不受結構混凝土養護時間限制，加快了結構施工速度、安全高效。塔吊布置於結構外，通過逐步頂升以滿足核心筒施工要求，而外框筒結構落後於核心筒進度，故採用臨時附著以保證塔吊安全穩定，通過對臨時附著的安拆周轉，使之最終成為固定附著。

操作原理

適用範圍

《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》主要適用於在超高框筒結構的建築物施工過程中，核心筒施工進度超過外框筒，塔吊外附著於外框筒立柱上時，附著體系的設計、周轉和安拆。

工藝原理

《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》的工藝原理敘述如下：

將塔吊布置於結構外框筒以外，並隨著核心筒高度的攀升，逐步頂升塔吊以滿足施工需要，當塔吊自由高度達到限制時，採取附著在結構外框筒立柱上以保證塔吊的穩定性和起重能力。由於核心筒施工進度比外框筒立柱施工進度快，塔吊附著根據核心筒和外框筒進度情況及機械性能，規劃確定附著點，若需附高度不足附著高度時，採用臨時附著，並通過安拆周轉成為固定附著。

施工工藝

• 工藝流程

《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》的基該施工流程見下圖。

超高外附著設計、周轉、安拆施工流程圖

操作要點

《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》的操作要點如下：

一、塔吊附著體系設計

塔吊以外框筒立柱作為依附結構，因此針對不同的建築工程，由於塔吊定位、建築結構型式及塔吊參數等的不同，塔吊附著體系的設計會有所不同。但均可將附著體系分成附著框、附著桿和附著支座埋件這3部分進行設計，並儘量採用栓接的形式連線固定，以便於附著桿件的拆卸周轉。

1.塔吊附著體系的設計：包括附著桿、支座預埋件及連線部位的強度驗算。

2.塔吊附著對基礎的影響：塔吊附著後，塔機的受力形式發生改變，因此應對各工況下塔吊對基礎受力的影響。

3.塔吊附著支座驗算：塔吊依附於主體外框筒結構柱上，依據不同類型的柱，對結構承載能力進行驗算。

4.混凝土柱：需對柱的抗彎、抗剪能力以及混凝土局部承壓強度進行驗算，由於受施工進度和工期制約，通常情況下，不可能等混凝土達到設計強度後再進行塔吊附著桿連線，因此在進行驗算時，應以實際強度進行驗算，通常可取7天

5.鋼柱：需對鋼柱的抗彎、抗剪能力、穩定性以及局部承壓強度進行驗算。

6.組合結構柱：需針對塔吊附著時柱的施工情況進行承載力驗算。附著裝置設計驗算完成後繪製製作圖及相關說明，並交原塔吊廠或相應能力的廠家進行加工製作。

二、塔吊附著周轉

1.確定附著點

固定附著點的位置根據塔吊原製造廠的參數確定，結合現場實際情況，可適當調整固定附著點，但附著桿間距離必須小於最大間距。塔吊附著點按以下基本流程確定（見下圖）：

塔吊附著點基本流程圖

塔吊隨核心筒施工頂升至無附著最大自由高度，此時需對塔吊進行附著方能繼續頂升，根據外框柱的進度情況確定附著點的形式，若外框柱已施工至第一道固定附著點之上，則可直接設定固定附著點；若未達到高度，則可在柱靠近上端處設定臨時附著點；之後進行塔吊的頂升，以保證核心筒的順利施工，當塔吊頂升至有附著最大自由高度且無法滿足核心筒施工時，採用同樣方法設定附著點直至達到塔吊最大高度。

2.附著周轉

當每道（除第一道外）附著體系安裝完成後，下側的臨時附著桿便可以拆除並轉至上部進行附著，因此準備固定附著所需的附著桿件套數，經過上述方法反覆安拆周轉便可達到最終的固定附著。為減少臨時附著拆除對結構柱的影響，每次優先拆除最下側的臨時附著桿進行周轉。

