一、超高層建筑高空塔吊拆除難點

超高層建筑高空塔吊拆除難度大:塔吊拆除場地狹窄,且拆除解體和垂直運輸都在高空中進行作業(yè),受外裝飾影響,需要遠距離吊裝運輸。 超高層建筑高空塔吊拆除安全隱患多:超高層施工中,塔吊起重臂懸在百米,甚至幾百米的高空,設置安全設施較困難,在此種條件下進行起重臂的拆卸,具有一定的危險性。 超高層建筑高空塔吊拆除拆除成本大:如何在保證安全性的前提下,降低塔吊拆除成本,是制定塔吊拆除施工方案的重點。
 
二、超高層高空塔吊拆除方法
 
超高層建筑普遍采用內(nèi)爬式塔吊進行鋼結(jié)構(gòu)高層建筑吊裝施工。內(nèi)爬式塔式起重機充分利用了建筑物自身的高度,覆蓋建筑施工面積效率高,高層建筑施工使用較安全,不占用施工場地,適合于場地狹窄的工程,使用中無需多道附著裝置和大量的塔身標準節(jié)的投入,有比較顯著的綜合經(jīng)濟效益,特別是對于特高層建筑物的施工,幾乎是不可取代的起重機。
 
內(nèi)爬式塔式起重機在施工完成后,其處于高層、超高層建筑物的頂部,拆卸困難,尤其是其中的起重臂,由于吊裝功能的需要,起重臂的相當一部分超出了建筑物的頂部平面,懸在數(shù)十米,百多米、甚至幾百米的高空,即使在建筑物垂直平面之內(nèi)的部分,因建筑功能和外形裝飾設計等原因,超高層結(jié)構(gòu)復雜,給內(nèi)爬式塔式起重機的高空拆除、轉(zhuǎn)運作業(yè)造成一定困難,是一項技術(shù)復雜、施工難度大的工作。
 
現(xiàn)有技術(shù)中,拆卸內(nèi)爬式塔式起重機的起重臂主要有三種方法。
 
第一種方法:在建筑物頂部專門安裝一臺塔式起重機進行拆卸法 
 
1、拆卸工藝原理
 
在建筑物頂安裝小塔式起重機,拆卸大塔式起重機,再安裝更小的塔式起重機,拆卸前面專門安裝的小塔式起重機,最后用非標準起重機(如桅桿起重機)拆卸更小的塔式起重機。
 
2、工藝特點及缺陷 
 
該方法盡管相對較安全,但成本高,工期長,同時由于建筑物頂部的情況較復雜,有時不具備安裝小塔式起重機的條件,使該方法的使用受到限制。
 
3、案例
 
A、工程概況
 
金茂大廈高420.5m,結(jié)構(gòu)吊裝采用兩臺M440D(起重力矩為600t·m、抬臂、內(nèi)爬式)塔吊,該塔吊經(jīng)24層爬升后,已到達360m高空。M440D塔吊為目前國內(nèi)最大的內(nèi)爬式塔吊,要將此龐然大物在高空中拆除,比較可行的辦法是采用逐層置換法,即在360m的高空安排1臺中型吊機,將M440D拆除,再由中型吊機安裝1臺小型吊機將其置換,最后人工拆除小型吊機。
 
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B、拆除施工思路
 
本工程現(xiàn)有WMD210重力矩為210t·m,不能滿足施工需要,但是若向國外租借塔吊,則需花費租金15萬美元,成本太高。更換卷揚機:M440D塔吊最重部件是回轉(zhuǎn)平臺,重15.7t,加上起重鋼絲繩及吊鉤重量達到18.4t,而WMD210屋面吊受5t起重卷揚機走三限制,最大起重量僅為15t,再者,被拆塔吊是在360m高空,起重鋼絲繩至少需要1000多m鋼絲繩,而5t卷揚機的容繩量最多只有600m,顯然,WMDZ10屋面吊的起重能力和卷揚筒的容繩量都不夠。經(jīng)研究,發(fā)現(xiàn)WMDZ10屋面吊還有潛力可挖,屋面吊是由75t履帶吊改制而成,在強度和起重力矩方面沒有問題,半徑在9.lm時,起重能力為18.56t,正好滿足要求,經(jīng)計算,只要將原來l臺5t卷揚機更換成兩臺10t卷揚機(雙出頭),在操作時保持同步便可解決問題
 
