浅谈超高层大体量钢构塔吊选型及群塔附着、顶升

计克贤 王 松 吴习元

（中建三局集团有限公司，福建 厦门 361000）

浅谈超高层大体量钢构塔吊选型及群塔附着、顶升

计克贤 王 松 吴习元

（中建三局集团有限公司，福建 厦门 361000）

摘 要：某公建项目包含A、B两栋超高层塔楼，其中B栋塔楼含多个核心筒，为群体建筑。外框筒钢结构量巨大，造型复杂，安装难度大；为保证工程总体进度，每栋塔楼布置了3台塔吊，塔吊的选型、定位与附着、顶升方式对施工进度的安排影响较大，如何恰当选择塔吊型号与附着、顶升方式对超高层建筑尤为重要。

关键词：塔吊选型；群塔附着；顶升；超高层；大体量钢结构

1 工程概况及背景

工程用地面积53270.5m2，总建筑面积263680m2（不含避难层6075㎡），其中地上建筑面积约185585m2，地下建筑面积约78095m2，由总高度153.55m的A座塔楼及总高87.95m的B座塔楼及裙房组成。其中A座地上35层，B座地上主楼区地上20层，地下室二层。主楼结构采用混凝土核心筒加钢结构外框筒结构，外框结构呈梯田状，逐层向上收。立面效果图如图1所示。

钢结构概况：本工程A楼单层面积约4900m2，核心筒面积仅490m2，外框钢结构梁吊装及安装量巨大。钢结构总量约46470t，A座15298t，B座31174t。A楼塔楼区单层构件量为核心筒劲性柱10根，外围钢柱49根，钢梁739根。B楼塔楼区单层构件量为核心筒劲性柱30根，外围钢柱58根，钢梁746根。外框钢柱包含大量斜柱、弧形钢梁等，安装难度大。

2 塔吊选型分析

目前，因大型公建项目的工期均紧迫，核心筒多采用液压爬模或顶模施工，核心筒剪力墙与外框筒采用等步距爬升施工，核心筒进度较快，通常比外框钢构快4～5层；塔吊定位应考虑各施工阶段钢结构及土建堆场的统一布置，场内交通、塔吊的覆盖范围及吊重等诸多因素，减少材料的二次转运。塔吊臂长的选择应综合整个施工部署及进度因素考虑，塔吊臂长加长会增加材料堆场使用面积，同时若确定一台塔吊的臂长大于与相邻塔吊间的距离，则在整个附着、顶升过程中，长臂塔吊始终应保持最高塔位置，决定了塔楼四周群塔的顶升方式。塔吊型号的选择需考虑塔吊的位置、起吊点、钢柱分节，最大构件重量等；分节较长，对塔吊起重性能及起吊点要求高，分节缩短又增加了吊装次数及安装、焊接量。

图1 立面效果图

图2

外框钢结构的进度直接影响外框塔吊的附着、顶升，塔吊受自由高度及附着以上悬高及群塔的相互影响，通常需要及时附着才能顶升，否则直接影响核心筒爬模结构施工；本工程由于外框钢结构构件量较大，安装爬模架后核心筒的进度正常达到6-7天一层，外框钢结构的进度需保持与核心筒同步；吊次分析：A楼单层构件约800根（上部楼层构件数量减少），考虑楼层高度、起吊准备、辅助工作，安装固定等因素每吊平均20～30分钟，剔除土建施工时间，一台塔吊每天工作时间按12小时计，每台塔吊理论每天可吊24～36吊，需在6～9天内完成外框安装，故必须在每栋塔楼四周各布置3台塔吊，以满足总体施工要求。

图3

图4

3 附着及顶升方式

本工程两栋塔楼均设置3台塔吊，其中A楼采用2台塔头式塔吊MC480，1台平头塔T8030；B楼采用1台MC480，1台平头MC370及1台T8030。其中MC480附着以上的悬高为66m，T8030附着以上悬高为54.2m，MC370附着以上悬高为54.7m。其中MC480第一道附着最低应在30m以上，MC370第一道附着最低应在30m以上，T8030第一道附着最低应在35m以上。且两道附着之间的距离应按照塔吊厂家说明书要求，不能随意增加附着。这也要求在核心筒爬模高度受到塔吊当前高度（群塔的最低塔高度）限制之前，外框钢结构的进度需满足塔吊的附着顶升，否则核心筒无法继续施工，无法保证连续作业。

