芜湖侨鸿超高层内爬动臂塔吊支撑体系的设计与施工

王宁，牛化宪，辛建龙 （中建八局第一建设有限公司，山东 济南 250100）

1 工程概况

芜湖侨鸿滨江世纪广场A标段工程位于安徽省芜湖市，该工程地下3层，主塔楼68层，建筑面积21×104㎡，建筑总高度318m，结构体系为钢框架-钢筋混凝土核心筒结构。该工程外框由16根钢管混凝土柱组成，钢管柱的截面尺寸由1300mm×40mm逐渐递减至800mm×20mm；核心筒平面为“田”字形结构，墙厚由1400mm逐渐缩减为600mm厚，混凝土强度等级由C60逐渐递减至C40；钢管柱在主体结构施工阶段每三层一节吊装，单节柱最大长度为12.16m，最大分节重19.8t。根据工程的实际情况布置了1#外附式ZSL750动臂塔吊和2#内爬式ZSL750动臂塔吊，见图1。

2 支撑梁的选型

爬升式动臂塔吊的支撑梁可采用双梁“抬轿式”，也可采用外挂式，因芜湖侨鸿超高层项目的核心筒净空尺寸为9m×9m；采用双梁“抬轿式”，跨度大，梁的变形大，钢材用量大，但受力形式简单；采用外挂式，节点构造复杂，受力计算难度大，对核心筒墙体结构的影响大；综合考虑各方面的因素，最终选择了双梁“抬轿式”的支撑系统形式，受力主梁采用了内衬加筋板的箱形截面，见图5、图3。

3 支撑梁的设计计算

参照塔吊厂家的说明书，塔吊内爬工况对支撑系统的反力见表1、图2。

图1 塔吊平面布置示意图

图2 塔吊内爬工况结构反力示意图

图3 内爬塔吊支撑主梁三维模型设计图

图4 内爬塔吊支撑系统位移图

图5 内爬塔吊支撑系统三维模型设计图

图6 内爬塔吊支撑系统应力云图

图7 内爬塔吊支撑系统截面验算结果

结构反力 工作状态（风速20m/s） 非工作状态（风速42m/s）V 2400 kN 1900 kN H1 940 kN 950 kN H2 890 kN 680 kN

支撑系统计算时以塔吊对支撑系统产生较大作用力的“工作状态风速”工况计算，工况分析见表2。

工况 工作状态 荷载组合工况1 大臂平行于支撑主梁，水平力H2指向东 H2+V工况2 大臂平行于支撑主梁，水平力H2指向西 H2+V工况3 大臂垂直于支撑主梁，水平力H2指向北 H2+V工况4 大臂与支撑主梁成45°夹角，水平力H2指向东北 H2+V工况5 大臂与支撑主梁成45°夹角，水平力H2指向西南 H2+V

支撑系统的计算采用了迈达斯（Midas Gen 7.8.0）有限元分析软件，根据支撑系统的构造、尺寸和荷载情况建立了有限元模型，按照各工况输入荷载分别进行计算。结果显示支撑主梁最不利情况为工况3，支撑系统的应力和位移变形见图6、图4。

利用迈达斯软件自带的截面验算功能根据工况3对支撑主梁、支撑框、副支撑框和马墩进行受力验算，结果满足要求，见图7。

4 支撑系统的制作与安装

①支撑主梁按照深化设计图纸在加工厂制作完成后，按照一级焊缝的标准进行无损检测，合格后运至施工现场。

②预埋件随主体结构施工进行，预埋件与底板、侧板和加劲板的焊接全部按照一级焊缝进行控制。

③支撑框、副支撑框和马墩为塔吊厂家提供构件，进场后须联合进行验收。

④各支撑构件的安装流程：安装预埋件→预埋件焊接底板、加劲板和侧板→安装支撑主梁→马墩与支撑椢临时固定→马墩与主梁焊接→马墩与支撑椢连接→副支撑椢的连接→检查、验收。

⑤随主体结构的施工进度，先安装下支撑体系，再安装上支撑体系，支撑体系共计3套，随塔吊的爬升依次倒换。

5 结 语

内爬动臂塔吊作为超高层施工的主要大型设备之一，是保证工程安全和施工进度的关键因素，利用先进的有限元软件对支撑系统进行多工况模拟和设计，严格控制支撑系统的加工制作和现场安装环节，方可保证其结构安全和塔吊爬升的顺利进行。