將屋面吊布置呈懸托狀: 由于金茂大廈外形似寶塔,核芯筒外鋼結(jié)構(gòu)隨著樓層的升高而逐步向核芯筒靠攏,即越向上樓層有效空間越少,而WMD210屋面吊在吊重18.4t的情況下,其半徑只能>1m。所以,WMDZ10屋面吊位置的布設,亦成了一大難題。受半徑限制,WMDZ10屋面吊只能布置在以M440D塔吊為圓心的大圓(半徑為9.lm)與小圓(半徑為7.6m)之間,何況逐層收縮后的屋面有效空間相當少,均遠離建筑外框,但是,為了使18.4t重的回轉(zhuǎn)平臺在吊至地面的過程中,離已安裝好的玻璃幕墻盡可能遠一些,WMD210屋面吊必須布置在距建筑外框較近的位置上。顯然,按照常規(guī)的思路將WMD210屋面吊安放到結(jié)構(gòu)內(nèi)已行不通,而違背常規(guī)將其布置呈懸托狀態(tài),就成了特定條件下非常理想的位置。
 
導向滑索將重物引至地面:WMD210屋面吊間轉(zhuǎn)平臺投影面積為6.8m×3.23m,控制重量為6t。QW6屋面吊在吊重6t時,最大半徑為5.3m,QW6屋面吊回轉(zhuǎn)中心至玻璃幕墻距離為1.3m,在最理想狀態(tài)下,WMD210屋面吊回轉(zhuǎn)平臺與玻璃幕墻距離為2.385m,如果受到高空風荷載影響,吊物由360m高空降至地面,回繩根本無法控制。針對這一問題,提出使用“導向滑索”將吊物安全引至地面。其主要組成有懸挑在設備1層外的1副挑支架、2只1t卷揚機、2根11.0m×500m鋼絲繩和2只3t導向,這樣一來,吊物就會順著“導向滑索”安全到達地面,既不會轉(zhuǎn)動,也不會碰著幕墻玻璃
 
C、拆除步驟
 
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第二種方法:搭設腳手架或鋼塔輔助拆除塔吊 
 
1、工藝原理
 
該方法是在屋面安轉(zhuǎn)腳手架或鋼塔,利用拔桿將塔吊拆卸到屋面解體后再轉(zhuǎn)運到地面。 
 
2、工藝特點及缺陷
 
該方法需要大量的鋼管在拆卸前運上建筑物頂部,拆卸完成后運下,成本較高、工期長;有時建筑物頂部的標高差較大,腳手架須搭設的高度較高,且無附著,同時,其搭設位置往往在建筑物頂部平面的邊緣,存在較大危險性;對腳手架和鋼塔的搭設要求較高。
 
3、案例
 
A、工程概況
 
廣州市大都會廣場是48層的高層建筑,主樓屋頂采用“金字塔”式造型。結(jié)構(gòu)由三個拾級而上的屋面層及四條R.C斜梁構(gòu)成,復蓋金色玻璃光棚裝飾。最下的屋面層平面同塔樓尺寸,標高為177m;中間屋面層的平面尺寸26.2m×26.2m,標高為182.80m;上面的屋面層15.2m×15.2m,標高186.80m。從177.00m開始至198.60m由四根斜梁正交成四棱錐體的尖頂。結(jié)構(gòu)施工時,在E軸以北1.7m與④~⑤之間安裝有一臺F023/B(沈陽)內(nèi)爬塔吊,此塔吊吊臂長50m,塔尖最高處標高約為2llm。主體結(jié)構(gòu)完成以后,塔吊的使用率不高,施工安排先行將塔吊拆除。
 
由于塔吊的下降高度受到結(jié)構(gòu)的限制,只能在屋面上采用土法吊裝進行拆卸。拆卸方法是在186.80m屋面上安裝一座吊裝鋼塔,利用拔桿將塔吊拆卸到屋面解體后再轉(zhuǎn)運到地面。而本工程屋面構(gòu)造復雜,每個屋面層面積不大,加上斜梁的影響,處于高空作業(yè),場地狹窄,作業(yè)困難。這種困難環(huán)境下的拆卸作業(yè)前所未有。機械布置擠迫;風纜角度差;塔吊拆卸的部件,特別是50m長的吊臂堆放位置不足等,這些都需要在制訂拆卸方案中考慮的。
 
