摘要：塔式起重机是房屋建筑施工中最主要的物料运输设备，它主要包含了金属结构、工作机构和电气系统几部分。随着国民经济的高速发展，市政桥梁项目塔式起重机的使用也日益增多，由于市政桥梁项目的特殊性，不同样式、不同规格的塔机基础也不断应用在施工现场中。
关键词：市政桥梁；塔式起重机；特殊基础；工艺
本文将对塔式起重机桥梁拱座基础施工方法进行简要描述，一方面本施工方法通过增加预制钢板固定在拱座基础上，使预埋地脚螺栓与钢板连接；另一方面使用四条槽钢和钢板连接，钢板除使用现有地脚螺栓固定外，还需另外设置锚固孔，采用植筋的方式与混凝土连接；槽钢沿塔机基础外侧长边与大钢板焊接连接。该工法已在施工现场得到应用，塔吊基础稳固、无裂痕，具有实用性，也为同行在今后类似工程中的操作提供了一定的参考经验。
一、市政桥梁工程塔式起重机桥梁拱座基础施工工艺的特点
（一）、操作简单、施工占地面积小，受周围限制条件少，便于推广应用。
（二）、能有效避免因场地受限，无法使用常规基础带来的安装问题。
（三）、能解决因基础过小，混凝土的局部抗压性能、抗裂性能和抗冲切性能下降而导致基础开裂，塔身失稳倒塔带来的隐患。
二、适用范围
适用于因场地条件受限无法满足塔式起重机使用说明书对基础要求时的工程。
三、工艺原理
施工工艺流程：加固结构钢构件加工→基础表面处理→钢构件安装→新增锚筋植筋→焊接加固→验收合格后安装塔吊
各工序技术要求
加固结构钢构件加工：加固所需钢构件应确保满足塔吊安装的制造精度和质量技术要求。钢构件的加工需满足钢结构施工及质量技术验收规范的相关要求。
钢构件安装及植筋：先安装大钢板，大钢板安装完成后通过紧固既有塔吊地脚螺栓的方式进行临时固定。临时固定完成后安装小钢板，小钢板通过点焊的形式进行临时固定。小钢板临时固定完成后进行植筋。植筋合格后，通过穿孔塞焊的方式将小钢板、大钢板永久固定于混凝土上。大小钢板固定完成后焊接包边槽钢。
完成上述工作后，对钢构件各连接部位进行补焊。既有预埋件与新增加固钢构件之间采用点焊连接，各新增加固钢构件的连接部位采用多点间断焊进行连接。
四、质量、安全措施
1、质量保证措施
（一）、建立完善的质量保证体系
为了确保安装作业的施工质量，建立由公司、分公司、项目经理部组成的三级管理系统.
（二）、质量控制主要依据
1、塔机的使用、安装和拆卸说明书，整机、部件的装配图
2、《起重设备安装工程施工及验收规范》（GB 50278-2010）
3、《塔式起重机安全规程》 （GB 5144-2006）
4、《塔式起重机》 （GB 5031—2008）
5、《混凝土强度检验评定标准》（GB/T50107-2010）
6、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）
7、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）
（三）、质量控制程序及重点
1、作业前技术交底→安装过程中的检测与校正→竣工复检验收
2、安装前由现场负责人组织人员按《检验记录表》的内容对设备的零部件进行仔细检查，确认无误后方可作业。
3、进入现场的工作人员必须经过专业培训、持证上岗。
4、对参与本次安装的人员进行详细的技术、质量、本次作业的内容、作业环境，以及工序交接要求等进行详细技术交底。
5、安装过程中质量控制重点：
（1）钢筋加工：钢筋原材加工统一在钢筋棚内完成，再运至现场安装。钢筋加工前必须进行抽样送检。受力钢筋钢弯制及末端弯钩长度应符合设计要求，设计未规定时，应符合《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008表6.2.3的相关规定；箍筋末端弯钩形式应符合设计要求，设计无要求时，应符合表6.2.4的相关规定；钢筋宜在常温状态下进行弯制，不易加热，钢筋宜从中部开始逐步向两端弯制，弯钩应一次弯成；钢筋在加工过程中应防止油渍、泥浆等物污染和防止受损伤的措施。钢筋安装：按从下到上，由里而外的方式依次安装。保证保护层厚度和同一区域的接头比例不超规范。拱座钢筋作为隐蔽工程的一部分，必须经专业监理工程师检查合格同意隐蔽后，才能进行混凝土施工。钢筋全部绑扎完成后，由塔吊公司派专业人员进行塔吊的各部件预埋及接地。
（2）基础砼浇筑：由于塔吊基础位于拱座上，基础砼宜采用强度C35或以上的商品砼，采用搅拌站商品混凝土，商品混凝土公司必须提供合格的混凝土配合比。浇筑前将模板内的杂物清理干净，浇水湿润模板并加固好模板支撑，以防漏浆。基础采用分层浇筑，分层厚度均为300-500mm，使用插入式震动器时，应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，移动间距为300-400mm，有序进行，不得遗漏，振捣时间为15-30秒，做到均匀震实。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆浇筑上层混凝土要求在下层混凝土初凝前，并且振捣时垂直插入下层混凝土50-100mm，振捣时间为15-30S，以混凝土表面浆出齐，不冒泡，不下沉为宜，严防过震，漏震和欠震而导致混凝土离析或震捣不实。振捣中避免碰撞钢筋、模板，派专人看模，发现有涨模、移位等情况及时处理，以保证混凝土的结构及外观。
