某超高层建筑屋顶信号塔施工方法

在信号塔施工过程中，信号塔材料运输困难，采用已安装塔身吊装无法将材料运输至工作面，易对已安装塔身造成破坏。若采用塔式起重机、汽车式起重机等大型吊装设备运输材料，材料运输快且能直接将材料吊装至工作面，但造价高且存在塔式起重机顶升、汽车式起重机等吊装设备范围不足等无法施工问题，最终造成工期的浪费。

抚州市某项目信号塔位于传媒中心主楼屋顶，基础高度为158.5?m，信号塔总高为55?m。其中塔身高度为40?m，桅杆高度为15?m，塔尖标高为213.500?m。

信号塔由Q355B的无缝钢管及角钢为主，主要节点连接以高强螺栓连接为主，在40?m位置处设置有直径10?m的铝板装饰球，整体重量约115?t。信号塔加工前，需针对采用的安装方法、安装顺序进行深化设计，特别是对分段分节以及重量方面进行明确。信号塔采用分节拼装方式，对各个杆件重量进行计算。信号塔最大杆件为865?kg。

1?信号塔安装工艺

1.1?树立塔腿

复测轴线尺寸及标高，基础尺寸无误后，调平基础上锚杆的安装螺母，使每个基础骨架螺杆上的调整螺母处于同一个水平面上。采用人字抱杆吊装辅助树立塔腿。吊装4个塔柱到所要求的同一水平高度后，测量塔基础的轴线偏差，保证在1/1?500? H 以内，人字抱杆树立塔腿示意如图1所示。

   

图1?人字抱杆树立塔腿示意

1.2?安装中央悬浮抱杆

（1）根据铁塔分段长度及规格尺寸，选择适宜的抱杆长度；根据抱杆长度及单件最大吊重选择适宜的抱杆截面。中央悬浮抱杆的安装采用塔腿组立抱杆。

中央悬浮抱杆安装流程为塔腿组立抱杆即采用已安装塔腿采用滑轮组起立抱杆。具体流程为：组装抱杆→安装滑轮组→起立抱杆→打内拉线及承托绳。

利用塔式起重机安装中央悬浮抱杆，中央悬浮抱杆由6节标准节拼接而成，标准节之间采用12个M16的螺栓进行连接。

（2）中央悬浮抱杆拼装。

1）在第一节标准节（上部带抱杆帽及起吊滑车组）抱杆帽处安装4根直径为16?mm钢丝绳；待第一节标准节起吊3?m后，用倒链将4根钢丝绳固定在塔身（保持4根钢丝绳拉紧）。

