工程建筑物中央塔吊拆除施工方法

所属栏目：机械论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:267

　　关键词：中央、塔吊、拆除、施工方案、安全、计算

　　摘要：大面积建筑物施工中，塔吊经常要布置在建筑物中央，这给塔吊拆除带来较大难度。采用在屋面搭设钢管脚手架，并利用塔吊自身的起重臂和卷扬机来拆除塔吊的主要构件，是一种经济、安全的拆除方法。

　　一、工程概况

　　该工程为框架结构(局部排架),总建筑面积74102㎡。工程平面以两条十字交叉的伸缩缝为界，分A、B、C、D四个区。A、B区为三层，局部四层;C、D区两层，局部一层。2008年11月完成屋面砼浇筑(未包括局部附加层)。

　　由于整个建筑占地面积大，长195.5m，宽158m，再加上工期紧(六个月)，所以本工程共安装了7台塔吊，有5台塔吊位于建筑物中间。其中位于A、B区中央的两台塔吊，离建筑物边缘已超过60m，且建筑屋面高度超过20m，故在建筑物完成后无法用地面的汽吊拆除，其中一台为虎霸QTZ63B，位于○5—○6轴×○F—○G轴中间，还有一台为虎霸QTZ40位于○5—○6轴×○V—○W轴中间，详见塔吊布置平面图。经研究，决定采用搭设承重钢管脚手架，然后在脚手架上安装钢梁和塔吊自身起重臂和滑车作为吊装工具来完成塔吊主要构件的拆除作业。

　　二、施工部署

　　1、 拆除工作计划在屋面砼浇筑完成15天后拆除，先拆除QTZ40，再拆除QTZ63B塔吊。QTZ40塔吊拆卸下的构件由人工拉至B区北塔吊的可吊范围内后吊运至地面。QTZ63B塔吊拆除下的构件由人工拉至C区QTZ25塔吊可吊范围内后吊运至地面。

　　2、 拆除工作计划时间为7天/台。

　　3、 拆除方案拟采用在屋面的塔身两侧搭设钢管架和架设工字钢梁，并利用塔吊两节起重臂和自身载重小车来拆除塔吊。

　　4、 施工前应准备的材料和机具：22a#工字钢梁、钢板、螺栓、Ф48钢管、手工葫芦、人工叉车、钢丝绳、滑轮以及拆卸塔吊常用的工具和运输车辆等。

　　5、 施工人员：架子搭设指挥人员1名，塔吊拆卸作业指挥人员1名，构配件运输指挥人员1名，架子工8人，拆卸操作人员6人，普工10人。

　　三、塔吊拆除施工方案

　　1、施工工艺流程

　　2、施工方案

　　(1) 首先将塔吊臂旋转置起重臂朝正东方向(QTZ63B朝正北)，下降至总高约10m;旋转起重臂使其朝正东方向。

　　(2) 在塔吊两侧搭设钢管脚手架及钢梁支柱，纵距、横距均为1.5m，步距1.8m，搭设高度15.2m，钢梁支座处搭设附加钢管(详见钢管架搭设平面、立面示意图)。

　　(3) 在起重臂靠近外端的斜拉杆拉点下方搭设钢管架作为支撑架，纵、横向均为三跨，纵距、横距均为1.5m，步距1.8m，搭设5步。

　　(4) 安装工字钢梁，采用22#a工字钢，端部用螺栓和钢板固定于钢管架上。然后利用其中一根钢梁和手工葫芦拆除部分平衡块，仅留两块。

　　(5) 拆除起重臂，并将最外端的两节平衡臂移至钢梁下，然后将两端悬挂于钢梁上，并固定牢固。

　　(6) 将塔吊自身的载重小车安装在钢梁下的起重臂上，并穿好钢丝绳和滑轮组、吊钩。同时在屋面上安装一台卷扬机(拉力3t以上)，使之成为一台龙门吊车。

　　(7) 采用龙门吊车拆除剩余的平衡块、平衡臂之后，分别将塔顶、驾驶室、回转机构、爬升架、标准节逐一拆除。

　　(8) 拆除下来的构件应及时用人工叉车和钢管拉至另外塔吊可吊的范围之内，然后吊至地面的运输车辆上。

　　(9) 钢梁和起重臂采用手工葫芦或滑轮拆卸。

　　四、安全技术措施#p#副标题#e#

　　1、 塔吊预留洞口边的次梁和现浇板支模架不得拆除。

　　2、 脚手架搭设应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001要求。立杆底部应垫20×20㎝木板，水平杆纵横全部拉通;在所有外侧立杆上设剪刀撑，塔吊两侧的脚手架在顶部的水平杆应全部贯通，在架子的四个大角顶部拉好缆风绳，中部搭设抛撑(详见附图)。钢管架顶部的应铺设好脚手片，并搭设好防护栏杆。

