第４８卷第７期２０１７年７月ｖ０１．４８Ｎｏ．７Ｊｕｌ．２０１７建筑技术‘７１７’ｍｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ超高层建筑爬升式塔式起重机拆卸及屋面起重机基础加固技术刘小华１，张郁１，王明玉２（Ｉ．西京学院土木工程学院，７１０１２３，西安；２．西安沣东地产有限公司，７１００６８，西安）摘要：某超高层建筑主塔楼５９层，建筑高３０９ｍ，垂直运输采用２台外挂内爬式动臂塔式起重机。待主塔楼结构封顶及顶模系统拆除完成后，由一台爬升式塔式起重机拆除另一台爬升式塔式起重机，再在屋顶安装４台屋面起重机并由大到小逐级拆卸，最后用人工拆卸ｗＱ２屋面起重机。ＪｃＤ６０５９和ｗＱ２０基础在３种状态下结构整体的位移与竖向位移均较小；加固后的ｗＱ８和ｗＱ２基础最大变形差分别为５．１ｍｍ和１．６ｍｍ，小于三／１０００，满足变形要求。关键词：爬升式塔式起重机；屋面起重机基础加固；拆卸；最大变形差中图分类号：Ｔｕ７４５．１文献标志码：Ｂ文章编号：１０００—４７２６（２０１７）０７—０７１７—０４ＣＬＩＭＢＩＮＧＴｏＷＥＲＣＲＡＮＥＤＩＳＭＡＮＴＬＥＭ【ＥＮＴＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹＡＮＤＲｏｏＦＨＡＮＧＳＦｏＵＮＤＡＴＩｏＮＲＥｌＮＦｏＲＣＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹＦｏＲＳＵＰＥＲＨＩＧＨ．ＲＩＳＥＢＵＩＬＤＩＮＧＬＩＵＸｉａＯ－ｈｕａｌ，ＺＨＡＮＧＹｕｌ，ＶＶＡＮＧＭｉｎｇ－ｙｕ２（１．ｓｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅ血ｇ，ｘ巧ｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉ劬７１０１２３，ｘｉ’ａＩｌ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｘｉ。ａ１１ｓｕｐｅｒＦｅｎｇｄｏｎｇＲｅａｌＥｓｔａｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，７１００６８，Ⅺ‘ａｎ，ｃｈｉｎａ）ｉｓ５９ｌａｙｅｒｓ．ＩｔＡｆｔｅｒａｄｏｐｔｓＡｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｗｏｈｉｇｈ—ｒｉｓｅａｎｄｂｕｉｌｄｉｎｇｈｅｉｇｈｔｉｓｔｏｗｅｒ３０９ｍａｎｄｃｒａｎｅｓｔｈｅｍａｉｎｔｏｗｅｒｅｘｔｅｍａｌｓｅａｌｉｎｇｈａｎｇｉｎｇｉｔｓｉｎｔｅｒｉｏｒｃｏｒｅ－ｔｕｂｅｃｒａｎｅ，ｃｌｉｍｂｉｎｇｆｏｒＶｅｒｔｉｃａｌｏｎｅｏｎｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ．