錨固式型鋼平臺塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工

葉春 張浩軍

摘? 要：塔吊作為一種物料提升機(jī)械，因其作業(yè)范圍廣、起吊高度大、占地面積小、吊運(yùn)速度快等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁施工中。根據(jù)工程性質(zhì)、施工現(xiàn)場布置情況等因素，選擇適宜的塔吊基礎(chǔ)，是確保塔吊在后續(xù)施工過程中正常使用的關(guān)鍵所在。文章結(jié)合104國道甌江大橋項(xiàng)目主墩索塔輔助塔吊施工，詳細(xì)介紹了一種非常規(guī)的組合式塔吊基礎(chǔ)——錨固式型鋼平臺塔吊基礎(chǔ)，為類似施工提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：塔吊基礎(chǔ);設(shè)計(jì)與施工;結(jié)構(gòu)計(jì)算;質(zhì)量控制

Abstract： As a kind of material lifting machinery， tower crane is widely used in construction and bridge construction because of its wide operation range， large lifting height， small area， fast lifting speed and so on. According to the nature of the project， the layout of the construction site and other factors， the selection of a suitable tower crane foundation is the key to ensure the normal use of the tower crane in the follow-up construction process. Combined with the construction of main pier cable tower auxiliary tower crane of Oujiang Bridge on 104 National Highway， a kind of unconventional combined tower crane foundation-anchored steel platform tower crane foundation is introduced in detail in this paper， which can be used as a reference for similar construction.

1 工程概況

104甌江特大橋全長1332.72m，索塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，布置于中分帶，豎向呈倒“Y”造型。其中，7、9#索塔高35m，8#索塔高45m。索塔施工起吊設(shè)備采用塔式起重機(jī)，塔吊型號為QTZ80（即TC5610），基礎(chǔ)形式為一種組合式塔吊基礎(chǔ)——錨固式型鋼平。

2 設(shè)計(jì)思路

2.1 塔吊型號、布置位置選擇

本工程主墩0#塊施工過程中，采用塔吊輔助施工：塔吊型號為QTZ160，基礎(chǔ)為固定式，預(yù)埋于下部承臺內(nèi)，第8節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)穿過箱梁翼板，塔身高度為46.5m。

由于主橋橫斷面為整幅式，若直接采用上述QTZ160型塔吊輔助索塔施工，為了滿足塔吊使用要求，豎直方向至少需設(shè)置兩道附墻裝置，附墻平面布置，此外，本工程所屬區(qū)域?yàn)閬啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，夏季施工跨越臺風(fēng)期，撐桿過長導(dǎo)致附墻裝置整體穩(wěn)定性差。故而，舍棄使用既有的QTZ160型塔吊這一方案。

考慮到上述不利施工因素，需將塔吊基礎(chǔ)向靠近索塔方向布置，既將塔吊基礎(chǔ)由承臺上部轉(zhuǎn)換布置于主墩0#塊上。根據(jù)施工過程中最大起吊重量，兼顧塔吊施工對0#塊結(jié)構(gòu)的影響，設(shè)計(jì)采用QTZ80型塔吊輔助索塔施工。

2.2 塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

由于0#塊橫截面為單箱三室，若采用板式塔吊基礎(chǔ)：一方面，因箱梁頂板厚度為55cm，塔吊預(yù)埋件直接安裝于頂板內(nèi)，基礎(chǔ)抗傾覆驗(yàn)算等無法滿足各種工況要求;另一方面，因預(yù)埋件尺寸較大，影響箱梁橫向預(yù)應(yīng)力束安裝，對梁體頂板結(jié)構(gòu)受力勢必會產(chǎn)生各種不利影響。

故而，根據(jù)0#塊結(jié)構(gòu)構(gòu)造，設(shè)計(jì)采用一種錨固式型鋼平臺塔吊基礎(chǔ)，如圖1所示：在0#塊橫梁內(nèi)預(yù)埋Φ32精軋螺紋鋼，箱梁頂板表面預(yù)埋δ=20mm的鋼板，鋼板底面焊接Φ20熱軋帶肋鋼筋，上部利用螺帽錨固;三拼HN500×200承重型鋼與預(yù)埋鋼板焊接，并通過雙拼I25a工字鋼與精軋螺紋鋼錨固形成反壓體系，塔吊基礎(chǔ)節(jié)通過螺栓連接及焊接兩種并用形式安裝于承重型鋼上。

2.3 結(jié)構(gòu)計(jì)算

2.3.1 傾覆力矩計(jì)算

（1）工作狀態(tài)下傾覆力矩

（2）非工作狀態(tài)下傾覆力矩

2.3.2 承載力計(jì)算

傾覆力矩按照最不利的對角線方向作用，并取最不利的非工作狀態(tài)荷載進(jìn)行驗(yàn)算。

（1）塔吊支腿承載力驗(yàn)算

偏心豎向力作用下

（2）型鋼平臺承載力驗(yàn)算

偏心豎向力作用下

2.3.3 焊縫計(jì)算

（1）固定支腿底托焊縫計(jì)算

在非工作狀態(tài)下，承受彎矩及拉力側(cè)的支腿受力最為不利（支腿所受拉力Q=Qmin=345.77kN，所受彎矩M=0.25M'k=260.34kN·m）

