11顶部天线桅杆安装

第三章顶部天线桅杆安装方案第一节天线桅杆安装总体技术路线天线桅杆总高156米，上下分成两部份。下部变截面格构式90.8米，上部阶梯箱型实腹式65.2米，总重约1300吨。结构座落在楼层顶部转换层上。1.1安装难点及关键点1）天线桅杆总高156米，并且处于454米的高空安装，对起重设备、安装工艺选择提出很高要求；2）如何解决结构构件的超高空的垂直运输，怎样充分利用塔吊进行桅杆的安装是可研究的课题之一；3）在采用提升或顶升工艺时，桅杆的重心高于提升（顶升）点，在桅杆提升过程中如何保持垂直度，以及克服风荷载等是施工的关键；4）采取必要的结构加强措施是保证提升（顶升）工艺可实施的前提；5）在安装桅杆过程中，如何解决登高和操作安全，亦是难点之一；6）610m的桅杆顶部在风荷载作用下随机晃动，且受日照影响大，如何解决桅杆整体垂直度控制和固定也是难点之一。（详见第一章之第三节有关章节）1.2天线钢桅杆安装的总体技术路线在塔楼顶指定位置，布置一台1200t·m（M900D）外附自升式（自立式）塔式起重机，进行天线桅杆格构结构和临时辅助钢结构的安装；并在格构结构内适当部位(+480.0m)设置承重组装平台，分段组装实腹式天线桅杆；设三组导轮和八根导轨作导向及抗风纠偏装置，以四组(八只)穿心式液压千斤顶及钢绞线为提升设备，由计算机多参数自动控制，实现实腹段天线的超高空连续提升，快速就位安装。1.3天线钢桅杆安装技术路线的说明1.3.1格构结构的临时调整与补强根据最新版招标图，天线桅杆的结构作了较大调整，最小截面格构结构为对边距3.5m的八边形，其上边长2.5m的正四边形箱形桅杆已无法置于格构结构内，为了实现实腹钢桅杆的连续提升，快速就位，减少施工风险，拟在6.5m宽八边形截面以上设置临时钢框筒结构（采用Φ400钢管）通过抱箍（避免焊接）与原4.5m及3.5m格构结构组成一体，不仅解决井字形平撑后装及3.5m宽八边形截面四角斜杆后装造成的不完整，形成可靠的提升承重结构，使实腹段钢桅杆在格构结构内顺利组装，而且该临时结构又可作为安全登高和操作脚手的支承结构，一举两得。临时钢结构在天线钢桅杆安装完成后，由塔吊拆除。另外，由于设置滑道等要求，也增加了部分临时结构。详见下图：图3.3.1.1格构结构临时补强示意图1图3.3.1.2格构结构临时补强示意图21.3.2利用塔吊进行格构结构安装的必要性.尽可能利用塔吊来直接安装或辅助安装钢天线桅杆是一个积极的思路，否则构件的垂直运输将变的十分困难。塔楼安装时布置的两台外挂塔吊因平衡压铁将与天线杆相碰，无法作全回转作业，故须进行塔吊的置换。利用两台外挂塔吊实现此种置换是容易实现的。置换后的塔吊座落在塔顶桁架上，经验算桁架经适当处理后完全能承受塔吊传来的施工荷载。塔吊改为自升式外附塔吊，以尽可能满足吊装高度和便于拆除。其安装位置的确定，既要考虑到满足天线桅杆的安装，又要考虑到今后拆除的便利，施工时塔吊的起重能力为≤30t。考虑到格构部分结构不宜进行顶升或提升作业。故拟用塔吊分段或分件安装至标高+541.700处。塔吊随着结构安装的高度而升高，并设附墙杆与桅杆连接，经验算，此工况能保证结构的安全和塔吊的正常使用。1.3.3钢桅杆实腹部分连续提升安装实腹式天线桅杆一般内部装有天线设备，拟采用分节组装、整体提升的安装方法。即根据塔吊的起重能力和设备的允许条件分成若干段，由塔吊自下而上组装于+480.000m格构结构内部设置的承重平台上。为了适当减少提升的距离，桅杆的顶端超过格构段之上约18米。实腹式一体化天线杆，结构自身重160t，考虑设备重20t，总重约180t，采用“钢绞线承重，液压千斤顶集群作业，计算机同步控制”的提升工艺，即在适当部位设置八只穿式液压千斤顶，以钢绞线作为动力传递物，在计算机的控制下作连续垂直提升。液压千斤顶的配置提升能力应为提升荷载的1.5倍以上；钢铰线的荷载为抗拉强度的三分之一以下。计算机可根据垂直度、油压等多项参数，实现多目标实时控制和自动连续作业。