B、塔吊拆除施工工藝
 
① 安裝吊裝鋼塔
 
吊裝機具的布置:拆卸用的吊裝鋼塔,中心位于:④一⑤軸之間與距C軸以北2m的交線上(見圖)。
 
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鋼塔安裝15節(jié),高27.75m,全部塔身安裝∠125的加強節(jié),使用兩條26m長拔桿在鋼塔的南、北面,均座在底部。北面的為1﹟桿,負責拆卸塔身、平衡臂;南面的為2﹟桿,負責拆卸吊臂、平衡重塊及塔吊料轉(zhuǎn)運至地面。現(xiàn)場需預先在樓面位置預埋鐵環(huán),以鎖緊鋼塔腳和纜風繩。此吊裝鋼塔使用卷揚機臺數(shù)為:1t雙筒機3臺、5t機3臺、0.5t機1臺。由于樓面場地狹窄,卷揚機位置只能在樓面東北、西北角,離鋼塔只有11m。按規(guī)定,卷揚機至鋼塔地腳滑輪的距離要等于卷揚機卷筒的20倍,約17m,卷筒上的鋼絲繩在轉(zhuǎn)動時才能按順序整齊排列。為解決卷揚機位置短促問題,在綁扎從卷揚機引出鋼絲繩經(jīng)過的第一個滑輪時,采取在錨固體與滑輪之間留有約30cm的距離,以便卷揚時滑輪可隨鋼絲繩的排列而擺動,使鋼絲繩能整齊排列。
 
鋼塔的纜風繩:按一般做法,鋼塔的纜風繩不少于12條,直徑不小于15.5mm,配以15.5mm的鋼絲繩夾,其錨固點視現(xiàn)場實際情況而定,因天面平面尺寸較小,纜風繩固定在天面一層四周的邊柱或梁上,南面纜風繩的夾角都在70°~74°之間(一般要求不大于60°),考慮到拆除塔吊的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、平衡臂及吊臂時,南面和東面的纜風繩為主受力,經(jīng)過復核,將鋼塔南面的纜風繩由3條增加到4條;東面東北方向也多加了1條纜風繩。使用l#拔桿吊裝拆卸時,還采取將2#拔桿的吊鉤放下,與1#拔桿相反方向向鉤住建筑物的拉錨用來加強措施。
 
吊裝拔桿的技術(shù)數(shù)據(jù): 26m長的拔桿安全使用范圍在仰角45°~75°之間,吊幅為6.73m~18.38m;起吊高度18.38m~25.11m。當拔桿仰角45°,最大起重量約15t。拆卸塔尖時,1#拔桿至塔身的距離9m,仰角70°,起吊高度24m(樓面計起,下同)而此時塔尖的最高處約15.5m左右,此拔桿能滿足要;拆卸吊臂時,拔桿到吊臂重心距離約17m,此時仰角49°,起吊高度19.62m。吊臂重約7.3t(吊臂為塔吊最重部件)。所以1#拔桿可以滿足塔吊拆卸要求。
 
② 塔吊的拆卸步驟
 
A、拆卸塔吊前,必須首先把塔吊下降,使塔尖相對高度約15.5m。
 
B、按照說明書要求的順序拆卸塔吊,其中吊臂需放在天面用鋼管搭設的平臺上解體。
 
③ 拆卸吊裝鋼塔
 
塔吊拆卸完畢后,安裝一條12m小拔桿,將26m拔桿在樓面解體后,吊到地面,其它塔料和小拔桿用施工電梯運到地面。
 
注意事項:
 
A、在182.80m處安裝的吊裝鋼塔,自重加上吊重共約13t,需加支頂卸荷。
 
B、吊臂解體位置在②~③之間,由于屋頂斜梁的影響,需預先用鋼管搭設平臺C。
 
C、拆卸過程中,必須設專人在現(xiàn)場監(jiān)控。操作人員必須嚴格執(zhí)行高空作業(yè)和設備安裝拆卸的有關(guān)規(guī)定。
 
第三種方法:采用非標準起重機(如桅桿起重機等)拆卸法 
 
1、工藝原理
 
該方法是在塔式起重機起重臂端部后一標準節(jié)上安裝一臺小的人字桅桿起重機,用于拆卸起重臂的端部(外側(cè))標準節(jié),然后逐次后移人字桅桿起重機進行起重臂的拆卸。
 
2、工藝特點及缺陷
 
該方法成本較低,但由于起重臂的相當一部分超出了建筑物頂部平面,懸在數(shù)十米,甚至幾百米的高空,設置安全設施較困難,在此種條件下進行起重臂的拆卸和吊裝施工,具有一定的危險性;隨著拆卸過程,安裝在起重臂上的小人字桅桿起重機需要后移,不僅施工人員可能摔下,人字桅桿有下落的危險,有造成重大安全事故的隱患。
 