（3）混凝土抹面：混凝土浇筑完毕要适时用抹子抹平搓毛两遍以上，并覆盖塑料布，以防表面出现裂缝，注意其敞露的全部表面要覆盖严密，并保证塑料布内有凝结水，塑料布拆除厚浇水养护不少于10天。
（4）试块留置：每个基础砼浇筑时，现场各留置砼试块3组。
（5）塔吊基础砼养护：砼养护采用浇水覆盖养护，连续养护不少于7天。当塔吊基础砼强度达到不少于设计值的80%上时方可进行塔吊上部结构安装。
（6）钢材、预埋件的检测报告和出厂合格证。
2、安全保证措施
（一）建立安全组织机构
1、现场负责人为组长的安全生产小组，成员由安全员、设备员组成。
2、安全生产小组必须按有关法规要求对参与起重机械安装的人员进行定期的安全培训。
3、使用单位在安装、拆除及使用过程的安全管理
（二）、安装前准备
1、所安装的起重机械产品的生产单位必须具有生产许可证和产品的出厂合格证，以及安装使用维修说明书等文件资料，且要做好安装前零部件检验工作。（附安装前零部件检验记录）。
2、安装前，安装负责人应向安装人员进行安装作业的安全技术交底，明确作业内容和安全注意事项。
3、安装人员应服从统一指挥，不得违章作业。
（三）安装过程中的安全措施
（1）安装过程中严禁向下抛掷物件工具等，所使用的工具、零部件等应放在随身佩带的工具袋内。
（2）对参与作业的人员进行上岗前体检，发现身体状况不能适应高空作业的，要及时更换合格人员。
（3）不准穿拖鞋、硬底鞋或赤脚上班。（4）严禁酒后作业、
（5）严禁在垂直上下方交叉作业、高空作业时下方必须划定范围，设置警戒线和警示牌，并派专人监护。
（6）在安装过程中遇到突发的天气变化，应立即停止作业，并做好加固后方可离开。
（7）现场的起重机械用电应严格按照JGJ46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》。
五、受力分析
•最不利受力状态分析
以QTZ6513型塔式起重机基础图及性能表为例：塔吊在正常工作状态下的受力极值分别为：Fr（最大竖向力）=573KN；Fh（最大水平力）=75KN；M（最大倾覆力矩）=2430KN.m根据预埋件布置及塔吊的作业特性可知：塔吊在旋转至X轴和Y轴时，塔吊对基础产生的作用力基本相同。当塔吊旋转至X轴（或Y轴）与Z轴之间时，塔吊对基础产生的作用力介于在X轴（或Y轴）、Z轴之间。因此进行局部抗压验算时只需选取塔吊位于X轴（或Y轴）、Z轴处的受力状态，取不利情况予以验算。最不利受力状态分析如下：
1、塔吊旋转至Z轴位置时的受力分析：
1.1、最大竖力作用下的基础受力的分析：
Fz1=Fr/4=573KN/4=143.25KN
1.2、最大偏心力矩作用下的基础受力的分析：
Fz2=M/B=2430KN.m/1.18=2059.32KN
将上述两个力叠加得到塔吊旋转至X轴位置时的最大压力为：
Fzmax=Fz1+Fz2=143.25+2059.32=2202.57KN
因Fzmax>Fxmax，所以取Fzmax为最不利荷载进行局部抗压验算。
•基础在最大拉拔力作用下地脚螺栓抗拔验算
现行混凝土结构设计规范和钢结构设计规范均未涉及到机械设备地脚螺栓的相关受力计算。经查《路桥施工计算手册》（人民交通出版社出版）：该手册第227页表8-44对地脚螺栓的锚固强度和锚固深度计算专门进行了详细介绍。现根据相关理论对塔吊最不利受力情况下的地脚螺栓抗拔进行验算：
在最大拉拔力作用下，螺栓所受的拉应力σ为：
σ=Fb/A=400KN/（3.14*24*24）=400000/1808.64=221.2MPa大于[σ]=215MPa。所以螺栓自身的抗拉验算满足使用要求。
综上所述，基础在最大拉拔力作用下地脚螺栓抗拔验算满足使用要求。
六、可行性分析
采用此类塔式起重机拱座基础施工方法取得良好地施工效果，解决了因场地受限，无法使用常规基础带来的安装问题；解决了因基础过小，混凝土的局部抗压性能、抗裂性能和抗冲切性能下降而导致基础开裂，塔身失稳倒塔带来的隐患。通过计算，基础在最大拉拔力作用下地脚螺栓抗拔满足使用要求。该工艺已经在平乐县茶江风景桥项目实施应用，解决了项目施工中塔吊安装的问题，节约了另设塔吊基础的成本。因此，此类特殊制作的塔式起重机基础值得推广应用。
论文作者:范凝
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/14
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