　　3、 搭拆脚手施工人员必须持证上岗，患有高血压、贫血病、心脏病及其它不适于高空作业者，一律不得上脚手架操作;从第二步开始，必须佩戴安全带。

　　4、 塔吊拆卸时构件要轻放，注意不得损坏屋面砼。

　　5、 脚手架拆除时注意缆风绳和抛撑不能一次全部拆除，应根据拆除杆件的需要逐一拆除。拆除的扣件、钢管应采用人工向下传递，严禁向下乱扔。

　　6、 拆除施工前由技术负责人按本方案要求向有关施工人员对脚手架搭设及塔吊拆卸作业进行详细的交底。

　　五、塔吊拆卸荷载的计算分析

　　将从钢梁的承载力、钢管支撑架的稳定性、屋面板的承载力及次梁的承载力等几个方面进行验算。

　　屋面梁板砼强度等级为C30，现浇板厚120mm，配筋为Фt8@175，分布筋为Фt8@200，fy=360N/mm2，最大跨度3.2m(单向板)。最小的次梁L503(9A)：300×700、跨度最大10m、配筋：底3?20、面4?25(3?25)，最小的框梁WKLW509：400×800、跨度9.5m，配筋：底5?28、面5?28。

　　(一)工字钢梁承载力计算

　　荷载计算：

　　60t.m塔吊起重臂一节重约G1=4065/6.73=604kg

　　吊钩重G2=145kg

　　载重小车重G3=201kg

　　索具重取G4=54kg

　　吊重G5=2200kg

　　吊重及吊具重总计：P=K×(G2+G3+G4+G5)=1.2×2.6t=3.12t=31.2KN(K为滑车组的动力系数)

　　荷载设计值：1.2×G1+P=1.2×6.04+31.2=38.448KN

　　将一节起重臂悬挂于两根工字钢梁上，载重小车在起重臂上滑动。最不利情况为，载重小车位于工字钢梁正下方时，钢梁跨度为5.7m。

　　取22a#工字钢：A=42.1cm2，q=33.05kg/m,Wx=309.6cm3,b=110mm

　　按简支梁计算：

　　1)自重产生弯矩M1=qL2/8=1.2×33.05×10-2×5.72/8=1.61KN•m

　　自重产生反力R1=qL/2=0.94KN

　　2)起重臂和吊重产生弯矩M2=PL/4=38.448×5.7/4=54.79KN•m

　　起重臂和吊重产生反力R2=P/2=19.22KN

　　3)M总=M1+M2=56.40KN•m

　　σ=M总/Wx=56.40×103/309.6=182.2MPpa〈205Mpa

　　由此，工字钢梁承载力满足要求。

　　(二)钢管立杆稳定性计算

　　选取钢梁端部支柱立杆进行计算

　　1)R总=R1+R2=0.94+19.22=20.16KN

　　2)工字钢梁支至由四根钢管构成，与其余钢管架连成整体(纵、横距均为1.5m，步距1.8m，搭设高度16m，共9步)。

　　3)每根钢管上承受的工字钢梁的压力为N=R总/4=5.04KN

　　4)钢管扣件自重计算：立杆16×0.0384=0.614KN

　　水平杆9×2×1.5×0.0384=1.037KN

　　剪刀撑1.5×1.414×2×0.0384/5=0.033KN

　　扣件9×2×0.0132+2×0.0184+0.0146=0.289KN

　　自重设计值1.2×1.973=2.37KN

　　5)立杆底部总荷载N总=5.04+2.37=7.41KN

　　按支模架立杆稳定性计算，查DB33/1035—2006附录D

　　k=1.163，μ=1.72，h=1.8m，i=1.58cm

　　L0=μkh=1.163×1.72×1.8=3.60m

　　λ=L0/i=3.60×102/1.58=227.8，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附录C表得:φ=0.14

