超高层建筑施工塔吊爬升问题

1、20112011年年1111月（北京）月（北京）超高层建筑施工塔吊爬升的关键技术问题超高层建筑施工塔吊爬升的关键技术问题林 冰 博士主要内容主要内容n概述概述n塔吊选型塔吊选型n布置原则布置原则n计算内容计算内容n常见问题常见问题概述概述n超高层建筑结构施工时，涉及到很多关键问题，包括塔超高层建筑结构施工时，涉及到很多关键问题，包括塔吊爬升、核心筒爬（提、滑）模、高性能混凝土超高泵吊爬升、核心筒爬（提、滑）模、高性能混凝土超高泵送、测量、钢结构安装焊接、机电安装、大体积混凝土送、测量、钢结构安装焊接、机电安装、大体积混凝土浇筑、深基坑、幕墙等很多关键技术；浇筑、深基坑、幕墙等很多关键技术；n塔

2、吊爬升、核心筒爬塔吊爬升、核心筒爬( (提、滑）模、高性能混凝土泵送问提、滑）模、高性能混凝土泵送问题解决得好坏，直接关系到项目的顺利与否；其它问题，题解决得好坏，直接关系到项目的顺利与否；其它问题，与常规项目基本没有区别；与常规项目基本没有区别；n在上述三个问题中，塔吊爬升问题是超高层建筑施工中在上述三个问题中，塔吊爬升问题是超高层建筑施工中最核心的问题最核心的问题（林冰认为）；（林冰认为）；n支撑架形式：支撑架形式：挂壁式挂壁式( (外挂外挂) )、两端支撑式两端支撑式（内爬）。（内爬）。塔吊选型塔吊选型n一般选用大型动臂塔吊，优点是性能优越，缩短施工周一般选用大型动臂塔吊，优点是性能优越

3、，缩短施工周期。主要表现为：起重量大、起吊速度快、大仰角（大期。主要表现为：起重量大、起吊速度快、大仰角（大起升高度）、自爬升等；缺点是价格比较高。起升高度）、自爬升等；缺点是价格比较高。n国内主要应用品牌：国内主要应用品牌： FAVCO FAVCO （法福克）系列、（法福克）系列、ZSLZSL（中昇）（中昇）系列、江麓系列，中联系列、永茂系列等；其中以系列、江麓系列，中联系列、永茂系列等；其中以FAVCOFAVCO性性能最好，也最贵，能最好，也最贵， ZSL ZSL次之。次之。n选型依据：最大起重量、最大作业半径、工期、劳动力组选型依据：最大起重量、最大作业半径、工期、劳动力组织等。例如：外

4、框筒钢柱的分节情况（一柱一层、一柱二织等。例如：外框筒钢柱的分节情况（一柱一层、一柱二层、一柱三层），大连裕景中心层、一柱三层），大连裕景中心ST1ST1最大分节重量最大分节重量9090吨。吨。塔吊选型塔吊选型n应用情况：应用情况： CCTV CCTV新台址主楼、上海中心、大连裕景中新台址主楼、上海中心、大连裕景中心心ST2ST2、广州东塔、天津、广州东塔、天津117117、深圳平安大厦等采用、深圳平安大厦等采用M1280M1280（ZSL2700ZSL2700）；大连裕景中心）；大连裕景中心ST1ST1采用采用ZSL3200ZSL3200。 nFAVCOFAVCO系列：目前国内使用系列：目前

5、国内使用FAVCOFAVCO公司的最大动臂塔吊为公司的最大动臂塔吊为M1280M1280，最大吊重，最大吊重100100吨吨/125/125吨（静载），最大仰角吨（静载），最大仰角85.585.5度，最大半径度，最大半径82.682.6米（央视米（央视7373米）米） ，最大起升速度，最大起升速度130130米米/ /分钟；分钟；M1680M1680，最大吊重，最大吊重200200吨，最大仰角吨，最大仰角7878度，最度，最大半径大半径7575米。米。nZSLZSL系列：目前国内使用中昇公司的最大动臂塔吊为系列：目前国内使用中昇公司的最大动臂塔吊为ZSL3200ZSL3200，最大吊重，最大吊

6、重100100吨吨/110/110吨（静载）吨（静载）。布置原则布置原则n案例：案例：M 1280D 塔 吊M 440D 塔 吊预 埋 件 5预 埋 件 3预 埋 件 1预 埋 件 2预 埋 件 2预 埋 件 4大连裕景中心ST1（383.45m）大连裕景中心ST2（279.65m）布置原则布置原则n案例：案例：7600395030503900主梁次梁水平支撑61006500,684640广州西塔（440.75m）利通大厦（302.9m）广州东塔（530m）布置原则布置原则n案例：案例：布置原则布置原则n案例：案例：2#M1280D1#M1280D4#M1280D3#ZSL2700构件堆场构件

7、堆场塔吊塔吊上海中心（632m）上海建工集团布置原则布置原则n案例：案例：T - AT - BT - CT - DT - ET - FT - 1T - 2T - 3T - 4T - 5T - 6T - 1T - 2T - 3T - 4T - 5T - 6T - AT - BT - CT - DT - ET - F深圳平安金融中心（660m）布置原则布置原则n布置原则布置原则1 1：数量最少，满足作业半径、工期等要求：数量最少，满足作业半径、工期等要求（受堆料场地、吊重等的限制）；（受堆料场地、吊重等的限制）；布置原则布置原则n布置原则布置原则2 2：尽量选择在墙体较厚处布置塔吊，减少对：尽量选