ｔｈｅｍａｉｎｄｉｓｍａｎｔｌｅｓｔｏｗｅｒｔｏｗｅｒｔｈｅｒｏｏｆａｎｄｔｏｗｅｒｊａｃｋｉｎｇｆｏｍｗｏｒｋｆｏｕｒｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ，ｒｏｏｆｈａｎｇｓｌａｒｇｅｔｏｃｌｉｍｂｉｎｇｔｏｗｅｒｃｒａｎｅｔｈｅｌａｓｔｒｏｏｆａｒｅａｒｅｏｔｈｅｒａｎｄｃｌｉｍｂｉｎｇｆｏｕｒａｔａｎｄｉｎｓｔａｌｌｉｎｇｔｈｅｒｏｏｅｃｌｉｍｂｉｎｇｃｒａｎｅｒｏｏｆｈａｎｇｓｌａｓｔ．Ｔｈｅｓｔ印－ｂｙ－ｓｔｅｐｄｉｓｍａｎｔｌｅｓ行ｏｍｉｎｔｅｇｒａｌｓｍａｌｌ，ｔｈｅＷＱ２ｈ孤ｇｌｅｓｓｉｓｍａｎｕａｌｔｈｒｅｅ１．６ｎｕｎｄｉｓｍａｎｔｌｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄＶｅｎｉｃａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｕｎｄｅｒｃｏｎｄｉｄｏｎｓｆｏｒＪＣＤ６０５９ａｎｄＷＱ２０ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍａ）【ｊ舢１ｍｄｅｆ０１ｍａｔｉｏｎｓｄｉ脏ｒｅｎｃｅｔｈａｎ三／１０００ａｎｄ５．１ｍｍａ芏ｌｄｆｏｒＷＱ８ａｎｄＷＱ２ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｆｏｌｌｌｌｄａｔｉｏｎ，ｉｔｌｅｓｓＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｌｉｍｂｉｎｇｔｏｗｅｒｃｒａｎｅ；ｒｏｏｆｈａｎｇｓｍｅｅｔｓｔｈｅｄｅｆｏｍａｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ；ｄｉｓｍａｎｔｌｅｍｅｎｔ；ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｅｆ．ｏ彻ａｔｊｏｎｓｄｊｆｆ色ｒｅｎｃｅ某超高层建筑主塔楼５９层，建筑高３０９ｍ，为钢框架＋核心筒结构。结构施工中根据吊重需求、吊装半径和工期安排，垂直运输采用２台Ｍ７６０Ｄ—ｕｓ塔式起重机，塔身高５６ｍ，起重力矩１１００ｔ．ｍ，塔式起重机夹持高度１７～１９ｍ，为外挂内爬形式。根据工程结构概况、机械设备吊装使用需求及顶模板系统使用情况，拟定待顶模系统拆除完成后，由一台爬升式塔式起重机拆除另一台爬升式塔式起重机，该起重机继续进行后续结构吊装，待核心筒及外框结构施工至屋顶后，在屋顶安装４台屋面起重机并拆除该起重机，塔式起重机及屋面起重机平台布置如图１所示。１｝塔式起重机２号塔式起重机Ｉ鲜＼腻ｉ＼、４Ｘ歹即驾谚‘麓瞪厂Ｙ—Ｌ｜｜ＪｃＤ６ｄ５９』］。厂／，＿，／．匕厂ｆ旺口／ｆ。螽、｜。／＼婿１７磷—一’．ｆ／／．ｒ升式塔式起重机一安装ＪｃＤ６０５９（屋面起重机３２ｔ）一拆除１号爬升式塔式起重机＿安装ｗＱ２０（屋面起重机２０ｔ）一拆除ＪｃＤ６０５９一安装ｗＱ８（屋面起重机８ｔ）＿拆除ｗＱ２０＿÷安装ｗＱ２（屋面起重机２ｔ）＿拆除ｗＱ８＿÷人工拆除ｗＱ２。在拆除１号爬升式塔式起重机后，使用ＪＣＤ６０５９将ｗＱ２０、ｗＱ８、ｗＱ２屋面起重机部件吊至楼顶，并通过楼顶空洞放置在下拆卸流程及施工重难点分析拆卸流程为：１号爬升式塔式起重机拆除２号爬收稿日期：２０１７—０３—２５作者简介：刘小华（１９７８一），女，河南许昌人，副教授，ｅ．