变形塔吊狭窄空间高空拆除疑难问题解决.pdf

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1、 变形塔吊狭窄空间高空拆除疑难问题解决 华南集团华南集团/深圳技术处深圳技术处 1 1 工程概况工程概况 2018 年 9 月 16 日，因强台风“山竹”袭击，造成万科双月湾三期项目 C1 栋塔吊意外倒塌。C1 栋塔吊倒塌前安装高度 89.6m，出顶板面 30个标准节，倒塌后呈“八”字型，折断处高点悬空距顶板面约 30m。倒塌后塔吊没有附墙件与结构相连，一端标准节临时卡在车库顶板上，另一端支撑于洋房屋面结构上，因悬空而无法临时加固，整体稳定性不足，有继续变动的风险；项目临海，夏秋台风季节风力 3-5 级，且风向不定。为了避免二次灾害发生，需紧急对变形塔吊进行拆除。图 1 倒塌塔吊情况示意图 塔

2、吊倒塌处位于人防楼板顶板上，楼板为厚350mm 的有梁板，柱间距 8.65m5.5m，柱尺寸为600mm*600mm，混凝土等级为 C35。图 2 楼板结构示意图 2 2 难点分析难点分析 （1）变形不稳定结构，拆除风险高。塔吊为细长构件，倒塌前安装高度 89.6m，倒塌后呈“八”字型，附墙全部断裂，整体处于不稳定受力状态。如何保证在拆除过程中，塔吊受力保持平衡，不出现晃动，成为施工难点之一；（2）高空悬空且大风状态下的紧急拆除工作，施工难度大。塔吊断点距离地面约 30m，距建筑物8m 左右，拆除人员只能通过汽车吊专用吊具在高空作业，人员的安全至关重要。项目位于海边，正值夏秋台风季节，风力在

3、4 级左右，且风向不定，为高空悬空拆除工作增加难度与风险。如何保证拆除过程中操作人员的安全，成为施工难点之一；（3）狭小空间，需采用 3 台汽车吊同时作业，要求汽车吊臂空中旋转精准到位，操作难度大。塔吊拆除部位在两栋楼之间，该区域作为施工道路，万科双月湾三期施工总承包项目万科双月湾三期施工总承包项目位于惠州市惠东县平海镇南门海段，三期位于万科双月湾总项目西侧，由 7 栋高层及 23 栋洋房和 1 层地下室组成，总用地面积约为 767792.28m2，总计容建筑面积约为1136332.57m2。该工程场地西临平海湾，东侧为平海湾海水流入形成的海湾（内海）。两侧有材料堆放和施工出入口，且有一台施工

4、升降机，可用于车辆进出的宽度不足 10m。对于大型汽车吊，支腿纵向与横向间距近 9m，加之支腿下还需放置 2m2m 的钢垫板，因此在该区域如何放置汽车吊，如何协调汽车吊配合工作，成为施工难点之一。综上所述，紧急拆除意外倒塌的塔吊为本工程待解决的疑难问题。3 3 拆除方案分析拆除方案分析 3.1 不稳定构件加固 倒塌塔吊出地面第一节仅有一个支点受力，在拆除过程中由于受力改变，很可能出现彻底断裂或滑移风险，因此在拆除前先使用 16#工字钢对地下室顶板上受破坏的第一节塔吊标准节进行加固，4段工字钢与标准节焊接，工字钢在混凝土接触面底座钢板用膨胀螺丝固定，使其各方向均形成三角稳定结构。图 3 塔吊底部

5、现场情况图 图 4 塔吊底部加固方案示意图 3.2 待拆塔吊情况 待拆塔吊型号为 SYT80(T6011-6)，每个标准节重 934kg。待拆除塔吊安装在 C1 栋高层与别墅区之间，倒塌塔吊折断点在第 14 个标准节（从地下室顶板向上数）和第 26 个标准节，第 26 节之后的标准节倒塌在周边别墅板面，最高折断点距地面高约30m。图 5 塔吊倒塌情况示意图 待拆塔吊第一段重量约 14010kg，第二段重量约 11208kg。3.3 汽车吊选型 楼栋间用于行车的宽度约 10m，待拆塔吊距离地下室边线外可用场地的最小距离约 50m，待拆塔吊最高点离地约 30m，最重一段约 14t。综合现场各因素，