三、塔吊附著加節作業

塔吊附著的設定和安拆周轉依據前述的塔吊基本要求、施工進度情況、附著及周轉規劃，遵照各階段的附著情況進行安裝。塔吊在無附著情況下，頂升至無附著最大自由高度時，停止頂升，進行第一次臨時附著後再繼續頂升加節。當塔吊頂升至吊鉤與頂附著之間高差臨近有附著最大自由高度時，停止頂升，根據前述附著設定進行相應附著，當附著點處的鋼柱需要加強時，須先安裝好加強桿件，再進行附著。重複本步驟完成塔吊的頂升和附著。在塔吊附著加節作業時相鄰附著的間距不得超過最大間距。根據周轉規劃塔吊最終附著圖及周轉圖，進行附著裝置的安拆周轉，達到最終的固定附著。下圖1~3以深圳證券交易所項目的MC480和C050塔吊外附著的安拆周轉規劃為例進行說明，兩台塔吊的標準節及附著形式完全相同，只是永久附著點的高度稍有區別：MC480塔吊進行17次附著，其中5次永久附著，12次臨時附著；C7050塔吊進行16次附著，其中5次永久附著，11次臨時附著，通過安拆周轉最後達到永久附著。

四、塔吊附著的安裝

1.塔機附著裝置中附著桿與預埋件間的連線宜採用栓接，以便於安拆周轉，承載力不足或者施工條件受限時，可採用焊接。

2.根據塔機預定的附著點位置，在結構柱施工時，預埋好附著裝置預埋件，預埋件需保證定位準確，固定牢靠。若結構柱為鋼柱或鋼混凝土組合結構柱，應將預埋件與鋼柱牢固的焊接在一起；若為鋼筋混凝土柱，則應將預埋件與柱筋綁紮或焊接固定，以保證在澆築混凝土不會發生偏位。

3.用塔機將附著框吊起，在塔機標準節上與預埋件的等高位置上將附著框用高強螺栓緊緊的抱在標準節主弦桿上，固定在塔身上。

4.用塔機將附著桿逐一吊起，使一端與附著框用銷軸連線起來，另一端與預埋件的耳板栓接或焊接起來。4根附著杄應保持在同一水平面內。

5.調節附著撐桿的調節螺絲，使塔機的塔身滿足垂直度≤4/1000的要求。（見下圖1~圖8）。

五、塔吊頂升加節作業

1.加節作業前的準備工作

全面檢查塔吊鋼結構有無變形、開裂、鏽蝕嚴重等情況，表面油漆完好，機械部完好，運行正常，鋼絲繩無過度磨損，扭曲現象，電器部分完整、無破損、絕緣情況良好，安全防護設施齊全，各限位器靈敏可靠。作業前應先檢查塔機技術狀況、頂升前的檢修要求、各機構是否運轉正常。檢查液壓頂升機構，並試運行，確認完好無損。檢查要頂升用的標準節，確認完好無損，將連線部位和穿螺栓孔清理乾淨。在頂升作業前，將用於接高的全部標準節，用起升機構吊鉤吊到塔機頂升時起重臂所處的正方位所能吊到的幅度較小處（10米內），並一個標準節在引進梁小車吊鉤上，再將起重吊鉤移至約15米幅度處，塔機上部頂升部分重心通過液壓缸的鉸點，以保持平衡，頂升時的滾輪摩擦力小。頂升開始前，液壓系統應空車試運轉，再操縱手動換向閥，使液壓缸無載伸縮數次，排除系統內的空氣，並檢查各運動件是否有干涉現象，重複調整滾輪間隙，運轉正常後，方可進行頂升作業。

2.頂升加節作業（見下圖1、圖2）

將一節標準節吊至套架引進橫樑的正方，在標準節下端裝上4隻引進滾輪，緩慢落下吊鉤，使裝在標準節上的引進滾輪正好落在引進橫樑上，然後摘下吊鉤。再吊另一節標準節，將載重小車開至頂昇平衡位置。使用迴轉制動器，在塔機上部處於制動狀態。卸下塔身頂部與下支座連線的高強螺栓。頂升塔機上部結構，分二次頂升頂升至塔身上方恰好能引入一個標準節，將套架引進橫樑上的標準節引至塔身正上方，稍微收回油缸，將新加標準節落在塔身頂部，卸下引進滾輪，用M39×3×360高強度螺栓將上下標準節連線件連線牢靠，預緊力矩2400k·米再次縮回油缸，將下支座落在新的塔身頂部上，用高強度螺栓將下支座與塔身連線牢靠。標準節引進過程中和縮回油缸活塞桿之前，必須將油缸橫樑兩端懸掛的撐桿下端置入踏步缺口內。重複上述步驟至加完所需標準節。塔機加節達到所需工作高度後，旋轉起重臂至不同的角度，這一根主弦桿位於平衡臂正下方時，把這根桿從下至上的所有螺母擰緊。