　　KH=1/〔1+0.005(H-4)〕=1/〔1+0.005(16-4)〕=0.943

　　σ=1.05N/(KHφA)=1.05×7.41×103/(0.14×489×0.943)

　　=120.5MPa

　　由此，#p#副标题#e#钢管稳定性满足要求。

　　(三)次梁承载力验算

　　1)均布荷载：

　　板自重荷载q板=25×0.12×3.2=9.6KN/m

　　梁自重荷载q梁=25×0.3×0.7=5.25KN/m

　　钢管荷载q钢管=2.47/1.5=1.65KN/m

　　荷载总计q总=1.2×(9.6+5.25+1.65)=19.8KN/m

　　2)按均布荷载计算两端固定梁弯矩

　　M1=qL2/24=19.8×102/24=82.5KN•m

　　3)集中荷载产生弯矩M2=PL/8=20.16×10/8=25.2KN•m

　　4)弯矩总计M总=82.5+25.2=107.7KN•m

　　5)次梁配筋验算

　　A=M/bh02=107.7×106/300×6652=0.811,查简明结构设计手册表3—19得

　　ρ(%)=0.272(砼强度取C20)

　　As=ρ(%)bh0/100=0.272×300×665/100=543mm2

　　实际配筋[As]=942mm2>543mm2

　　由此，次梁承载力满足要求。

　　(四)运输构配件楼板承载力验算

　　荷载：取塔吊构配件中最重的，单位体积内最重的应为平衡重，一块为2.2T，最不利荷载：2.2×10×1.4=30.8KN

　　考虑的平板面积为2.0m2，则运输的平板给楼面的荷载为：30.8/2=15.4KN/m2，

　　1、屋面现浇板承载力验算：

　　取1m板宽，按均布荷载作用下的两端固定梁计算：

　　1)运输构配件带来的弯矩：M1=qL2/24=15.4×3.22/24=6.57KN•m

　　支座反力R1=qL/2=15.4×3.2/2=26.64KN

　　2)自重q=1×0.12×25×1.2=3.6KN/m

　　自重产生的弯矩M2=qL2/24=3.6×3.22/24=1.536KN•m

　　支座反力R2=qL/2=3.6×3.2/2=5.76KN

　　3)M总=6.57+1.536=8.106KN•m

　　A=M/bh02=8.106×106/(1000×1002)=0.81查表3—19

　　ρ(%)=0.272(砼强度取C20)

　　As=ρ(%)bh0/100=0.272×1000×100/100=272mm2(Ⅱ级钢)

　　实际配筋ФT8@175[As]=279mm2等强代换成Ⅱ级钢

　　[As]′=360×279/300=335mm2>272mm2。

　　故楼板承载力满足要求。

　　2、次梁承载力验算：

　　板自重荷载q板=25×0.12×3.2=9.6KN/m

　　梁自重荷载q梁=25×0.3×0.7=5.25KN/m

　　运输给楼面的荷载为：30.8/2=15.4KN/m

　　荷载总计q总=1.2×(9.6+5.25+15.4)=36.3KN/m

　　按均布荷载下的两端固定梁计算

　　M=qL2/24=36.3×102/24=151.25KN•m

　　A=M/bh02=151.25×106/300×6652=1.14,查简明结构设计手册表3—19得

　　ρ(%)=0.389(砼强度取C20)

　　As=ρ(%)bh0/100=0.389×300×665/100=776mm2

　　实际配筋[As]=942mm2>776mm2

　　因此，次梁承载力满足要求。

　　六、结语

　　本工程通过在屋面上搭设承重钢管脚手架，利用塔吊部分起重臂及滑车作为可移动的起重设备，解决了大面积建筑物中央塔吊拆除的难题。该方案经在工程现场实施，证明是一种较为经济、安全的塔吊拆除方法，为今后同类工程的塔吊布置与拆除提供了较好的经验和借鉴。

　　参考文献：《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001;

　　《建筑施工扣件式钢管支模架安全技术规程》DB33/1035-2006;

　　《建筑施工手册》第四版;

　　《建筑结构荷载规范》GB50009-2001。