小区房屋施工塔吊长细杆附着的安全事项

小区房屋施工塔吊长细杆附着的安全事项

周俊安

重庆市恒佳工程技术咨询有限公司400015

摘要：随着国家经济建设的发展，小区房创新建设层出不穷，高楼耸立，品质房逐步被人们所亲睐；但是，你知道吗，每幢高楼建设都必须设立一台塔吊，而一片片非高层房的建设有的则会布置一台或几台塔吊，有时会让建设者们为着一台塔吊的平面布置而伤脑动筋；本次叙述的是2015年枫丹白露小区一塔吊的平面布置（见下图）情况，塔中吊位置布置得好，即经济实用、安全可靠，更可体现建设者较为精湛的建设技艺。

关键词：长细杆附着

房屋施工前都要对施工现场进行全面的平面布置，塔吊的布置显得格外重要；塔吊位置布置必须要考虑以下问题：

（1）塔吊垂直运输材料进出口选择（综合考虑地面材料进出口及楼层材料进出口选择）

（2）塔吊工作辐射半径

（3）塔吊距建筑物的距离（塔身及塔吊附着距建筑的距离）

（4）塔吊基础位置及埋深（尽量避开地下管线、沟、窨井等，否则拆除塔基将加大费用）

（5）塔吊的安装与拆除（安装位场地面积大小及塔吊长臂短臂搁置通道是否满足安拆要求）

（6）塔吊的安装与拆除是否经济实用

（7）保证塔吊使用安全；

枫丹白露小区二期工程房屋施工对塔吊平面布置见上图（因为施工场地被未拆迁户钉住，且钉户1F很可能更长时间不搬迁）。长附着的设计制作是要考虑钢结构材料的强度、刚度、稳定性，进行调整符合要求后进行加工、验收、安装，因作者不是塔吊安装单位，所以这一步没有进行，只对安装好的长附着进行验收验算是否符合安全使用要求。

下面就本工程实际情况，论术塔吊长附着杆的验算以及安装和安全拆除。

工程概况：本工程二期花园式楼房，图中塔吊幅度范围内的最高建筑20、21、22、23号楼高度为30米，塔吊安装高度36米，副射半径50米,塔吊最大独立安装高度29.5米，塔吊二次上升高度达36米；塔吊型号QTZ63（QD510-4），工作幅度2.5—50m；一般情况下塔吊平面布置距建筑物的距离3—5米，塔机附着安装也只3—5米，上图的塔机附着杆长已达20米左右，且附着杆中间有一道四排钢管架支撑着，附着杆安装高度距塔基顶高度为18.3米。塔吊的最大倾覆力矩：M=630.000KN•m；

塔机安装位置至附墙或建筑物距离超过使用说明规定时，需要增设附着杆，附着杆与附墙连接或者附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，必须进行附着计算。

1、支座力计算

塔机按照说明书与建筑物连接附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。附着式塔机的塔身可以简化为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下：

风荷载标准值应按照以下公式计算：

ωk=ω0×μz×μs×βz=0.350×1.560×1.20×0.729=0.478kN/m2；

其中ω0──基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：ω0=0.350kN/m2；

μz──风压高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：μz=1.560；

μs──风荷载体型系数：μs=1.200；

βz──高度Z处的风振系数，βz=0.729；

风荷载的水平作用力：

q=Wk×B×Ks=0.478×1.600×0.200=0.153kN/m；

其中Wk──风荷载水平压力，Wk=0.478kN/m2；

B──塔吊作用宽度，B=1.600m；

Ks──迎风面积折减系数，Ks=0.200；

实际取风荷载的水平作用力q=0.153kN/m；

塔吊的最大倾覆力矩：M=630.000kN•m；

2、附着杆内力计算

计算简图：计算单元的平衡方程：ΣFx=0T1cosα1+T2cosα2-T3cosα3=-NwcosθΣFy=0T1sinα1+T2sinα2+T3sinα3=-NwsinθΣM0=0T1[(b1+c/2)cosα1-(α1+c/2)sinα1]+T2[(b1+c/2)cosα2-(α1+c/2)sinα2]+T3[-(b1+c/2)cosα3+(α2-α1-c/2)sinα3]=Mw其中：α1=arctan[b1/a1]α2=arctan[b1/(a1+c)]α3=arctan[b1/(a2-a1-c)]。