3、案例
 
A、工程概況
 
廣東省郵電通信樞紐綜合樓位于廣州市中山二路,該工程地下室6層,地面以上至塔樓機房頂64層,高度249.8m,建筑面積約14.5萬m2。塔樓結(jié)構(gòu)施工時,使用一臺波坦MC300K12內(nèi)爬塔吊。結(jié)構(gòu)封頂后,需要將該塔吊安全順利地拆卸下來。其拆卸高度和單體重量在廣州地區(qū)均排在前列。
 
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經(jīng)研究有關(guān)設計圖紙、塔吊機型和現(xiàn)場實地考察,決定采用15m×20m纖纜式桅桿起重機(簡稱把桿)來拆卸塔吊,在機房頂樓面(249.8m)拆卸,解體后用20m×25m把桿吊卸部件放置在地面,在地面再由30t汽車式吊機吊走
 
 ① 施工機具
 
吊裝用的主要機具把桿由立桿和動桿組成。動桿截面600mm×500mm,每節(jié)5m;立桿截面500mm×500mm,每節(jié)5m?梢越M合成15m×20m或20m×25m,每節(jié)由20支M18的高強螺栓連接。升降系統(tǒng)采用2臺5t慢動卷揚機,變幅系統(tǒng)采用1臺3t慢動卷揚機,旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用2臺1t卷揚機。主把桿分別由8條纜風繩固定,每條纜風繩由兩個8t雙滑輪組分上下,由中13.5鋼絲繩連接(4繩裝置)。當拔桿動桿20m時,起吊角度為450,起重能力12t;拔桿動桿25m時,起吊角度為450.使用雙繩吊卸,起重能力12t(包括吊鉤及吊繩重量)。 
 
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② 施工準備
 
拔桿設在十字梁交匯處,此處以下加設兩層鋼管支頂以分散荷載;由于拆卸部件需放置在機房樓面,機房樓面以下亦加設兩層支頂。在十字梁交匯處、拔桿座lm×lm對開lm周邊處,在樓面梁的兩邊開口,用鋼絲繩穿過梁固定拔桿座。使用小20鋼絲繩穿過拔桿座固定耳孔與樓面孔繞過樓面板底梁底三圈固定,每個方向固定點最大拉力15t。
 
③ 試吊
 
拔桿在1#位試吊14t,吊幅13.5m,將配重逐件吊卸到59層樓面的相應位置。首先試吊1件F配重3.23t,然后試吊2件F配重6.46t,再試吊2件F配重、l件E配重1.87t和l件B配重2.5t共10.83t,最后試吊3件F配重、1件E配重和2件B配重共重14.06t。
 
拔桿在2#位試吊8.33t,吊幅16m,動桿與水平夾角490,將配重逐件吊卸到地面的預定位置。首先試吊l件F配重3.23t,然后試吊2件F配重646t,最后試吊2件F配重和l件E配重l.87t共8.33t。
 
④ 拆卸施工
 
A、利用現(xiàn)有塔吊組裝拔桿,各卷揚機就位,固定、組裝好拔桿,檢查各部位是否可靠、牢固、完好。
 
B 、塔吊旋轉(zhuǎn)至前臂向南,吊重物平衡后自降。從臂底266m降至臂底253m,此時臂底至樓面高度是3.2m。
 
C 、利用拔桿動桿將平衡臂向西北方向吊卸平衡重,并放置樓面,按40m臂長留一件平衡重。
 
D 、將前臂向東北方向用拔桿吊卸到樓面解體。
 
E 、安裝雙繩導索,導索采用12.5鋼絲繩,長度300m,從59層北面女兒墻引至地面,下端滑輪連接在地錨或3t重物上。吊物與導索之間用一條連接繩連接,可沿導索上下滑移,防止吊物與塔樓碰撞。
 
F 、拔桿在l#位置完成拆卸解體后,將部件最重的轉(zhuǎn)盤、平衡臂由東向北方向吊下到59層樓面放置后,拔桿重新組合為20m×25m,位置移到2#位,固封好拔桿座后,把樓面的塔吊部件吊卸到地面。
 
G 、將整臺塔吊拆卸、放置地面的工作完成后,拆除大拔桿重新組裝小拔桿。將大拔桿的材料吊至地面。然后拆除小拔桿,利用高速電梯將小拔桿放回地面運走,整個拆卸工作完成。