內爬塔吊拆除施工關鍵技術研究

鄭 杰 孫祖根 吳煒程

(上海建工七建集團有限公司 上海 200050)

0 引言

相較于附著式塔吊，內爬塔吊因具有覆蓋面積大、成本低和不占用施工場地的優點，在超高層建筑施工中有著更廣闊的應用前景。但因為其拆除經驗不足，好用不好拆成為內爬塔吊的標簽，限制了內爬塔吊的進一步發展。為解決內爬塔吊拆除困難的問題，本文通過分析研究典型的超高層建筑杭州之門內爬塔吊拆除工程實例，給實際工程提供寶貴經驗。

1 工程概況

1.1 項目概況

綠地中心·杭州之門位于浙江省杭州市蕭山區錢江世紀城，為2022年亞運會配套項目、杭州市地標性建筑。該工程規劃為綜合商務辦公樓、五星級酒店及精品商業等功能為一體的綜合大型項目。用地面積約77 572 m2，總建筑面積約為513 226 m2，塔樓高度302.6 m，如圖1所示。

1.2 內爬式塔吊概況

為了保證杭州之門東、西塔樓的材料垂直運輸需求，在每棟塔樓核心筒內，各布置1臺50 m臂長的STL720動臂內爬式塔式起重機，如圖2所示。

圖2 杭州之門西塔樓STL720塔吊位置

2 施工特點、難點

2.1 塔樓屋面復雜

塔樓屋面存在20 m高大落差塔冠(圖3)，12 m高兩層小屋面，三層壓型鋼板外框鋼結構，分別為停機坪、大型設備、擦窗機，屋面塔吊位置選擇困難。

2.2 塔吊拆除時機難把控

屋面施工內容眾多，鋼結構、安裝、擦窗機這3家專業單位對塔吊吊運能力要求高，部分構件需要STL720塔吊進行吊運。STL720塔吊拆除早或晚，均影響屋面下一步施工。

2.3 屋面場地要求高

STL720重型塔吊構件重，拆解難度大，52 m吊臂等塔吊構件需在屋面分解吊離，屋面拆解場地要求高。

2.4 安全風險大

該工程上部結構平面形狀層層變化，塔樓立體作業安全管理等，必須考慮層高和平面形狀的制約[1]。且項目靠近錢塘江，風荷載較大，塔吊拆除時，幕墻玻璃易被損壞，塔吊拆除安全風險大。

3 內爬塔吊拆除整體思路

STL720塔機拆除流程為：先使用STL720塔機安裝ZSL380，ZSL380塔機基礎在大屋面282 m處的結構梁上，塔身需安裝6節標準節，安裝臂長45 m。使用ZSL380塔機拆除STL720塔機，ZSL380塔機將塔冠剩余部分施工完畢后，在停機坪(302 m)上安裝ZSL120塔機，安裝臂長26 m。ZSL120塔機拆除完ZSL380塔機后，利用廠家配用的專用吊桿進行自拆。

4 屋面吊選型與布置

4.1 屋面吊選型與布置的影響要素

STL720塔吊塔身部件拆除時，最大單件重13.47 t(平衡臂)。拆除STL720塔吊的屋面吊選型與最大單件重量及中心距離緊密關聯。需重點解決以下問題：

(1)STL720塔吊拆除時，因屋面結構復雜，施工專業單位多，為不影響屋面后期施工和使后期拆除收頭方便，故選取點位少。

(2)屋面塔吊位置確定后，對屋面塔吊吊運工況分析，應滿足STL720塔吊拆除的吊運需求及后期屋面施工要求。

(3)屋面吊選型考慮塔吊拆卸與辦公樓幕墻外立面的關系，確保塔吊拆卸時不會破壞外立面[2]。

4.2 屋面吊位置選擇

根據杭州之門塔樓屋面工況，考慮到鋼結構塔冠為一側收縮，一側保持不變，且屋面塔吊需靠近STL720塔吊；同時考慮屋面塔吊拆除部件下放，杭州之門屋面中型塔吊選擇在東塔東側，西塔西側。屋面小型塔吊位置選擇在塔樓停機坪[3]。

4.3 屋面吊選型

本工程采用常規的“中拆大，小拆中，小自拆”原則進行塔吊拆除，每棟塔樓分別選擇2臺屋面吊。

4.3.1 中型屋面塔吊選取

STL720塔機與中型塔機中心距離為12.5 m。塔身部件拆除時，最大單件重13.47 t(平衡臂)，根據以上情況，選用ZSL380屋面塔吊。

ZSL380塔機2倍率時15 m內吊重32 t，1倍率19.6 m內吊重19 t?？蓾M足拆除要求。

4.3.2 小型屋面塔吊選取

小型屋面吊主要進行ZSL380塔吊拆除。ZSL380拆除時最大單件重量為5.2 t，兩塔吊中心距離為6.6 m，根據以上工況，選用ZSL120屋面塔吊，ZSL120屋面吊在半徑16 m范圍內最大吊重8 t，滿足拆除要求。