（2）型鋼平臺焊縫計(jì)算

3HN500×200兩端焊接在預(yù)埋鋼板上，并輔以預(yù)埋的精軋螺紋鋼錨固，計(jì)算時(shí)忽略精軋螺紋鋼錨固效應(yīng)（所受拉力Q=Qmin=209.45kN，所受彎矩M=0.25M'k=260.34kN·m），計(jì)算方法同上：

3 塔吊基礎(chǔ)施工

3.1 預(yù)埋件加工與安裝

塔吊基礎(chǔ)預(yù)埋件包括：精軋螺紋鋼，共計(jì)16根;厚度為δ=20mm的預(yù)埋鋼板，共計(jì)4塊。

精軋螺紋鋼安裝過程中，在其底部加設(shè)墊板，并用螺帽限位。經(jīng)測量放樣確定平面位置后，垂直下放。安裝完畢，與箱梁鋼筋點(diǎn)焊固定，防止后續(xù)施工中平面偏移、垂直度等發(fā)生變化為增強(qiáng)預(yù)埋鋼板與混凝土的結(jié)合力，鋼板加工過程中，在其底部焊接10道等距錨固筋，錨固筋與預(yù)埋鋼板之間焊縫飽滿。預(yù)埋鋼板安裝過程中，整體調(diào)節(jié)至同一水平面;同時(shí)，在鋼板中部切割孔洞，便于混凝土澆筑過程中對鋼板下部進(jìn)行充分振搗。

3.2 型鋼平臺加工與安裝

型鋼平臺分為上下兩層：下層為2組HN500×200承重型鋼，上層為4組雙拼I25a工字鋼反壓梁，型鋼與型鋼平面、上下層間焊接連接。

型鋼加工過程中，根據(jù)設(shè)計(jì)在對應(yīng)承重部位、精軋螺紋鋼錨固部位安裝加勁板，增強(qiáng)型鋼工作性能，提高其結(jié)構(gòu)受力能力，加勁板與型鋼之間焊接連接。

型鋼平臺安裝之前，清除預(yù)埋鋼板上部混凝土，使露出鋼板面，并安裝精軋螺紋鋼螺帽;根據(jù)測量、放線，將加工完畢的承重型鋼安裝至預(yù)定位置，復(fù)查頂部間距后將承重型鋼與預(yù)埋鋼板焊接，局部區(qū)域因縫隙過大需塞焊鋼筋條;然后，將I25a工字鋼成雙緊貼于精軋螺紋鋼兩側(cè)，與承重型鋼垂直形成反壓體系，安裝、擰固螺帽，并將反壓梁與承重型鋼緊貼處進(jìn)行焊接。

3.3 安裝基礎(chǔ)節(jié)

型鋼平臺安裝完畢，安裝塔吊基礎(chǔ)節(jié)，基礎(chǔ)節(jié)底托與承重型鋼采取螺栓連接及焊接連接組合形式進(jìn)行連接。

4 質(zhì)量控制措施

（1）施工過程中，嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量，確保焊接工藝、焊條質(zhì)量、焊縫長度、焊腳高度等滿足設(shè)計(jì)要求;同時(shí)，現(xiàn)場加強(qiáng)檢測，對所有焊縫鑿除焊渣，并檢測焊縫飽滿情況、焊縫及焊腳尺寸等。（2）預(yù)埋鋼板、I25a工字鋼反壓梁與精軋螺紋鋼錨固，螺栓擰固過程中使用扭矩扳手，并分初擰、復(fù)擰、終擰三級操作形式進(jìn)行控制，確保同一類型受力點(diǎn)各點(diǎn)均勻受力。（3）預(yù)埋鋼板安裝過程中整體調(diào)整于同一水平面后，利用鋼筋進(jìn)行限位，確保后續(xù)施工過程中無沉降、位移;其次，承重型鋼安裝時(shí)，其頂面需調(diào)整水平，因箱梁混凝土限位導(dǎo)致上部傾斜的需提前鑿除該部分混凝土，因預(yù)埋鋼板局部沉降的需加墊鋼板并做焊接處理。

5 結(jié)束語

通過采用錨固式型鋼平臺塔吊基礎(chǔ)，本工程主墩索塔輔助塔吊實(shí)現(xiàn)了在0#塊上部安裝，使得塔吊附墻安裝規(guī)范、受力合理。目前，8#主墩索塔塔吊已順利投入使用，在索塔勁性骨架、鋼筋、模板安裝及混凝土澆筑過程中，運(yùn)轉(zhuǎn)良好，起到了良好的施工輔助效果。通過本工程積累了寶貴的技術(shù)、施工經(jīng)驗(yàn)，可作為以后類似工程參照。

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