重型拆塔通道加固施工技术

国家会议中心二期工程钢结构使用重型塔式起重机进行安装施工，采用500?t汽车式起重机进行拆除，其中部分塔式起重机可由500?t汽车式起重机在结构外侧进行拆除，而结构范围内的塔式起重机需由500?t汽车式起重机进入地下室顶板进行拆除，经计算该汽车式起重机行驶及行走区域地下室顶板需进行回顶加固方可满足要求。

1　施工难点

由于500?t汽车式起重机自重重，单腿支撑反力大，起重机站位于地下室顶板上，须对顶板进行支撑加固，并在楼面铺设路基箱，以保证车辆行驶载荷及起重机站位支腿反力满足要求。此外，还须标记出500?t汽车式起重机的行驶路线及准确站位位置，以保证起重机准确就位。

2　地下室顶板加固设计

2.1　500?t汽车式起重机对地面的压力计算

由汽车式起重机的技术参数可知，500?t汽车式起重机行驶状态的整机质量为96?t，共16个车轮，单个车轮对地压力为60?kN。车重96?t，配重165?t，塔况25?t，吊重50?t。经计算，汽车式起重机处于楼面吊装作业最不利工况时，单根支腿最大对地压力为1?844?kN，取1?850?kN。

计算时，按行走工况车重100?t，单根支腿压力按2?000?kN进行验算。

2.2　加固布置与验算

根据计算结果，汽车式起重机拆塔位置地下室顶板采用 ?609×16钢管进行加固；在地下室顶板上部铺路基箱放置汽车式起重机支腿，路基箱之间用HW400×400型钢相连。地下室加固做法为由基础底板支撑至地下室顶板。采用 ?609×16钢管回顶，钢管材质均为Q235B。

2.2.1　路基箱铺设

根据500?t汽车式起重机行走路线及站车位置布置路基箱，站车位置布置的路基箱高700?mm，行走区域的路基箱高550?mm和450?mm。

700?mm高的路基箱由厚20?mm和25?mm的钢板焊接而成；550?mm高的路基箱由厚16?mm和25?mm的钢板焊接而成；450?mm高的路基箱由25?mm厚钢板及HW400×400焊接而成，材质均为Q235B（图1）。

（c）

图1　路基箱断面示意

（a）700?mm高路基箱；（b）550?mm高路基箱； （c）450?mm高路基箱

2号、3号塔式起重机路基箱铺设平面如图2 所示。

图2　塔式起重机路基箱铺设平面示意

（a）2号塔式起重机；（b）3号塔式起重机

2.2.2　路基箱铺设计算复核 

根据路基箱的布设位置， 将单支腿最大对地压力2?000?kN作用在跨中作为最不利工况进行计算，支腿钢板尺寸为2?m×2?m。计算荷载取 1.1 倍自重与面荷载0.687?5?N/m㎡，两端为铰支，计算结果如下。

路基箱竖向位移最大为6.89?mm＜ 6?000/400=15?mm，满足挠度控制要求；基箱最大应力为 134.8?N/m ㎡ ≤ 345?N/m ㎡ ，满足强度控制要求；所以当500?t汽车式起重机在站车工作状态时，将单根支腿压力按2?000?kN计算，大于500?t汽车式起重机计算给出对地压力1?850?kN，路基箱位移与应力均满足要求。

450?mm路基箱主要承担起重机行走荷载，起重机行走于中间位置时为最不利位置，计算荷载取1.1 倍 自重荷载与节点荷载6.875?kN，两端为铰支，计算结果如下。

450?mm路基箱最大竖向位移3.65?mm<19?mm，满足位移控制要求；最大应力36.5?MPa<345?MPa，钢板最大应力77.1?MPa<345?MPa，满足要求。

根据计算结果，500?t汽车式起重机行走路径需设置支撑将压力传递到下方梁上，经计算得知结构最大竖向位移为1.41?mm<13.3?mm，满足位移控制要求，结构最大应力12.1?MPa＜345?MPa，满足强度 要求。

500?t汽车式起重机处于行走状态时，取其自重为100?t进行验算，大于其实际自重（96?t），路基箱位移与应力均满足要求，结构处于安全状态，工字钢梁下方的梁也满足受力要求。

2.2.3　支撑位置及形式

在500?t汽车式起重机站车位置，地下1层顶板的次梁为东西向布置，地下2层顶板梁为南北向布置，故将支撑点选择为上下层梁相交的位置 （图3）。

图3　地下室加固做法示意

（a）地下1层；（b）地下2层

地下1层支撑高度为5?900?mm，地下2层支撑高度为4?200?mm。

2.2.4　支撑体系与结构计算复核 

经分析，汽车式起重机支腿荷载通过路基箱及下方垫块传递给下部结构柱和支撑， 结构梁与板不参与受力。

汽车式起重机4个支腿均按最大对地压力2?000?kN的集中荷载作用在支撑上方，同时考虑最远支座距离12?m的路基箱重力140?kN的一半，即支腿集中荷载为2?070?kN，支顶位置的结构混凝土梁局部荷载2?070?kN小于允许荷载12?575.7?kN，结果满足 要求。

使用500?t汽车式起重机拆除塔式起重机过程中，按单根支腿压力取为2?000?kN进行计算，大于计算所得的1?850?kN，因此可认为施工区域结构的位移与应力均满足要求，支撑位移、应力和组合应力比也均满足要求。

3　地下室顶板加固施工

3.1　工艺流程

加固位置放线 → 在加固位置铺设钢板 → 运输支撑节→ 安装地下室一层支撑节→ 安装地下室2层支撑节→ 铺设路基箱→ 拆除塔式起重机 → 拆除路基 箱→拆除地下室加固支撑节。

3.2　支撑节安装与拆除

（1）根据加固点位置进行点测量放线。由于加固点位置直接关系到拆除塔式起重机全过程及地下室结构安全，故应加强定位复核。

（2）在支撑节下部设置20?mm×900?mm×900?mm钢板，在混凝土梁位置利用原拉结模板的孔穿钢丝绳，操作人员使用登高车位置用手拉葫芦安装支撑，在支撑节底部用10?t千斤顶使支撑节与混凝土结构紧贴，下部空隙填充钢板（图4）。支撑节采用手拉葫芦拆 除，拆除顺序与安装顺序相反。

（3）支撑节应与混凝土顶面及底面顶紧，位置偏差不得大于15?mm，垂直方向偏差不得大于10?mm。

3.3　路基箱铺设

路基箱可用原塔式起重机和25?t汽车式起重机铺设，路基箱之间焊10?a槽钢临时连接固定，700?mm高路基箱之间采用HW400×400型钢连接固定。路基箱之间的高差可通过下部垫设工字钢、方木、脚手板等进行调节，以保证500?t汽车式起重机安全 行走。