行走式塔吊人字支撑加固的施工技术与有限元分析研究.pdf

中国建筑2013年技术交流会论文集     行走式塔吊人字支撑加固的施工技术与有 限元分析研究 何洪，王海兵，谢志龙，陈卓 （中建钢构有限公司，广东深圳 518057） 摘要：考虑到机场不停航施工，且施工场地非常狭窄，采用行走式塔吊作为垂直运输工具。利用轨承梁将 塔吊荷载传递到混凝土梁、柱上，同时采用人字支撑技术进行结构加固。运用 Midas 软件对轨承梁、混凝 土柱与人字支撑的受力情况进行有限元分析。结果表明：采用人字支撑加固技术能够保证行走式塔吊吊装 过程的稳定性和安全性，取得了较好的社会效益，可为其他类似工程提供借鉴。 关键字： 行走式塔吊；人字支撑；加固技术； Midas软件 1 前言 近年来，大跨度空间钢结构在大型建筑中得到广泛应用。行走式塔吊因其稳定性好，能 带负荷行走，工作效率高，在很多大跨度、平面结构复杂的工程中被大量采用 [1,2] 。上海世 博中心由 4台 ZSL55145 型行走式塔吊负责大型桁架系统的钢构件吊装 [3]，上海虹桥机场西 航站楼采用 2台行走式塔吊进行主楼钢构的吊装， 研究了行走式塔吊在轨道存在高差工况下 的施工技术 [4]，深圳湾体育中心“春茧”采用 K50/50行走式塔吊上楼层吊装作业，解决了 其他吊装设备无法满足大面积屋盖网壳安装的难题 [5]。然而，行走式塔吊在楼面上行走时对 原结构的维护和加固缺少相关的理论支持和成熟的施工经验。 本文以苏南硕放国际机场二期 航站楼扩建工程为背景，以有限元理论为基础，在介绍人字支撑加固技术的施工与变形监测 的同时，运用 Midas软件建立有限元模型，分析行走式塔吊对轨承梁、钢管人字支撑和已建 混凝土结构的影响。 2 工程概况 苏南硕放机场二期航站楼扩建工程位于原航站楼北侧，总建筑面积约 5.6万m2，在造 型设计上以“怒放的莲花”为概念，将概念转化为莲花造型呈现在建筑物表面。二期扩建工 程主要包括候机大厅、候机廊、车道边雨等，工程南北向长 439m，东西向宽 45m~117m， 整个施工区域呈窄条状，受到已建货站与停机坪的影响，施工作业面非常狭小。施工区域平 面布置如图 1所示。此外，由于不停航施工，机场存在净空管理，因此吊装设备的选择类型 和布置形式受到限制。 综合考虑，苏南硕放机场二期扩建工程采用 TCT7015-10E行走式塔吊作为垂直运输工 具。当塔吊在轨道上行走时，为了更好地分散由塔吊传递的自重、构件重量等荷载，将轨道 通过压块固定在轨承梁上，轨承梁通过预埋钢板固定在混凝土结构上，同时采用钢管人字支 撑对混凝土结构进行加固，形成有效的受力传递途径，确保结构安全。  3 行 先 将 柱、 出 混 2.1 行 走 距 为 梁 架 混 凝 在 轨 行 走式塔吊 利用Midas 将 行走式塔 吊 梁接触点的 混 凝土柱与 钢 行走式塔 吊 行走塔吊 位 走 轨道，分 别 为 6m，轨道 布 为最大限 度 架 空，其支点 凝 土梁上的 支 轨 承梁之间 设 二期 候 轨承梁计 算 软件对轨 承 吊 视为移动 荷 受力情况， 然 钢 管人字支 撑 吊 平面布置 位 于标高为 + 6 别 位于F轴、 布 置如图 2 所 度 减少施工 过 直接落于混 凝 支 座，在主梁 下 设 置水平支 撑 候 机廊   已建 货 中国建筑 2 图1苏南 硕 算 承 梁与钢管人 荷 载作用在轨 然 后将计算 出 撑 结构的内力 6.47m 的二 层 F轴东侧 6 m 所 示。 图 2 过 程中塔吊对 凝 土柱或梁 上 下 采用 φ325 撑 与垂直支撑 二期候机 大 货 站   2013 年技术交   硕 放国际机 场 字支撑结构 进 承梁上， 计 算 出 的接触力 以 ，进而验证 结 层 混凝土楼 面 m（行驶方 向 塔吊轨道 布 混凝土结构 的 上 ，从而将 上 ×10的钢管 人 。钢管人字 支 大 流会论文集   场 平面布置图 进