ｍａｉｌ：１ｅｉｌｉｕｔｏｎｇ＠１２６．ｃｏｍ．・７１８・建筑技术第４８卷第７期一层楼板上，以节约安装ｗＱ２０屋面起重机及后续设备的时间；ｗＱ２人工拆除后用施工电梯将其构件运至地面。由于动臂爬升式塔式起重机构件较重，需安装一台吊装能力较大的屋面起重机，而拆除此屋面起重机的构件重量较大，且基础反力较大，对结构稳定不利。为此，根据屋顶结构情况安装４台屋面起重机，由大到小逐级拆除，用最大的３２ｔ屋面起重机拆除爬升式塔式起重机，用２０ｔ屋面起重机拆除３２ｔ屋面起重机，用８ｔ屋面起重机拆除２０ｔ屋面起重机，用２ｔ屋面起重机拆除８ｔ屋面起重机，最后的２ｔ屋面起重机用人工拆除。因ＪｃＤ６０５９（３２ｔ）安装于核心筒墙体顶部，而另三台屋面起重机安装于外框结构钢梁上，其荷载较大且部分外框结构钢梁设计连接方式为铰接，故须将外框钢梁连接方式改为固结。由于ＪｃＤ６０５９及ｗＱ２０屋面起重机支腿反力较大，需加固其基础。由于两台动臂爬升式塔式起重机构件重量较大且吊装高度达３００ｍ以上，结构由下向上内收且幕墙已部分完成，拆除构件吊送至地面过程中因风荷载较大，构件极易在空中晃动、旋转而碰撞幕墙。故采用吊重能力较大的屋面起重机，确保屋面起重机吊送最重构件与结构边缘的距离大于６ｍ，将塔式起重机部件在屋面拆解后构件从东立面吊送至地面。２ＪＣＤ６０５９和ＷＱ２０基础加固及有限元分析ＪｃＤ６０５９基础三个支腿位于核心简墙体顶部，另一支腿需在墙体ｘ及ｙ向安装水平及斜向悬挑钢支架，ＪｃＤ６０５９基础如图２所示，基础支点加固做法如图３所示。ｗＱ２０基础安装于外框结构钢梁上，该处塔式起重机基础反力较大且结构钢梁截面尺寸较小，承载力不满足受力需求，通过增加斜杆与下弦杆将钢梁改造为桁架梁，以增大其刚度及承载能力，ｗＱ２０基础如图４所示，基础支点加固做法如图５所示。２．１计算模型、约束及荷载采用有限元计算软件ＭＩＤＡｓ—ＧＥＮ进行模拟分析，屋面起重机作用位置的墙体及楼板采用板单元，其余墙体采用墙单元，钢结构梁柱均采用梁单元。考虑到塔式起重机荷载作用的范围有限，共建立屋面起重机作用位置以下塔楼３层结构进行有限元分析。分析结果显示，底层位置结构内力较小，选择３层结构即可满足计算要求。在模型底部进行空间平动约束，整体计算模型如图６所示。两台屋面起重机先后投入工作，ＪｃＤ６０５９安装在图４ｗ０２０基础示意核心筒顶部，拆卸完１号爬升式塔式起重机后停止工作，再用２０ｔ屋面起重机拆除ＪｃＤ６０５９。因此，施工中存在三种状态，即工作状态（对应工作状态风速，屋面起重机工作）、非工作状态（对应非工作状态风速，屋面起重机不工作）、仅停靠状态（对应工作状态风速，但屋面起重机不工作，调平）。２０１７年７月刘小华，等：超高层建筑爬升式塔式起重机拆卸及屋面起重机基础加固技术整体计算节点均为刚接，尤其是钢构件与混凝土墙体连接部位须能传递弯矩，以冲切力为剪力。计算结果位移单位ｍｍ，力单位Ｎ，必。表示绕水平分布筋方向的墙体弯矩，＾毛表示绕垂直分布筋方向的墙体弯矩。２．２．１状态１分析结果由状态ｌ有限元分析可知，坂。峰值出现在悬挑支架与墙体连接位置及墙体拐角处，扣除节点位置埋图５ｗ０２０基础支点加固件的强化区域，峰值约为５．７×１０５Ｎ・ｍｍ，小于设计承载力。