2）在第二节标准节顶端4个角上安装4根直径为16?mm钢丝绳后，将第二节标准节组装。

3）塔式起重机缓慢起吊3?m，在起吊过程中缓慢放松倒链，保证第一节标准节钢丝绳拉紧。

4）起吊3?m后用倒链固定第二标准节4根钢丝绳；松开第一标准节钢丝绳，组装第三节标准节。

5）缓慢起吊至3?m后，须注意在起吊过程中缓慢放松倒链，保证第二节标准节钢丝绳拉紧。

6）起吊3?m后用倒链固定第一标准节4根钢丝绳；松开第二标准节钢丝绳，组装第四节标准节。

7）重复3）~6）安装五六节标准节（第六节标准节底部4个角固定好4根直径为16?mm钢丝绳）。

8）用倒链将第一标准节上钢丝绳固定在已组立铁塔主龙骨紧靠节点的下方（4个对角）做上拉线。

9）用倒链固定第六标准节底部钢丝绳在塔身做承托绳。

10）选2根对角上拉线，调节倒链（一边松，一边紧）。

11）拆除第二节标准节上4根钢丝绳，并安装起吊滑车组钢丝绳（直径为16?mm钢丝绳）。

12）将已调节的上拉线，再调节倒链，将抱杆调至笔直状态。

中央悬浮抱杆树立注意以下几点：抱杆应布置在塔身中央，保持其受力均匀，并确保其倾角不大于抱杆的允许倾角12o；对中央悬浮内拉线抱杆，其悬浮高度（最上部内拉线在塔身上绑扎点至抱杆顶部的距离）必须小于抱杆全长的2/3。对中央悬浮外拉线抱杆的露出塔身高度进行控制，以保证抱杆提升时的稳定和满足承托设置要求为准；承托绳固定在发射塔主材节点上方，可采用缠绕的方法，宜采用夹具固定的方式，确保固定牢固；承托绳应等长，承托绳抱杆轴线间夹角不大于45?°。

1.3?利用中央悬浮抱杆吊装材料

（1）起吊系统。起吊系统由起吊滑车组、腰滑车、地滑车、卷扬机、控制绳组成。内悬浮抱杆的头部结构形式较多，一般多采用朝天滑车式、羊角式、旋转悬挂式3种。因抱杆头部结构的不同，起吊系统的起吊滑车组倍数也不相同，具体根据抱杆规格及起吊重量进行配置。抱杆两侧的起吊绳应在同一铅垂面内，位置不对称时可调整腰滑车位置。腰滑车采用专用夹具在塔身最上端，并应使滑车尽量靠近塔身，以增大反侧起吊绳与抱杆的夹角。当腰滑车绑扎处塔材较小时，须对绑扎处塔材进行补强。内悬浮外拉线抱杆组塔时仍需设置内拉线，内拉线在起吊时不受力，当保险用。

（2）吊装要求。抱杆的允许起吊荷重=构件重量+附加重量（包括索具、补强、控制绳等引起的重量）。对吊装过程中可能引起水平方向弯曲变形的塔件应补强后起吊；补强构件与主材间的绑扎应牢固；在吊装时有可能引起承托绑点主材弯曲的，绑点处必须打设45?°方向的补强拉线。塔件的组装结构应视抱杆允许起吊重量、塔材主要结构件的重量级安装就位的方便程度，在施工作业指导书中予以明确。在塔片上带侧面附铁时，其上端连接螺栓应出扣，下端用绳索绑扎在主材上。在地面组装成整体的塔片禁止用起吊索具进行翻身或移位。

塔件就位时一般应先低侧后高侧，在底侧带上1~2颗螺栓后调整另一侧就位位置；主材连接完毕后再连接斜材，无斜拉材时应搭设拉线作临时稳定。

控制绳应使用松绳器或绞磨进行控制，在起吊时控制绳应随塔片的升高而缓慢松出，避免突然松出或用人力硬压大绳等情况发生，以防抱杆受到冲击。起吊绳必须绑扎在所吊塔片重心以上位置。吊装时，抱杆倾角不大于抱杆的允许倾角12?°。

1.4?提升中央悬浮抱杆

（1）抱杆提升要求。

1）抱杆提升前，应设置2道腰环，腰环间距不小于表1中数据。

            表1?抱杆与腰环间距关系         m

   

2）对中央悬浮抱杆，在腰环设置完成后，将4根内拉线同时绑扎固定；再继续提升抱杆直到顶紧内拉线后打设承托绳。

3）提升抱杆时，不得将其吊索具钩挂在塔片及其他部件上，应将其自由放松。

4）操作完毕后回松提升绳，松弛腰环，中央悬浮抱杆吊装过程中严禁腰环受力。

（2）抱杆荷载要求。构件自重由程序自动计算，施工安装荷载按0.5?kN/m2选取。自重荷载分项系数在挠度验算时取1.0，杆件内力验算时取1.2。构件吊装时动力系数取1.3。

1.5?拆除中央悬浮抱杆

（1）抱杆拆除流程。中央悬浮抱杆的拆除一般采用拎吊法，具体流程为：塔顶节点设置起重滑车→设置腰环→拆除内拉线及承托绳→下降抱杆至底部→拆除抱杆段→重复第4、第5步，直至抱杆拆除完毕→拆除腰环。