3.加節後的檢查及調試

（1）加節後檢查項目見下表。

檢查項目表

檢查項目		檢查內容
基礎		檢查輸電線距塔機最大旋轉部分的安全距離並檢查電纜通過情況，以防損壞
塔身		檢查塔身節連線螺栓的緊固情況，檢查塔機的垂直度是否符合要求
爬升架		1)檢查與下支座的連線情況 2)檢查各滾輪、活動爬爪、銷油連線各部件的轉動或擺動是否靈活 3)檢查走道，欄桿的緊固情況
上、下支座司機室		1)檢查與迴轉支承連線的螺栓緊固情況 2)檢查電纜的通行狀況 3)檢查平台欄桿的緊固情況 4)檢查與司機室的連線情況 5)司機室內嚴禁存放潤滑油、油棉紗及其它易燃物品
塔帽		1)檢查扶梯、平台、護欄的安裝情況 2)保證起升鋼絲繩穿繞正確
起重臂		1)檢查各處連線銷油、墊圈、開☐銷安裝的正確性 2)檢查載重小車安裝運行情況，載人吊籃的緊固情況 3)檢查起升、變幅鋼絲繩的纏繞及緊固情況
吊具		1)檢查換倍率裝置，吊鉤的防脫繩裝置是否安全、可靠 2)檢查吊鉤有無影響使用的缺陷 3)檢查起升、變幅鋼絲繩的規格、型號應符合要求 4)檢查鋼絲繩的磨損情況及繩端固定情況
機構		1)檢查各機構的安裝、運行情況 2)各機構的制動器間隙調整合適 3)檢查牽引機構，當載重小車分別運行到最小和最大幅度出，捲筒上鋼絲繩至少應有3圈安全圈 4)檢查各鋼絲繩繩頭的壓緊有無鬆動
安全裝置		1)檢查各安全保護裝置是否按要求調整合格 2)檢查塔機上所有扶梯、欄桿、休息平台的安裝緊固情況
潤滑		檢查潤滑情況

（2）調試：

當頂升加節安裝完畢後，在無風狀態下，檢查塔身軸心線對支承面的側向垂直度，允許偏差為4/1000，再按電路圖的要求接通所有電路的電源，試開動各機構進行運轉，檢查各機構運轉是否正確同時檢查各處鋼絲繩是否處於正常工作狀態，是否與結構件有摩擦，所有不正常情況均應予以排除。安裝檢查後，應依次進行下列試驗：

①空載試驗：各機構應分別進行數次運行，然後再做三次綜合動作運行，運行過程不得發生任何異常現象，否則應及時排除故障。

②負荷試驗：在最大幅度處和最大吊重所對應的最大幅度處分別吊對應定額起重量的25%、75%、100%，按①條要求進行試驗。

材料設備

1、《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》所用的主要材料見下表。

主要材料

名稱	規格型號	單位	數量
附著框	□3120×3120	套	5
附著桿	Φ273×12	根	20
預埋件	Q235，噸=20毫米	個	68
銷軸	Φ60	個	20
高強度螺栓	M39×3×360	枚	若干