必。峰值同样出现在悬挑支架与墙体连接位置及墙体拐角处，扣除节点位置埋件强化区域，连接位置坂，峰值约为２．２×１０５Ｎ・ｍｍ，小于设计承载力。２．２．２状态２分析结果由状态２有限元分析可知，鸠；峰值出现在２０ｔ屋面起重机支承钢梁与墙体连接部位，扣除节点位置埋件的强化区域，峰值约２．１×１０５Ｎ・ｍｍ，小于设计㈢６鳖１锚¨ｌ筏型承载力。蚝峰值同样出现在出现在２０ｔ屋面起重机支承钢梁与墙体连接部位，扣除节点位置埋件的强化区域，峰值约为１．８×１０５Ｎ・ｍｍ，小于设计承载力。２．２．３状态３分析结果（１）状态１：天气正常，ＪｃＤ６０５９施工，２叭屋面起重机仅停靠在结构上；此时ＪＣＤ６０５９作用在结构上的荷载包括正常工作时产生的竖向力、水平力、扭矩及弯矩；而２０ｔ屋面起重机仅包含自重。（２）状态２：天气正常，２０ｔ屋面起重机施工，ＪＣＤ６０５９仅停靠在结构上；此时２０ｔ屋面起重机作用在结构上的荷载包括正常工作时产生的竖向力、水平力、扭矩及弯矩；而ＪｃＤ６０５９仅包含自重。（３）状态３：遇大风天气，２０ｔ屋面起重机及ＪｃＤ６０５９动臂塔式起重机均进入非工作状态。此时两台塔式起重机均对结构施加因大风作用而产生的竖向力及弯矩作用，且弯矩的方向相同。ＪＣＤ６０５９动臂塔式起重机工作和非工作状态下的水平力及扭矩见表ｌ，ＪｃＤ６０５９及２０ｔ屋面起重机在仅停靠状态下的竖向荷载分别取１４００ｋＮ和４００ｋＮ。结构自重按永久荷载计算，塔式起重机荷载按可变荷载计算，荷载组合取为“１．２倍永久荷载＋１．４倍可变荷载。”表ｌ由状态３有限元分析可知，坂。峰值出现在悬挑支架及２０ｔ屋面起重机支承钢梁与墙体连接部位，扣除节点位置埋件强化区域，峰值约２．３×１０５Ｎ・ｍｍ，小于设计承载力。虬峰值同样出现在悬挑支架及２０ｔ屋面起重机支承钢梁与墙体连接部位，扣除节点位置埋件的强化区域，峰值约为１．５×１０５Ｎ仰ｍ，小于设计承载力。状态ｌ钢构件设计应力峰值出现在悬挑支架斜杆处，应力峰值约为０．５７×１０５Ｎ・Ｉｍ，满足设计要求。状态２与状态３应力峰值出现在２０ｔ屋面起重机支承钢梁根部，应力峰值约为０．７×１０５Ｎ・ｍｍ，满足设计要求。三种状态下结构整体的位移与竖向位移均较小，考虑荷载分项系数的影响，实际位移会更小，约为计算数值的０．８倍。状态１出现在悬挑支架顶部，峰值约７ｍｍ，主要由塔式起重机作用引起，墙体最大位移约５ｍｍ。状态２与状态３则出现在２０ｔ屋面起重机支承钢梁跨中，峰值约８ｎｕｎ，说明钢梁跨度相对较大，刚度相对较弱。３ＪＣＤ６０５９工作及非工作状态下的可变荷载参数基础水平力／ｋＮ３５工况可变荷载工作工况非工作工况（１８００Ｐａ）基础垂直力／ｌ忒１８９６基础弯矩／ｌｄｑ・ｍ６５４１基础扭矩／１０ｑ・ｍ４０９２２３１３２７—２８３８ＯＷＱ８和ＷＱ２基础加固及有限元分析ｗＱ８和ｗＱ２安装于屋顶结构钢梁上，基２．２有限元分析础中心与结构钢梁中心对齐；基础钢梁需分别与结构钢梁焊接，需基础面积６００Ⅱ１１１１×６００Ｈ１ＩＩｌ和节点设计时须保证节点性能与整体计算一致，・７２０・建筑技术第４８卷第７期６００Ｉｍ×４００ｍｍ，结构钢梁翼缘宽度为３００ｍｍ，故需对钢梁端部加宽处理，ｗＱ８和ｗＱ２基础如图７，８所示。