（2）抱杆拆除要求。

1）一般情况下，拆除抱杆采用拎吊法（采用外拨吊装系统）。

2）在抱杆附近的塔顶节点处挂一只起重滑车，将抱杆拆除钢丝绳绑在抱杆中心以上的杆身上，通过起重滑车后引至地面机动绞磨。拎吊时的吊点必须绑在抱杆本体上，严禁绑在抱杆头部的朝天滑车、羊角联杆等位置上。

3）拆除中央悬浮抱杆时，先选取2根对角上拉线，一边通过倒链（采用3?t倒链）放松上拉线，另一边通过倒链拉紧上拉线，使抱杆缓慢靠近塔身，来给抱杆吊点挂上钢丝绳，再使用相同方法使抱杆摆正。

4）稍稍收紧抱杆拆除钢丝绳后拆除上拉线及承拖系统。

5）抱杆底部设置控制绳对抱杆进行控制，防止与塔材碰撞；机动绞磨慢慢回松，直至抱杆降至地面。

6）稍稍收紧抱杆拆除钢丝绳后拆除上拉线及承拖系统。

7）抱杆底部设置控制绳对抱杆进行控制，防止与塔材碰撞；机动绞磨慢慢回松，直至抱杆降至地面。

8）先将抱杆逐段拆除到合适高度后再整体移出塔身。

9）当抱杆底部降至地面后，封固磨绳。施工人员上抱杆，在抱杆上设置2根控制绳，防止抱杆晃动。然后将抱杆最下段与次下段之间用1根短钢丝套连接，然后逐个拆除连接螺栓并将螺杆从上往下穿入不取出。

10）施工人员下至地面后，稍稍收紧抱杆拆除钢丝绳，使最下段抱杆与抱杆本体分离，随后再逐渐回松绞磨，直至次下段抱杆着地。

11）按以上10和11步反复操作，直至抱杆高度降至能整体移出塔身为止。

2?施工关键点

采用中央悬浮抱杆安装信号塔施工工艺对“施工场地狭小、施工机具不满足要求、高空作业较多”等复杂工况的信号塔施工提供了一个经济实用的思路，在施工过程中应根据工程的具体情况，控制以下施工关键点。构件在工厂生产时应严格保证质量，螺栓孔留设部位应准确。焊缝质量必须满足钢桅杆的设计要求，尽可能减少现场施焊的高空作业。

构件分段分节之前应编制构件加工图，至少应包含以下内容：构件细部、材料表、材质说明、构件编号、焊接标记、连接细部、锁口和索引图等；轴线号及相对应的轴线位置；加工、安装所必须具有的尺寸、方向；图纸标题、编号、改版号、出图日期；加工厂及安装所需要的必要信息。

信号塔在进行安装前，应进行是试组装，对构件的偏差进行检查，构件的偏差检查包括外形尺寸、孔距、孔径、组件位置、杆段的弯曲矢高、杆段的长度、法兰盘的平面度、法兰盘端面的垂直度、焊缝高度、法兰盘间隙、构件结合紧密度、连接孔的同心度等。

因铁塔位置较高，塔身施工过程中完全超出主体结构楼外架防护网，考虑到施工过程中存在安全隐患，塔身施工区域一定范围内应设置安全警戒线。大型复杂结构的施工仿真分析对于施工安全的保证非常重要，对施工顺序、施工造价甚至施工图设计会产生较大影响。利用BIM技术可以更好地分析施工过程中的不利因素，合理调整设计施工方案。

3?结论

此施工方法能够确保材料可直接吊装到工作面，提高吊装效率，有效减少信号塔施工时间，缩短项目工期，保证业主的主要工期节点。

信号塔施工过程中的关键技术,应做好保证主塔的焊缝质量、防腐年限及焊接变形、沉降、垂直度的偏差控制等工作。

整体安装过程中，尤其是在提升过程中应对结构的杆件进行应力和位移监测，利用监测的数据与有限元分析进行比较，更有利于施工。