2、《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》所用的設備工具見下表。

設備工具

序號	名稱	規格型號	單位	數量
1	起重設備	C7050/MC480	台	2
2	專用扳手	/	套	4
3	活動扳手	10~12	把	4
4	大錘	16磅	把	4
5	奶頭錘	2.5磅	把	4
6	撬棍	1.5~2.5米	根	4
7	替打	/	把	2
8	工儀表	/	套	1
9	機械工具	/	套	1
10	白棕繩	50米Φ16毫米	根	2
11	手動葫蘆	5噸；2噸	套	各一套
12	千斤頭	8米Φ13.5毫米	根	2
13	鐵絲	/	/	若千
14	墊木	/	/	若干
15	安全帽	/	頂	20
16	安全帶	/	套	6
17	絕緣鞋	/	套	6
18	防護手套	/	套	6
19	安全網	1800毫米×6000毫米	床	若干
20	對講機	3千米	部	5

質量控制

《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》的質量控制要求如下：

1、塔吊附著體系的施工必須符合《鋼結構設計規範》GB 50017-2003，《建築鋼結構焊接技術規程》JGJ 81-2002、塔吊使用說明書以及其他相關設計要求、國家產品標準和工程技術規範的規定。

2、塔吊附著體系的安裝質量直接關係著塔吊的安全性和穩定性，該工法中需反覆多次的對附著桿體系進行安拆和周轉，需採取有效地措施以保證附著的安裝質量。

3、塔吊附著系統的構件和預埋件必須由塔吊原製造廠或具有相應能力的企業進行設計計算、繪製製作圖及編寫相關說明，並製作加工，以確保構件質量。

4、預埋件在安裝前，應通過測量放線將位置準確定位；安裝時，預埋件必須與柱結構可靠地焊接在一起，確保在附著桿安裝前及使用中不會發生任何的偏位、鬆動等現象。

5、附著系統安裝時，焊接所採用的焊條牌號性能，構件所使用鋼筋、鋼板及型鋼等均應符合設計要求；電焊工應有相應的資質證並經考試合格。焊縫表面焊波應均勻，不得有裂縫、夾渣、焊瘤、燒穿、弧坑及氣孔等缺陷。

6、附著頂升完成後，對附著部位的焊縫進行探傷及應力監測，確保承載力達到設計要求；同時對新頂升的標準節及附著構件進行全面的檢驗，特別是塔機垂直度必須符合規範的要求。

7、塔吊司機、指揮人員、絲索人員必須持有有關部門核發的操作證持證上崗。塔吊司機必須熟練掌握塔吊使用操作方法，附著頂升作業要有專人指揮，電源液壓系統須專人操作。

8、塔吊使用過程中，應定期檢查關注附著系統構件是否有過大變形，焊縫是否存在細小裂縫等現象，如有問題應立即解決。

安全措施

《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1、安全技術措施

塔吊附著體系的安拆必須符合《建築施工塔式起重機安裝、使用、拆卸安全技術規程》JGJ 196一2010以及各項安全法規、安全技術規程的各項規定組織施工，做到安全文明施工。總負責人組織全體作業人員學習塔吊附著方案內容，進行安全技術交底，落實每項工作。塔吊頂升及附著安裝作業之前，組織學習頂升附著安全技術方案，對班組作業人員進行技術方案交底，對分項工作內容、技術要求、安全措施及有關注意事項進行單獨交底。作業人員必須經過培訓考核合格，起重工和電工要持證上崗；進入施工現場必須戴安全帽，高空作業時要系好安全帶，穿防滑鞋。所有參與安裝作業的人員必須持證上崗，作業區範圍內設立安全警戒區，派專職安全員把守，非有關人員不得進入警戒區。作業人員崗位明確，作業職責清楚，既要堅守崗位，又要相互配合，自覺遵守安全操作規程及安全技術措施規定，集中精力，全神貫注的工作。油泵、頂升橫樑、爪應有專人操作，職責明確。並相互監督、協調，安裝、拆除螺栓時，鐵錘與扳手要握牢，防止螺栓、螺母、榔頭、扳手等物件高空墜落，使用鐵錘應由熟練的人承擔。當操作完成一個步驟後，必須相互通氣，並互檢查後，都已完成好，方可進行下一步作業。風力大於6米/秒時，禁止安裝和頂升作業。嚴禁酒後作業。檢查吊鉤吊索是否可靠。使用的工具，卸卡及零件必須放穩妥，嚴禁拋扔。所有作業人員作業過程中思想集中，聽從指揮，禁止違章作業。