8、择在墙体较厚处布置塔吊，减少对墙体的加固；墙体的加固；n布置原则布置原则3 3：尽量避开墙体开洞处，减少对墙体的加固：尽量避开墙体开洞处，减少对墙体的加固（如果可能，电梯井位置核心筒开洞最少）；（如果可能，电梯井位置核心筒开洞最少）；n布置原则布置原则4 4：塔吊支架的预埋件尽量布置在楼层处（平：塔吊支架的预埋件尽量布置在楼层处（平面抗侧刚度大减少加固、一般爬升高度面抗侧刚度大减少加固、一般爬升高度18-2218-22米之间）；米之间）；n布置原则布置原则6 6：多部塔吊时，每次爬升高度尽量相同，始：多部塔吊时，每次爬升高度尽量相同，始终处于大致相同的标高处共同工作；终处于大致相同的标高处共同

9、工作；n布置原则布置原则5 5：爬升次数最少；：爬升次数最少；布置原则布置原则与结构形式、核心筒与结构形式、核心筒形式、最大分段重量、形式、最大分段重量、堆料场地、工期、方堆料场地、工期、方案制定者的经验和水案制定者的经验和水平有关，不一而足！平有关，不一而足！解决途径：多思考，认真读图和考虑施工方案及工序！解决途径：多思考，认真读图和考虑施工方案及工序！n布置原则布置原则7 7：如果核心筒有合适的：如果核心筒有合适的“T T”字型剪力墙，尽字型剪力墙，尽量利用量利用“T T”字型墙做为塔吊预埋件的埋设位置，采用字型墙做为塔吊预埋件的埋设位置，采用外挂的方式。外挂的方式。n荷载的取值：荷载的取

10、值：计算内容计算内容独立基础反力参数n荷载的取值：荷载的取值：计算内容计算内容塔吊力学参数（厂家提供）给出的是最理想状态反力，不能直接给出的是最理想状态反力，不能直接作为塔吊支撑系统的设计荷载！作为塔吊支撑系统的设计荷载！风力等级与风速对应关系表n荷载的取值：荷载的取值：计算内容计算内容n荷载的取值：荷载的取值：计算内容计算内容工况工况工况工况工况1.单台塔吊反力与塔吊动臂的转动方向有关，一般五种工况；2.单台塔吊竖向反力与塔吊在支撑梁上的位置、作业半径、风荷载等有关；3.单台塔吊水平反力与布置塔吊支撑梁的墙体厚度有关；需要使用者自行考虑塔吊反力荷载n荷载的取值：荷载的取值：计算内容计算内容4

11、.多台塔吊需要考虑各台塔吊动臂转动方向组合对整体结构的不利影响；n塔吊支撑架设计、计算；塔吊支撑架设计、计算；计算内容计算内容1XYZCrane-case5 JAN 11 201121:28:03ELEMENTS挂壁式（外挂）内支撑式（内爬）n塔吊支撑架预埋件连接节点设计、计算；塔吊支撑架预埋件连接节点设计、计算；计算内容计算内容02040608010012001234 L40-180Dgr.-Compression L40-90 Dgr.-Compression L40-60 Dgr.-Compression L40-45 Dgr.-Compression L40-30 Dgr.-Compr

12、ession设计荷载极限荷载/设计荷载 (倍)耳板侧向位移 (mm)n核心筒整体施工承载力验算；核心筒整体施工承载力验算；计算内容计算内容1XYZCrane-case%jiaodu% JAN 22 201111:19:56ELEMENTSn核心筒局部施工承载力验算；核心筒局部施工承载力验算；计算内容计算内容混凝土结构设计多为经验公式、半经验公式，需要结合规范手算，有限元软件无能为力！n核心筒整体施工承载力验算；核心筒整体施工承载力验算；计算内容计算内容板带梁计算简图与爬升关系密切相关，也是最难简化的！（ X - 1 ） F钢 管 混 凝 土 柱外 框 钢 梁核 心 筒 墙已 完 成 核 心 筒

13、 楼 板( 除 塔 吊 预 留 洞 口 )（ X - 2 ） F（ X - 3 ） F（ X - 4 ） F（ X - 5 ） F（ X - 6 ） FX F( X + 1 ) F( X + 2 ) F( X + 3 ) F( X + 4 ) F待 完 成 核 心 筒 楼 板外 框 架 楼 板压 型 钢 板 与 混 凝 土 组 合 楼 板外 框 钢 梁 + 压 型 钢 板n核心筒整体施工承载力验算；核心筒整体施工承载力验算；计算内容计算内容1.制定爬升关系时考虑：最大分节重量、混凝土泵送、钢结构安装速度、混凝土浇筑、劳动力组织等因素；2.做出核心筒立面图，逐层画出预埋件的位置；3.一定考虑外框筒梁柱板滞后核心筒的最大层数（高度）n核心筒整体施工承载力验算；核心筒整体施工承载力验算；计算内容计算内容n主要问