第一种工况的计算：塔吊满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩和风荷载扭矩。将上面的方程组求解，其中θ从0-360循环,分别取正负两种情况，求得各附着最大的轴压力和轴拉力。杆1的最大轴向压力为：288.70kN；杆2的最大轴向压力为：0.00kN；杆3的最大轴向压力为：100.17kN；杆1的最大轴向拉力为：0.00kN；杆2的最大轴向拉力为：243.02kN；杆3的最大轴向拉力为：167.79kN；

第二种工况的计算：塔吊非工作状态，风向顺着着起重臂,不考虑扭矩的影响。将上面的方程组求解，其中θ=45，135，225，315，Mw=0，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力。杆1的最大轴向压力为：85.12kN；杆2的最大轴向压力为：48.04kN；杆3的最大轴向压力为：125.03kN；杆1的最大轴向拉力为：85.12kN；杆2的最大轴向拉力为：48.04kN；杆3的最大轴向拉力为：125.03kN；

3、附着杆强度验算

（1）杆件轴心受拉强度验算

验算公式：σ=N/An≤f其中σ--为杆件的受拉应力；N--为杆件的最大轴向拉力,取N=243.024kN；An--为杆件的截面面积，本工程选取的是2×16号槽钢；查表可知An=2×2515.00=5030mm2。经计算，杆件的最大受拉应力σ=243023.779/5030.00=48.315N/mm2，最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力215N/mm2,满足要求。

（2）杆件轴心受压强度验算

验算公式：σ=N/φAn≤f其中σ--为杆件的受压应力；N--为杆件的轴向压力，杆1：取N=288.698kN；杆2：取N=48.041kN；杆3：取N=125.030kN；An--为杆件的截面面积,本工程选取的是2×16号槽钢；查表可知An=5030.00mm2。λ--杆件长细比，杆1：取λ=159，杆2：取λ=170，杆3：取λ=170φ--为杆件的受压稳定系数，是根据λ查表计算得：杆1：取φ=0.279，杆2：取φ=0.249，杆3：取φ=0.249；经计算，杆件的最大受压应力σ=205.7N/mm2，最大压应力大于拉杆的允许压应力215N/mm2，满足要求。

4、附着支座连接的计算

附着支座与建筑物的连接多采用与预埋件在建筑物构件上的螺栓连接。预埋螺栓的规格和施工要求如果说明书没有规定，应该按照下面要求确定：

（1）预埋螺栓必须用Q235钢制作；

（2）附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20；

（3）预埋螺栓的直径大于24mm；

（4）预埋螺栓的埋入长度和数量满足下面要求：0.75nπdlf=N

上面的计算均符合安全要求，经具相应资质的设备检测单位进行检测合格，并出具合格的证明文件，报市安监站领取“准用证”

安全注意事项：

（1）附着架安装前要对相关人员进行集中安全技术交底。

（2）在安装或吊装区域内安排专人负责警戒，禁止非安装人员进入作业区域。

（3）认真检查各个起吊点、锚固拉结点等确保牢固可靠。

（4）附着杆在建筑物附着点的位置要尽量靠近梁、柱相交部位安装。

（5）附着杆在建筑物附着各点应采取加固措施，其位置范围内的墙、柱或梁处增加620（425）纵向钢筋和箍筋加密等，纵向加强钢筋两端预埋锚入附着点楼层内各500MM（并事先落实到预安装楼层钢筋砼构件内）。

（6）附着杆拆除前须将塔吊井架高度降到距附着最近的位置，配合吊车稳住长附着杆保持水平，塔吊井架端与建筑物端基本同时开拆，待两端均无任何约束后开始将长附着平稳吊移原位置，配合浪风绳使长符着保持水平，顺场地落地，注意一根长符着完成拆除，安全吊置在地面后，才开始拆除第二根的拆除工作。