5 塔吊

由于中型屋面塔吊安裝于塔樓頂部混凝土梁板上，小型塔吊安裝于鋼結構停機坪上(圖4)。為保證塔吊使用安全，同時保證塔樓結構安全，故對屋面塔吊進行底部加固處理[4]。

圖4 杭州之門西塔樓ZSL380塔吊基礎定位圖

5.1 ZSL380塔吊

ZSL380塔機基礎位于大屋面(64層樓板面上，結構標高281.8 m)?；A轉換鋼梁利用STL720內爬頂升鋼梁，鋼梁截面1000 mm×400 mm×30 mm×40 mm，長10 m。轉換鋼梁放置在屋面結構梁上，通過梁上預先放置的埋件焊接連接，如圖5所示。

圖5 杭州之門西塔樓ZSL380塔吊基礎立面圖

東塔結構梁為500 mm×700 mm，西塔結構梁為500 mm×750 mm，根據塔吊受力計算，對梁進行加大、加固處理，東、西塔梁截面均增大為500 mm×1700 mm。

5.2 ZSL120塔吊基礎支撐設計

ZSL120塔機基礎位于停機坪頂(標高302 m)?；A轉換鋼梁使用STL720內爬支撐鋼梁，鋼梁截面1000 mm×400 mm×30 mm×40 mm，長10 m。轉換鋼梁放置在停機坪主結構鋼梁上，通過焊接連接，如圖6所示。東、西塔樓停機坪鋼梁為塔吊基礎，根據塔吊受力計算，將主鋼梁進行加大，鋼梁截面增大為兩根 H700 mm×400 mm×20 mm×40 mm。

圖6 杭州之門西塔樓ZSL120塔吊基礎立面圖

6 屋面塔吊拆除流程

總體拆除流程：安裝ZSL380塔吊基礎→安裝ZSL380塔吊→拆除STL720塔吊→安裝ZSL120塔吊基礎→安裝ZSL120塔吊→拆除ZSL380塔吊→ZSL120塔吊自拆除。

6.1 ZSL380屋面塔吊安裝流程

屋面施工完成后，完成塔吊基礎上翻結構梁施工，使用內爬式STL720塔吊，將用于內爬的最底部支撐鋼梁吊運至屋面作為轉換鋼梁安裝就位，將基礎十字梁拼成整體后吊運至轉換鋼梁上，并安裝就位。安裝6節標準節→安裝回轉下支座→安裝回轉上座(平衡臂一)及平衡臂二→安裝起升卷揚和變幅卷揚→拼裝起重臂→安裝起重臂→安裝配重塊。

6.2 STL720內爬式塔吊拆除流程

用ZSL380塔吊對STL720塔吊進行拆除吊運施工：拆除塔機平衡臂上的配重→拆除吊鉤→拆卸變幅滑輪→拆卸安全繩和起重臂→拆除剩余配重→拆除A字架總成→拆除平衡臂總成→將解體后的各部件下放到地面→拆除司機室→拆除回轉塔身→拆除回轉上支座→拆除回轉下支座→拆除標準節和內爬框內爬鋼梁。

拆除部件下放：STL720塔機部件從樓面下放到地面時，使用1倍率。下放區域，對應ZSL380起重性能半徑為19.6 m～35 m，吊重量為19 t～8.5 t，ZSL380起重性能半徑為19.6 m時，距離最遠端結構邊緣處為8.8 m。STL720塔機部件下放時，超10t的構件共2件，分別為平衡臂(拆清所有附件)重13.47t、A架重12.29 t，滿足下放要求。較長部件臂架(最長10.5 m)單節最重為2.568 t，可利用ZSL380塔機35 m半徑下放，此半徑離最遠端結構邊緣處為24.2 m。內爬鋼梁重約8 t，長10.5 m，利用ZSL380塔機25 m半徑下放，此半徑離最遠端結構邊緣處為14.2 m。

6.3 ZSL380屋面塔吊拆除流程

拆除流程與安裝流程基本相反，參見安裝流程，不再描述。不同之處在于ZSL380塔機臂架拆除時，需先使用廠家配備自拆臂架的專用三角架，將前端25 m臂架自拆放到地面。

拆除部件下放：ZSL380塔機部件從樓面下放到地面時，下放區域，對應ZSL120起重性能半徑為20 m～25 m，吊重量為4.5 t～6 t。ZSL120起重性能半徑為20 m時，距離最遠端結構邊緣處為4.1 m。ZSL380塔機部件下放時，超5 t的構件共1件，為起重卷揚，重5.2 t。較長部件臂架單節最重為2.18 t，可利用ZSL120塔機25 m半徑下放，此半徑離最遠端結構邊緣處為9.1 m。ZSL380內爬鋼梁切割成4段，每段重約2 t，利用25 m行徑下放。

6.4 ZSL120屋面塔吊拆除流程

ZSL120屋面吊拆除時，使用其自身的機構和專用扒桿進行拆除，并放置到64層樓板大屋面上，再利用液壓小車水平運輸到施工升降機處，通過此電梯運輸到地面。起重臂拆除時，在塔樓屋面核心筒上方搭設8 m高操作腳手架作為拆塔平臺，將起重臂放平后拆除。

7 結語

通過綠地中心·杭州之門項目復雜屋面內爬塔吊拆除施工關鍵技術研究，在超高層屋面工程施工過程中需要重點考慮：(1)在滿足屋面大重量構件后續施工要求下，不影響內爬塔吊拆除；(2)盡量利用屋面結構與內爬鋼梁相結合，滿足屋面塔吊基礎受力要求，減少后期塔吊基礎拆除收頭工作；(3)在塔吊拆除下放前，在屋面進行分解，避免重大構件與主體工程碰撞。