6、初步得出以下方案：方案一：汽车吊在场外，采用 1 台 400t 大型全地面起重机，并用 2 台 25t 汽车吊配合施工。方案二：汽车吊在场内，采用 2 台 180t 汽车吊，并用 1 台 25t 汽车吊配合施工。经过深入分析，该地市场短时间无法找到 400t大型汽车吊，且该塔吊租赁费用较高。因此根据汽车吊的臂长、吊重、起升高度等参数，最终选择 2台 180t 汽车吊（徐工 QAY180）吊运待拆塔吊，1台 25t 汽车吊（三一 STC250T）吊运焊工空中作业切割折断点。3.4 吊点选择 待拆塔吊分两段拆除，第一段的支点在地下室顶板上，有操作空间可以竖向吊运；第二段的支点在洋房板面上，无操作空

7、间，采用水平抬吊。因此，从安全和方便操作两方面考虑，第一段的吊点设置在第 12 节，第二段的吊点设置第 16 节和第 24 节。图 6 塔吊断点与吊点示意图 3.5 吊车设置（1）位置布置 由于场地狭窄，可用吊运空间有限，3 台汽车吊需要有序进场，并提前规划好布置位置。首先进 2 号汽车吊，再进 3 号汽车吊，最后进1 号汽车吊，各汽车吊配重在其后上。图 7 汽车吊平面布置图（2）汽车吊行进过程荷载计算 汽车吊先上地下室顶板，然后再单独上配重，避免荷载过大引起楼板开裂。为了分析汽车吊空车进入待施工位置对楼板的影响，现以 QAY180 汽车吊为例，进行计算说明。项目采用梁板结构，结构完成时间超过

8、 90d，混凝土 C35，板厚 350mm，板跨最大轴线距离10.2m，设计荷载 20.00kN/。根据建筑结构荷载规范GB50009-2012 附录 B-楼面等效均布活荷载的确定法，对行进中的空载汽车吊进行力学分析：汽车吊自重为 60t，汽尺寸为 3m15.77m。按汽车吊后车轮作用在跨中考虑，后轮均作用在一个共同的平面上，轮胎着地尺寸为 0.8m0.2m，后车轮作用荷载取 60T，前车轮作用荷载不计（偏安全考虑）。图 8 汽车吊平面尺寸图 楼板在单跨中最大弯矩 Mmax1989KN.m 行进中的空载汽车吊楼面等效均布活荷载qe=8Mmax/bL2=15.44KN/15.44KN/20KN/

9、结论：理论上，楼板可承受空载汽车行驶的活荷载。（3）汽车吊工作荷载计算 以QAY180汽车吊为例，工作时汽车吊约100t计算，支腿展开尺寸为8.9m8.3m，单次最大吊重约15t，汽车吊重心距塔身中心距离为15m，其工作受力简图如下：图 9 汽车吊工作时受力简图 1）最不利情况下单根支腿荷载 支腿最大力F2的支座反力：M（A）15（154.5）F28.91004.50，即F283.42t 由于F2代表汽车吊2根支腿的受力，所以单根支腿的最大受力为41.71t。2）楼板承载力符合 汽车吊作业时每个支腿下垫2m2m钢板，所以单根支腿受力面积4。受力图如下：图 10 最不利荷载分布简图 楼板跨度10

10、.2m，板上荷载的有效分布宽度9.14m，最大弯矩Mmax（1.341.7110）10.2/41382.8KN.m。楼面等效均布荷载qe81382.8/（9.1410.22）11.63KN/设计荷载20KN/。结论：理论上，100T汽车吊在首层楼板上进行拆卸作业时结构楼板受力满足要求。（4）楼板回顶设置 虽然理论计算顶板能够承受汽车吊重量，但为提高安全富余度，加强对楼板结构安全的保护，决定对汽车吊行驶路线处顶板进行回顶。施工人员及设备荷载标准值按 28KN/考虑，根据相关规范要求，采用安全计算软件计算，最终汽车吊行驶路线的地下室顶板采用横纵间距均为900mm、步距 1500mm 的支撑架回顶；