以A楼塔吊为例说明，首次安装时，2#MC480塔吊为最高塔高度74.91m，1#MC480塔吊为中塔高度63.35m，3#T8030塔吊为最低塔57.3m。分别以三种方式说明塔吊附着、顶升方式的区别及对外框进度的要求。

3.1 方式一：塔头、平头交叉顶升

根据施工进度，塔吊的附着、顶升应在核心筒爬模无法爬升或核心筒劲性柱无法吊装前完成，且低塔应顶升超过高塔，保证与高塔的斜拉杆、大臂及平衡臂不会产生冲突。这对塔吊的顶升性能要求较高，因T8030附着以上的悬高仅为54.2m，与MC480附着以上悬高66m约差12m；核心筒施工至8层板面时，3#塔吊附着在地上第4层外框柱上，T8030无法完成对MC480的超越，塔吊性能决定此方案不可行。如图3所示。

3.2 方式二：塔头在上、平头塔在下

（1）同层附着、同步顶升，塔吊高低位不变

若采用同步、循环顶升，顶升次数多，高塔一次顶升高度小，最低塔在下部受核心筒爬模施工进度要求需不断顶升。如：3#塔为低塔，因进度原因3#塔需最先顶升，附着在4F柱，要保持1、2#塔为高塔，需提前顶升，附着在3F 或4F柱，此时2#塔（最高塔）从4F朝上本身悬高约45m，附着以上最大悬高为66m，附着后最多顶升3节；1#、3#塔跟着顶升3节=17.34m。核心筒施工4 层=4×4.2=16.8m后需再次顶升，即核心筒每施工四层需提升一次，外框进度必须保持同步；3#塔吊在核心筒施工至26层拆除，总提升次数约为（24/4-1）×3+2=17次。如图4所示。

（2）塔头MC480交叉，平头塔始终在最下方

转换顶升思路：①不一定要最下部的塔吊先顶升，要充分发挥MC480附着以上悬高优势②考虑各塔吊第一道最大附着高度及两道附着之间的距离。先施工塔吊附着区域的钢柱、钢梁保证塔吊附着；发挥每台塔吊附着悬高的极限，尽量减少附着次数，每次附着塔吊均需2-3天/台。此情况下3台塔吊附着总道数（加临时附着）为10次。

3.3 方式三：全部改为塔头（MC480）的情况下分析

因MC480塔吊附着以上悬高为66m，根据塔吊平面定位要求，任意两台MC480塔高度上需错开2个标准节。最低塔要超越最高塔需反超6节（6×5.78m=34.68m），外框筒的进度与最低塔的进度相差5～6层（21m～25.2m），两者之和小于66m，故在外框钢柱满足附着施工的情况下塔吊可以任意进行交叉顶升超越，同时发挥了塔吊的悬高优势，附着的次数少，通过模拟分析，总的附着次数为10次。

3.4 群体建筑进度对密集型塔吊附着、顶升的影响（B2、B3、B4区）

本工程B座塔楼区由3个核心筒加外框筒组成，3个核心筒从地下室开始因场地移交的原因，施工有先后，其中4#塔吊因外框钢构吊装需要覆盖了B2、B3区的核心筒，5#塔吊覆盖了B2、B3、B4区核心筒，6#塔吊覆盖了B2、B3、B4区核心筒。B3区核心筒区的进度比B4区的进度快约2个月。在B3区核心筒施工受到6#塔吊首次安装高度限制之前，6#及5#塔吊均应完成附着顶升，否则核心筒的施工将停止；故群体建筑在塔吊布置时或者避开对周边建筑的覆盖或者应同步等节奏施工，否则会顾此失彼。

结语

超高层建筑施工，因场地、工期、结构形式、外框钢结构体量等因素不同，在塔吊定位与数量的选择上各有不同，总体上需考虑各施工阶段的材料堆场布置，钢构件分节及起吊、施工进度及群塔作业等因素。同时群体建筑中因塔吊的附着、顶升因素，应慎重定位并在定位后按照总体部署进行各单体的施工，保证各区块均能顺序进行。

参考文献

[1]李艳.论超高层建筑施工中塔吊的选型与定位 [J].山西建筑，2012.

[2]杨嗣信.高层建筑施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.

[3]超高层建筑施工中塔吊的合理应用[J].工业建筑，2012（12）.

[4]宁丽.高层建筑群塔附着顶升有序协调作业技术与应用[J].建筑机械，2012.

中图分类号：TU74

文献标识码：A