2、頂升過程中應注意事項

液壓頂升和拆卸塔身時，必須嚴格遵守安全操作規程。塔機上部頂升部分的重量必須保持平衡。頂升或拆卸時遇到卡阻或異常現象，必須停機檢查，故障未排除不得繼續頂升或拆卸。再次頂升之前，頂升橫樑兩端的耳軸必須可靠地落入標準節踏步的缺口內，方能進行頂升，防止塔機傾覆。

環保措施

《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》的環保措施如下：

固體、液體廢物的存放應採取防滲漏、防流失、防揚散措施，妥善儲存。對廢電器、廢機油、廢油手套、廢配件等固體廢物，應回收利用，不具備回收利用條件的，不得隨意棄置和傾倒，交專門部門回收。

效益分析

《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》的效益分析如下：

1、社會效益

該塔吊超高外附著施工工法通過多個項目的套用，達到效果，通過規劃附著體系的安拆和周轉，解決了塔吊外附著時外框筒與核心筒協調施工的難題，為工程順利竣工提供了充分保障，取得了社會及節能環保效益，給中國類似工程施工提高寶貴經驗。

2、經濟效益

該工法中所述塔吊外附著的施工方法提高了塔吊覆蓋面積的利用率，使同等面積下所需塔吊數減少，減少了塔吊租賃費用的開支，節約成本；縮短塔吊頂升周期，無需受結構強度限制，縮短了工期，減少塔吊附著對結構的影響。根據核心筒和外框筒進度情況，C7050共需進行16次附著，其中5次永久附著，11次臨時附著，MC480共需進行17次附著，其中5次永久附著，12次臨時附著。最佳化的附著裝置每套加工製作費：38125.3元，安裝費：2436.0元，拆除費：1914.0元；原附著裝置每套加工製作費：32478.2元，安裝費：215.0元，拆除費：1750.0元，則可節約費用：（32478.2+2015.0+1750.0）×（16+17）-38125.3×（5+5）-（2436.0+1914.0）×（16+17）=671222.6元。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

套用實例

《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》的套用實例如下：

1、深圳證券交易所營運中心項目

位於深圳市福田中心區（下圖），工程總建築面積26.7萬平方米，地下室3層，主樓地面上共46層，為超高層21世紀化辦公樓建築。工程主體結構形式為型鋼混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒混合結構，其中地下室、核心筒為現澆鋼筋混凝土結構，地面以上塔樓、核心筒之外區域為鋼一混凝土壓型鋼板組合樓蓋，抬升裙樓為巨型懸挑鋼桁架結構。MC480和C7050型2台塔吊對稱布置在主樓框外側，採用固定外附牆形式，MC480塔吊通過17次附著，其中5次固定附著，12次臨時附著；C7050塔吊通過16次附著，其中5次固定附著，11次臨時附著，通過安拆周轉最後達到固定附著。

深圳證券交易所營運中心工程

2、海峽交流中心工程

位於廈門會展北片區（橫三路交縱二路交口東南角，下圖），建築層數為地上49層，地下3層。建築總高度212.65米主要功能為商業及辦公。結構形式為勁性鋼骨柱鋼筋混凝土核心筒—鋼管柱混合結構體系。S450L2塔高235米，通過9次附著固定在樓層樑上300毫米的鋼管混凝土柱上，其中臨時附著5道、固定附著4道。通過該項工法的套用，取得了效果。

廈門海峽交流中心工程

3、建發國際大廈工程

位於廈門會展北片區（橫三路交縱二路交口東南角，下圖），建築層數為地上49層，地下3層。建築總高度219.4米，49層辦公樓，屋頂設有設備層和停機坪。避難層15、32層設定Y向伸臂桁架加強層。整個施工過程中，高塔TC8039要達到252米，低塔STC8039要達到240.6米，塔吊需進行12次臨時附著和固定附著交替頂升操作。採用該工法施工，安全高效，取得了經濟效益。

廈門建發國際大廈工程

榮譽表彰

2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《塔吊超高外附著設計、安拆、周轉施工工法》被評定為中國國家二級工法。