[摘要]天津津汇广场工程采用倒装吊升方安装塔楼40层屋顶上的天线桅杆,取得了很好的效果。

[关键词] 天线桅杆;倒装吊升;塔楼;拼装

天津津汇广场一期工程建筑面积119408m2 ,其中塔楼40 层,面积42604m2 ,楼顶板高158.3m。在

塔楼屋顶上还建有9.5m 高呈金字塔形的钢结构装饰屋顶,其上建造近20m 的避雷天线桅杆。由于受施工场地限制,塔楼施工时只设置了1 台塔吊,且臂杆高只有175m。若使用塔吊安装天线桅杆,一方面要升高塔吊,且常规备用的附着支撑杆因塔楼向中心收缩、附着距离加大不能使用,必须重新设计加工;另一方面由于工期紧迫,同期设备安装及其它材料吊运工作量大等原因,会造成整体工期拖延。经过反复研究,提出在塔楼40 层屋顶板上使用倒装吊升方法就位安装天线桅杆。通过对天线桅杆支座变位,在屋顶钢结构上增设桅杆支撑点、变整体吊装为分节拼装等符合倒装吊升方法安装要求的设计变更,使天线桅杆安全稳妥地完成安装。

1 　倒装吊升法方案  在塔楼40 层屋顶上,用钢管、扣件搭设吊升架体。用3 组倒链做为吊升动力装置,将其设置在架体的三个不同高度。利用这3 组倒链组,将天线桅杆按照:顶端天线、第1 节桅杆、第2 节桅杆⋯⋯最后1 节桅杆自上而下逐节倒装吊升顺序连同桅杆上的附设装置一同安装,并整体就位于桅杆支座上。

2 　施工场地环境及条件

(1)塔楼第40层钢筋混凝土顶板屋面长16.8m、宽11.20m ,可做为天线桅杆拼装和吊升操作场地。而塔楼电梯机房的结构内外墙均为混凝土抗震剪力墙,自上向下直通至基础。在塔楼40 层顶板上搭设的吊升架体主要受力支撑点可全部设置在剪力墙位置上,吊升架体以及其它吊升设备总重约22t的施工荷载完全由塔楼竖向承重结构承担。因此,在塔楼40 层机房楼顶面上进行天线桅杆的就位拼装吊升,无论场地面积,还是结构承载能力,均能满足天线桅杆倒装吊升作业的要求。

(2) 塔楼钢结构屋顶标高为167.8m ,比40 层机房顶板高出9.5m ,在距离40 层楼顶板6.5m 高处设有1 道钢结构水平支撑平台,原设计作为天线桅杆底座。现可将天线桅杆下端向下延长,使桅杆支座落在40 层机房的钢筋混凝土楼顶板上,钢结构支座平台和钢屋顶顶部可作为天线桅杆的中间支撑,使天线桅杆形成有158.3m 处支座和164.8m、167.8m 2处连接的稳固支撑系统。为天线桅杆的分节倒装吊升提供了便于操作和控制稳定安全的条件。

(3) 塔楼第39 层平面呈八角形,短直径33.6m ,8 个角距塔楼中心均为20m ,钢结构大屋顶坡脚支座固定在塔楼第39 层八角形边线上,它为固定吊升架体缆风绳提供了条件。又由于钢结构大屋顶的钢架体先行安装,吊升架体可利用钢屋顶架体连接加固,使吊升架体在桅杆吊升过程中保持稳定安全。

3 　施工程序及吊升前准备  3.1 　施工程序(见图1)

3.2 　倒装吊升前准备

3.2.1 　吊升架体的搭设钢结构屋顶架体安装完成后,即可进行天线桅杆吊升架体的搭设,吊升架体外形和结构应适应场地条件和满足天线桅杆吊升拼装及附属设施安装的要求。

架体采用钢管扣件材料,以桅杆支座为中心,搭设长11.2m ,宽10.3m ,高13m + 7m 的吊升架体,如图2 所示。主立杆全部设置双立管,支撑在塔楼40层电梯机房内外剪力墙上。围绕桅杆支座中心在4.3m ×5.6m 范围距地面6.5m 高的空间不设立杆和水平杆,做为倒装吊升工作区和杆件、工具存放区,并于朝向塔吊方向的架体底部设置高2m 的施工通道。架体除中心工作区和工作通道外其余空间均在主立杆之间加设单立管支撑,使架体立杆间距控制在1.5m 以内。然后将架体用间距不大于1.5m 的水平杆与全部立杆连接成整体。架体周边和中心区周边设置剪刀撑,架体顶端四角设置缆风绳与塔楼39 层角部的屋顶钢结构骨架底脚连接固定。

3.2.2 　吊升设备的设置

架体搭设完后,在架体的7m、13m 和19m 高处分别设置2t 、3t 、3t 倒链组,每组由2 个相同起重量的倒链组成,并固定在架体的20 号工字型钢梁上。3 个不同高度的倒链组以支座为中心统一设置在垂直于工作区通道方向的桅杆中心竖直面上,同组倒链间距为1.2m ,与桅杆中心各为0.6m ,既不影响最大直径桅杆吊升,又能使吊索尽量接近竖直。