按基础规程要求，基础变形应不大于三／ｌ０００，经核算结构钢梁变形超限，故需加大钢梁截面尺寸，且在钢梁底部还须增加秆亍架支撑。硅：：吐：：趴ｎ．斤…魄＼Ｉｋ＼臣＝ｉｌｌｏ日三掣一［］Ｉ广一再ｉＩ一苷Ｉ｜＼‘．Ｉｌ≥…Ｘ１４结论图９结构整体模型旺：：蛀二彗／结构粱连接件｛由Ｉ（１）顶模系统完成后，由一台爬升式塔式起重机拆除另一台爬升式塔式起重机，该起重机继续进行后续结构吊装，待核心筒及外框结构施工至屋顶后，再在屋顶安装４台屋面起重初拆除该起重机，屋面起重机依次拆除，最小的ｗＱ２则采用人工拆除，按上述做法加快了施工进度，保障了施工安全。＼ｏ：ｌＩ．＼、（２）ＪｃＤ６０５９和ｗＱ２０在三种状态下结构整体的位移与竖向位移均较小，状态１出现在悬挑支架＼０／：：Ｉ氍佃■啪Ｉ山唣／／＼顶部，峰值约７ｍｍ，主要由塔式起重机作用引起，墙体最大位移约５ｍｍ。状态２与状态３则出现在２０ｔ屋面起重机支承钢梁跨中，峰值约８ｍｍ，表明钢梁跨度相对较大，刚度相对较弱。（３）加固后的ｗＱ８基础最大变形差为５．１ｍｍ，基础距离为５２６０ｍｍ，小于￡／１０００，满足变形要求；加固后的ｗＱ２基础最大变形差为１．６ｒ１１Ｉｎ，基础距离为１７００ｍｍ，小于￡／１０００，满足变形要求。参考文献［１］徐新扬，陈钧颐，陶桂华，等．超高层退台式建筑内爬式起重机拆除技术［Ｊ］．建筑技术，２０１４，４５（２）：１３９一１４１．Ｉｆ目．３．１计算模型、约束及荷载采用有限元计算软件ＭＩＤＡｓ．ＧＥＮ进行模拟分析，钢结构梁柱均采用梁单元。考虑到塔式起重机荷载作用的范围有限，对塔式起重机作用位置以下塔楼三层结构进行有限元分析。结果显示，在底层位置结构内力较小，选择三层结构即可满足计算要求。在模型底部进行空间平动约束，结构整体模型如图９所示。荷载组合为１．２ＤＬ（自重）＋１．４ＬＬ（基础反力）。３．２有限元分析［２】沈小峰，杨雁翔，何勇，等．温州世贸中心塔吊高空移位安拆［Ｊ］．建筑技术，２００９，４０（１０）：８９１—８９５．［３］张豫金，孟书斌，李杰．大吨位塔吊解体拆除技术［Ｊ］．建筑技术，２００７，３８（４）：２９８—３００．［４】杭小建，严正龙．在超高层屋顶利用外附塔吊拆卸内爬塔吊［Ｊ］建筑施工，２０１３，３５（５）：４１７＿４１８．［５］王叵，马志．平臂式塔吊拆卸技术在超高层建筑施工中的应用［Ｊ】．建筑施工，２０１２，３４（１０）：１０２８—１０２９．［６］单毅，陆建飞．郑州会展宾馆塔吊拆除施工技术［Ｊ］．工程质量，２０１２，３０（２）：２６＿２８．由于塔式起重机安装前已对其基础进行调平处理，因此计算其基础变形时不考虑自重影响，仅考虑１．４ＬＬ。经计算，加固后的ＷＱ８基础最大变形差为［７］齐煜．浅谈高层建筑施工后期的拆除安全［Ｊ］建筑安全，２０１２，２０（７）：５ｌ一５３．［８］胡向晖，陈作武．广东省邮电通信枢纽综合楼超高层塔楼内爬塔吊拆卸技术【Ｊ］．广外『建筑，２００２，３６（４）：１９－２１．５．１Ｉｍ，基础距离为５２６０ｍｍ，小于三／１０００，满足变形要求；加固后的ｗＱ２基础最大变形差为１．６ｍｍ，基础距离为ｌ７００ｍｍ，小于三／ｌ０００，满足变形要求。［９】罗梦恬．超高层建筑钢结构工程塔吊拆除施工技术［Ｊ］．建筑施工，２００９，３１（９１：７８６．７８７．