塔機(jī)非常規(guī)附著形式優(yōu)化設(shè)計(jì)

金久富，王開發(fā)，孫齊超

(中核華興達(dá)豐機(jī)械工程有限公司，上海 200333)

近年來，高層建筑不斷增加，塔機(jī)工作高度也隨之提升。而塔機(jī)附著作為塔機(jī)附著頂升中的前提條件，對(duì)塔機(jī)的正常頂升與安全使用起著決定性的作用。本文結(jié)合工程項(xiàng)目中附著處的特殊建筑結(jié)構(gòu)，對(duì)塔機(jī)附著型式進(jìn)行合理的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與優(yōu)化，為復(fù)雜工況下預(yù)埋件的設(shè)計(jì)提供了理論和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 預(yù)埋位置建筑結(jié)構(gòu)分析

考慮到塔機(jī)附著施工的問題，塔機(jī)附著位置一般為樓層中下部的建筑結(jié)構(gòu)上。附著處的建筑結(jié)構(gòu)一般有現(xiàn)澆剪力墻、連梁、混凝土柱、鋼柱等，除此之外，隨著裝配式建筑的興起，也存在附著處為PC 墻板或者PC 柱的情況。不同建筑結(jié)構(gòu)對(duì)附著型式的要求不同，需根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)塔機(jī)附著型式。對(duì)于現(xiàn)澆剪力墻來說，一般采用預(yù)埋件預(yù)埋的型式。預(yù)埋件的預(yù)埋一般考慮剪力墻中橫縱配筋即可，合理調(diào)整預(yù)埋件處的配筋即可完成對(duì)預(yù)埋件的預(yù)埋；對(duì)于連梁和混凝土柱來說，除考慮配筋外，還需考慮連梁或混凝土柱存在的勁性柱對(duì)預(yù)埋件的影響，需合理設(shè)計(jì)塔機(jī)預(yù)埋件；對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的附著，此時(shí)可以將附著耳板直接焊接至鋼柱上，附著耳板的設(shè)計(jì)需根據(jù)鋼柱的截面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；至于PC 墻板或者PC 柱，則可以采用穿墻螺栓或者附著抱箍的型式進(jìn)行塔機(jī)的附著。

2 附著預(yù)埋件優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 焊接埋件設(shè)計(jì)

以上海江寧路一在建工地為例，附著位置為外框混凝土柱，存在勁性柱，且外框進(jìn)度與核心筒進(jìn)度相差較大，附著處外框進(jìn)度緩慢，如圖1所示。針對(duì)此情況，采用焊接埋件進(jìn)行附著。將埋件的錨筋改為鋼板，與勁性柱焊接在一起。將兩塊鋼板焊接在勁性柱上（豎直焊接，避開豎向主鋼筋），隨后將鋼板的另一側(cè)與埋件面板焊接。

圖1 焊接埋件附著

焊接埋件需與勁性柱一起完成加工。耳板焊接前，需完成勁性柱與其他建筑結(jié)構(gòu)相連，保證外框鋼結(jié)構(gòu)滿足附著處受力需求。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，后續(xù)外框進(jìn)度加快，可采用圖1（b）型式，即采用錨板+擋板的型式進(jìn)行預(yù)埋。將勁性柱干涉的部位將錨筋變短，同時(shí)在未干涉的部位，將錨筋加長，以此滿足錨固長度的需求?，F(xiàn)場施工照片如圖2 所示。

圖2 塔機(jī)埋件現(xiàn)場施工

2.2 焊接耳板優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對(duì)附著位置是鋼柱的情況，可分為方形鋼柱和圓形鋼柱兩種情況。方形鋼柱情況比較簡單，直接將耳板焊接在鋼柱上即可，耳板無須重新優(yōu)化設(shè)計(jì)。以圓形鋼柱為例，對(duì)耳板的要求較高，且需要對(duì)每層鋼柱直徑進(jìn)行復(fù)核。以東方體育中心某工地為例，塔機(jī)型號(hào)為永茂STL420A，附著型式為焊接耳板，對(duì)塔機(jī)附著進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如圖3 所示。

圖3 不同樓層鋼柱截面圖

針對(duì)此種情況的塔機(jī)附著，需根據(jù)附著位置處的鋼柱截面來合理設(shè)計(jì)弧形耳板，同時(shí)考慮到附著撐桿安裝時(shí)的難易程度，附著標(biāo)高需控制在樓板上方1 500mm 以內(nèi)，以便快速安全的安裝附著撐桿。本類附著型式，附著耳板可以跟外框鋼柱一起加工，也可以塔機(jī)準(zhǔn)備附著時(shí)，在現(xiàn)場將附著耳板焊接在鋼柱上。

3 塔機(jī)附著位置加固

針對(duì)附著處為樓板頂梁的情況，附著型式一般采用預(yù)埋件預(yù)埋的型式進(jìn)行附著。但若附著處梁厚度較小，且建筑已經(jīng)施工，采用預(yù)埋的型式顯然不合適。以上海某在建工地裝配式建筑附著為例，塔機(jī)型號(hào)為永茂ST7030，由于吊裝高度和塔機(jī)附著內(nèi)襯安裝需求，無法降低附著位置，附著高度超過女兒墻，結(jié)合本工程現(xiàn)場特殊情況，需對(duì)附著型式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如圖4 所示。

圖4 特殊型式附著設(shè)計(jì)

采用高強(qiáng)螺栓貫穿梁和女兒墻，附著耳板下方2 個(gè)高強(qiáng)螺栓布置在頂梁中，上方2 個(gè)高強(qiáng)螺栓布置在女兒墻中。同時(shí)靠近樓板一側(cè)采用高強(qiáng)螺栓將后壓板與樓板通過三角筋板進(jìn)行連接，通過2 塊三角筋板和后壓板對(duì)附著位置處的女兒墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，確保附著處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度?，F(xiàn)場施工如圖5 所示。

圖5 特殊型式附著現(xiàn)場施工

此種型式附著有效解決了建筑頂層附著結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的問題，同時(shí)附著位置處為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)中部向下750mm，可完成塔機(jī)附著內(nèi)襯的安裝，保證塔機(jī)安全使用。

4 附著抱箍設(shè)計(jì)

常規(guī)附著以預(yù)埋為主，高強(qiáng)穿孔螺栓為輔助。如果附著位置處無法預(yù)埋，且無法進(jìn)行穿孔，則需考慮附著抱箍的型式。以上海武寧路項(xiàng)目為例，塔機(jī)型號(hào)為中聯(lián)L400，附著處為PC 柱，截面為700mm×700mm，無法進(jìn)行預(yù)埋與穿孔。針對(duì)此情況，用8 根高強(qiáng)螺栓將前后壓板緊固在PC柱上，如圖6 所示。

圖6 塔機(jī)附著抱箍

前后壓板厚度為30mm，為增加后壓板的強(qiáng)度，在后壓板外側(cè)焊接3 塊鋼板條。同時(shí)在抱箍內(nèi)側(cè)焊接4 塊定位鋼板條，防止抱箍水平方向滑移?，F(xiàn)場施工如圖7 所示。

圖7 塔機(jī)附著抱箍

5 結(jié)語

通過分析塔機(jī)附著位置處的建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場復(fù)雜施工工況，對(duì)塔機(jī)特殊型式附著埋件以及附著型式進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效地解決了塔機(jī)預(yù)埋件與建筑結(jié)構(gòu)干涉、附著處建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足以及無法預(yù)埋等問題，為后續(xù)類似附著的設(shè)計(jì)與安裝提供重要的施工實(shí)踐依據(jù)。