3.2.3 　杆节吊点的设置

在每1 节桅杆上端法兰盘螺栓连接孔外侧焊接2 个对称的吊环,用作桅杆节起吊吊点。

3.2.4 　质量检验

在吊升架体、吊升装置、吊点等工作完毕后,应对吊升架体、吊升装置和杆节吊环的搭设安装质量进行检查,特别是缆风绳的连接固定要仔细检查,符合要求后方可进行天线桅杆吊升拼装作。

3.2.5 　施工工具的准备

吊升拼装天线桅杆施工前需准备电焊机及焊接工具、各种规格的扳手、撬扛、方木、木楔以及线锤和测量工具等。

4 　吊升工作程序

吊升程序及各项工序的操作要点如下:

(1) 对天线杆和1～6 节桅杆进行质量检查并按顺序摆放在架体通道内。

(2) 在天线杆与第1 节桅杆拼装后,用设在13m处的倒链组将吊钩固定在第1 节桅杆上端吊环上进行杆体第1 步吊升,升至第1 节杆下端距40 层顶楼面(以下称地面) 3m 处停止。然后用设在7m 处的倒链组起吊第2 节杆并与第1 节杆拼装连接。连接时要控制杆体的中心位置和垂直度,杆节底部用方木、木楔与地面垫牢,连接后的杆体呈垂直落地状态。

(3) 在完成第2 节杆与第1 节杆的拼装连接后,要进行第2 步吊升工作。首先用设在19m 处的倒链组代替13m 处的倒链组固定在第1 节杆上端吊环上,将13m 处倒链组替代7m 处倒链组固定在第2节杆上端吊环上,然后以19m 处倒链组为主吊升杆体,以13m 处倒链组作辅助吊升,并在下方对吊升中的杆体的垂直稳定起调节作用,在杆体吊升至第2 节杆下端距地面5.5m 处停止。随后用7m 处倒链组起吊第3 节桅杆与第2 节杆拼装连接(拼装过程及要求同(2) ) 。

(4) 第3 节桅杆拼装连接后要进行第3 步桅杆吊升工作,仍用19m 倒链组替代13m 处倒链组,而

将13m 处吊链组同样向下1 节替代7m 处倒链组,与桅杆吊环固定后进行杆体吊升(吊升过程及要求同(2) ) ,第3 步吊升至杆体下端距地面5.5m 处停止。接着进行的第4、第5 节及最后1 节桅杆的起吊都使用7m 处倒链组起吊立直与杆体拼装连接,其操作程序及要求同(2) 。第4、第5 步杆体吊升的操作程序和要求同(2) 。只是杆体下端距地面高度分别吊升至6m 和6.4m 处停止。

(5) 最后1 节桅杆在起吊立直并与杆体完成拼装后用3 组倒链组,同时将天线桅杆整体缓缓对正支座中心位置安装在桅杆支座上。

5 　桅杆垂直度控制及安全稳定措施

5.1 　桅杆垂直度控制

包括杆体制作,临时架体的稳固和吊升过程控制3 部分。

(1) 单节杆体制作时对连接法兰盘平面与杆体中心轴线的垂直精度控制要准确,并对预制完成的桅杆节在工厂内进行整体试拼装,合格后运至安装现场。

(2) 吊升架体的稳固是桅杆吊升稳定垂直的基本保证,要严格按照吊升架体的搭设要求进行搭设和验收。

(3) 在桅杆支座地面上、钢结构屋顶距地面6.5m处钢支撑平台和钢结构屋顶顶部设置桅杆中

心十字控制线,对吊升中的杆体进行垂直、对位的校正。在杆体吊升中和每步吊升间歇时,利用距地面6.5m处钢支撑平台和钢屋顶顶部的预留桅杆孔对杆体的稳定及对中垂直用方木和木楔进行临时固定和校正。吊升中杆体垂直偏差控制在1/600 以内。

5.2 　安全稳定措施

(1) 对桅杆杆体进行变更设计,使桅杆杆节自上而下逐节管径由小变大、杆节由短变长、管壁由薄变厚,再加上杆节吊点设置在每1 节杆件上端,吊升时的主吊点又都以19m 处倒链组承担,故杆体在逐节连续吊升过程中始终保持其重心在吊点下方。

(2) 逐节拼装的桅杆体,在每步吊升后的杆体最下端都低于距地面6.5m 处钢支撑平台桅杆孔,利用其对吊升中的桅杆和每1 步吊升后的桅杆下端进行临时固定,控制桅杆的稳定。

(3) 每1 节杆与杆体拼装后杆体下端均落在支座的垫木上,使之呈落地稳定状态。在此状态下更

换倒链组,确保了杆体的安全稳定。

6 　结束语

(1) 塔楼天线桅杆安装除桅杆节用塔吊放置到塔楼40 层楼顶外,其余全部拼装工作没有占用塔

吊,从而保证了其它安装工作的正常进行。而人工倒装吊升安装天线桅杆又是在计划工期的非关键线路上进行的,保证了整体工程按期完成。

(2) 采用人工倒装吊升安装超高层建筑屋顶天线桅杆,节省了使用塔吊安装所要进行的升塔、增加超长附着杆、占用塔吊工时和占用主时工期所引起的成本,取得了节省费用、操作简便的效果。

(3) 人工倒装吊升安装天线桅杆的成功,得到了业主、设计和监理方的支持配合与好评。同时,也为今后类似工程提供了可借鉴的经验。