摘要：針對跨度大、高度大的高架層上進行超大、超重構件的拼裝與吊裝，采取布置大截面鋼梁保證重型塔式在高架層樓板上行走等措施，以解決常規(guī)機械起重量無法滿足構件吊裝的難題。
關鍵詞：1100噸米行走式塔吊，高架層、行走塔軌道、驗算荷載
      1 引言
      天津西站屋蓋結構全部位于高架候車層結構以上，跨度大，高度高。為保證結構順利安裝，吊裝機械的選擇尤其重要。受施工條件的限制，所有屋蓋構件只能在高架層結構上進行拼裝或吊裝。由于構件均超大、超重，對吊裝機械的選擇有如下原則：1）機械的起重性能需滿足構件吊裝的要求；2）機械需布置在高架層結構上；3）機械可以移動。
      2  21米超大軌距1100噸米行走式塔吊的設計與實施
      在11～12軸、13～14軸間高架層鋼桁架上配備4臺ZSL1000行走式塔吊（1100噸•米）。ZSL1000塔機為軌道行走式塔機，該塔機本次工程使用高度為42m，整機重量約為330t。根據高架層結構特點，11～12軸、13～14軸柱距為21m，對塔吊行走機構進行改裝，將行走橫梁、軌距調整到21m。見圖1：
 

圖1  天津西站現場塔吊立面布置圖

      根據塔機受力及軌道要求鋪設基礎，鋼軌型號為QU100，軌距為21m，4組16個行走輪，輪距11.2m，輪徑600mm，單組行走輪最大輪壓為136t。軌道梁選用箱型截面，經計算截面尺寸為：□1300×700×16×25，長度根據高架層柱距進行調配，即每根鋼梁的長度均與柱距相符，鋼梁之間的接口全部位于鋼柱位置。見圖2：
 

圖2  天津西站行走塔軌道梁布置平面示意圖（局部）
 

軌道梁南北向鋪設，每根軌道梁除柱頭位置有兩個支點外，再設置兩個支點，支點位于鋼桁架直腹桿節(jié)點處。并在兩側設置側向支撐，支撐桿與東西向布置的鋼桁架上的埋件焊接固定。埋件設置在混凝土樓板中，見圖3、圖4、圖5、圖6、圖7。
 

圖3  天津西站垂直于軌道梁剖面節(jié)點示意圖

 
圖4  天津西站沿軌道梁剖面節(jié)點示意圖

  
圖5  天津西站21米跨ZSL1100行走塔吊     
 

圖6   在高架層上鋪設軌道梁立

 
圖7  天津西站 4臺1100T.M塔吊在高架層頂板上同時施工
 

3.  ZSL1100T.M21米跨行走塔吊支撐結構驗算（以北區(qū)為例）
      在吊裝屋蓋主體鋼結構時，在高架層主體結構11、12軸和13、14軸之間各設置一臺行走塔吊，行走塔吊的技術參數如下：
 

表一：行走塔吊技術參數




表二：各點最大輪壓表

行走塔吊在11、12和13、14軸鋼桁架上設軌道梁，截面尺寸為口1300x700x16x25，軌道梁在鋼桁架上支座設置如下圖8： 

圖8  天津西站北區(qū)行走塔軌道梁支座布置示意圖

      施工階段驗算采用midas有限元軟件進行計算，驗算時模型基于以下幾個前提進行計算：
      1）行走塔吊與拱形屋面拼裝不在同一區(qū)域出現；
      2）高架層建筑面層尚未鋪設，僅考慮樓板自重，設備夾層荷載也尚未施加于高架層結構之上；
      3）行走塔吊工作區(qū)域以外的區(qū)域考慮施工活荷載2kN/m2
      （1）施工驗算荷載及荷載組合
      經分析比較，當行走塔吊處于工作狀態(tài)時a、d點下鋼桁架受力最為不利， T～U、V～W、W～X軸跨內兩個支座間距為10.75m，現行走塔吊輪距為11.2m，近似的按照a、d兩點可以同時作用于跨內兩個支座，此時桁架受力最不利， U～V軸跨，當a點位于跨內支座該跨鋼桁架最不利， X~Y軸跨內兩個支座間距為5.375m，經比較當a點位于距Y軸6.875米處支座時該跨鋼桁架最不利，下圖為11、12、13、14軸鋼桁架處于最不利受力狀態(tài)下行走塔吊作用于鋼桁架的荷載布置圖（圖9、圖10）：
 

圖9 天津西站行走塔吊作用于11、14軸鋼桁架荷載布置圖


圖10 行走塔作用于12、13軸鋼桁架荷載布置圖
 

另外軌道梁及其支座的自重按照每個支座75kN的恒載考慮。

施工驗算荷載組合：1.2恒+1.1*1.4(活)
      基本組合：1.35恒 + 1.1*1.4(0.7)活
      其中：1.1為行走塔吊荷載動力系數
      標準組合：     1.0恒+1.0活
      （2）驗算結果一：11、12、13、14軸鋼桁架強度及穩(wěn)定驗算：（圖11、圖12、圖13、圖14）
 

圖11  11、14軸鋼桁架基本組合應力包絡圖

 
圖12  12、13軸鋼桁架基本組合應力包絡圖

 
圖13  11、14軸鋼桁架穩(wěn)定驗算包絡圖

 
圖14  天津西站12、13軸鋼桁架穩(wěn)定驗算包絡圖
 

由以上圖可以看出， 11、14軸鋼桁架最大應力為177N/mm2，穩(wěn)定驗算最大應力比為0.76，12、13軸鋼桁架最大應力為181N/mm2，穩(wěn)定驗算最大應力比為0.79，鋼桁架鋼材均采用Q345C，強度和穩(wěn)定均滿足要求。
      （3）驗算結果二：11、12、13、14軸鋼桁架變形驗算：（圖15、圖16）
 

圖15  11、14軸鋼桁架恒+活撓度圖
 

圖16  12、13軸鋼桁架恒+活撓度圖
 

由上圖可以看出，11、14軸鋼桁架撓度最大為10mm，撓跨比為10/20750=1/2075，12、13軸鋼桁架撓度最大為13mm，撓跨比為13/20750=1/1596，滿足規(guī)范規(guī)定的1/400的要求。
      4.結語
      根據上述計算在實際中所采用的施工方法，經檢測高架層下鋼筋混凝梁沒有任何裂紋，達到規(guī)范要求；采用此方法節(jié)省了大量的腳手架在軌道下的支撐費用近300萬元，并且高架層下由于沒有了腳手架支撐可以進行下道工序施工，節(jié)省了整體施工工期近兩個月。

參考文獻
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作者簡介：高玉蘭（1956-  ）北京建工有限責任公司總承包部鋼結構工程經理部經理，高級工程師，國家注冊一級建造師，主要從事重、特大型鋼結構施工的研究與施工管理。
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