11、汽车吊支腿位置楼板下方支撑立杆间距为 600600mm，步距为 1500mm。支撑架承载力大于 40KN/m2，满足支撑安全。图 11 地下室顶板回顶区域示意图 4 4 拆除施工拆除施工 4.1 施工前安全交底（1）拆卸前要对整机进行全面检查，保证现场安全运行。（2）检查平衡臂走道上有无杂物，工作人员须穿戴好劳保用品，高空作业要系好安全带。（3）拆卸时风速低于 13m/s。4.2 不稳定结构加固 对不稳定结构底部加固时，需要有专职安全员现场旁站监督，如有异常情况，通知现场人员及时撤离。焊接工字钢和螺栓锚固过程，尽量减小震动，确保焊接质量可靠，螺栓扭矩符合要求。图 12 塔吊底部加固现场 4.3

12、 吊点绑扎与预提 用两台 QAY180 汽车吊分别吊住第十二节（1号汽车吊）及第十六节塔吊（2 号汽车吊）标准节，并预先施加 10t 的拉力，以增强待拆构件的稳定性。图 13 吊点与折断点 4.4 折断点切割 使用一台STC250T汽车吊（3号汽车吊）的专用吊具作为焊工的操作平台，用氧气切割第十四节标准节。为了保证安全，氧气乙炔瓶放置在距离切割点最近的高层住宅阳台上，焊工采用2m的焊枪进行切割作业。切割时，先切割最上部折断处；然后1号和2号汽车吊再预提拉力，直到各段塔身底部支撑点出现轻微钢结构绷紧的声音，以保证完全切断时不会出现塔身晃动威胁到人员安全；最后，切割下部折断点。至此，两段塔身完全分

13、开。图 14 折断点切割施工 4.5 第一段塔身拆除 切割完毕后，3号汽车吊人员收钩完成，2号汽车吊保持不动，用1号汽车吊保持60-75角度慢慢旋转大臂，把第一至十四节标准节垂直吊正，然后气焊切割底部第一节标准节，塔身垂直吊运放置在C1栋南侧空地处依次拆解各节标准节。图 15 第一段拆除施工 4.6 第二段塔身拆除 由于空间有限，第一段塔身拆除后3号汽车吊需要撤离场地，并调整1号汽车吊位置，以便与2号汽车吊配合吊运第二段塔身。第二段塔身投影在洋房楼板上，2号汽车吊两侧均有建筑遮挡，可操作空间狭小，并综合考虑起重力臂长度、变幅与起重力矩的关系，确定采用2台汽车吊水平台吊塔身的方法进行拆除。先用1

14、号汽车吊吊住第十五节标准节（1号、2号汽车吊换钩），再用2号汽车吊吊住第二十四节，然后拆除在洋房楼面的第二十六节塔身，最后两台汽车吊协调配合，将第二段塔身水平吊运至地下室顶板上，再依次拆除各节标准节。汽车吊换钩和协调吊运过程，需要专职安全员和专业司索工严格控制，减少扰动，关键步骤要多方多次确认后再进行。图 16 第二段拆除时汽车吊布置图 图 17 第二段拆除施工 4.7 其余部分拆除 还有部分塔身倒在洋房侧边，将1号汽车吊移到C11栋西边地下室，依次拆除剩余的标准节、塔吊配重等部件。4.8 安全保证措施（1）吊装现场道路必须平整坚实，C11 西边顶板的回填土需夯实。汽车吊不得停置在斜坡上工作，

15、也不允许汽车吊两个边一高一低。（2）禁止斜吊。斜吊会造成超负荷及钢丝绳出槽，甚至造成拉断绳索和翻车事故。斜吊还会使重物在脱离地面后发生快速摆动，可能碰伤人或其他物体。（4）绑扎构件的吊索须经过计算，所有起重工具，定期进行检查，对损坏部位作出鉴定；绑扎方法正确牢固，以防吊装中吊索破断或从构件上滑脱，使汽车吊失重而倾翻。（5）作业时拉设警戒线，严禁无关人员靠近作业现场；作业时专职安全员现场旁站对作业安全进行监管。（6）司机必须与指挥人员（起重工）密切配合，严格按照指挥人员发出的信号（旗号或手势）进行操作，以避免发生事故。5 5 总结总结 自然灾害时有发生，面对突发紧急情况时，要第一时间根据现场情况制定急救措施，现场急救与理论计算分析同步开展，快速制定出技术可行且经济合理的处理方案。除了解决问题，更重要的是实现预防。对于各地区常见的自然灾害，如台风、暴雨、地震等，要制定标准化的预防与急救措施，做到提前防范，才能尽量减小风险。