每小时提升速度6～12m。天线杆提升过程中除结构自重外，最敏感的荷载是风荷载。为了保证高重心细长杆在提升过程中的稳定，不致倾斜，设置专用导轮导轨系统，以强制对中，确保提升过程中的垂直度控制和抗倾覆。导轨固定在格构结构的适当位置，共设三组。在提升过程中，确保其中两组同时工作。根据导轮对导轨的反力，应对格构结构的适当部位作必要的加强。为了使天线桅杆提升至设计位置时能作临时固定，天线桅杆底部须增设起嵌固作用的接长段，接长段长为14.5米，待提升段与下部结构可靠连接后，再行拆除。天线杆提升前应对组装完毕的结构和提升装置作全面的检查验收，并对提升阶段的气候条件作详细跟踪预测，选择适当的气候条件（特别是风速情况），才能实施提升。天线杆的校正，利用事先设计于接长段上的两组导轮装置，增加其液压纠偏功能，进行桅杆的垂直度校正，并用楔块进行临时固定。天线杆垂直度的控制，在提升阶段装有垂直度传感器，作实时检测并将数据传递至计算机进行控制；在最终垂直度校正时，拟在天线杆的顶端和底端事先设测量标志（正交的两个方向），利用GPS进行定位测量，并在周围适当位置设置经纬仪进行复测。值得一提的是天线杆的垂直度在阳光照射下不断变化。上海东方明珠电视塔天线桅杆安装时，天线杆顶端日夜位移最大达300～400mm，而本工程对日照温差的影响更为敏感，故应选择无阳光直射条件下测校。天线杆垂直提升工艺虽然是成熟的，但毕竟存在一定风险，尤其是气候条件的影响尤为显著。关键是缩短提升作业的时间，减少天气变化的不确定性。我们采用实腹段天线杆一次连续提升，估计4～6小时即可完成，再加上校正和临时固定，总共作业时间也不会超过10～12小时。相对于每节逐段顶（提）升的方法，时间成倍缩短，风险也大为减少，可确保提升安装作业的安全可靠。如果根据连续提升施工工艺要求，对天线桅杆的3.5m格构结构可作适当调整的话，则整个天线桅杆的施工过程将更为完善和快速。第二节天线桅杆安装技术2.1机械设备选用和布置选用M900D外附自升式塔吊进行安装。将先前拆除的M900D-2塔吊改装成采用外附自升式进行天线安装，针对本工程天线的结构形式而言是比较适合的。因为天线桅杆下部格构式高度达90.8米，如果塔吊固定，不采用自升，则由于受到吊装高度限制，势必部分格构式结构也将采用提升工艺。而格构式结构提升将大大加大提升的难度，同时还需分段组拼、分段提升，在如此高空，这样施工无疑增加了相当的风险，对工程进度、质量、安全都带来不利。自升塔吊用毕还可降至一定的位置，便于塔吊的拆除。2.1.1机械平面布置图3.3.2.1天线安装机械平面布置2.1.2塔吊的基础形式我们利用10米高的转换桁架作为塔吊基础，此时塔吊为自立式。局部进行转换加固后，经过计算，完全满足塔吊的荷载要求。随着桅杆结构安装高度的不断增加，塔吊转为外附形式，并自升至预定位置，经过计算，桅杆下部结构亦能承受塔吊附墙传来的施工荷载（详见计算书）。序号机械设备名称数量工况位置施工范围1M900D-3外附塔吊（由M900D-2改装）1巴杆50.4米+448.550转换桁架吊装天线图3.3.2.2塔吊转换框架示意图2.2总体施工流程2.2.1在安装下部格构式天线时，M900D作为外附自升式塔吊，自身进行爬升，并以已完成的天线作为依附结构，直至安装完格构式部分。塔身总高68米。图3.3.2.3第一阶段图3.3.2.4第二阶段图3.3.2.5第三阶段下部格构式天线安装立面图2.2.2安装至结构标高+541.700米，然后在已完成天线内部组装上部实腹式结构，进行提升。图3.3.2.6实腹式拼装立面图2.3安装实施技术2.3.1格构式天线安装1）截面型式：图3.3.2.7全部采用钢管型式，立柱最大截面Φ1000×50。2）构件吊装单元划分由于塔吊当时的吊装性能最大为30吨，因此，吊装单元重量不得超过此重量。图3.3.2.8构件吊装单元区域划分a）区域1：底部16根斜立柱，由于单件都较重，进行散件安装；b）区域2：两根立柱组成一个吊装单元，地面组拼，整体吊装；再将环向杆件补齐。其中+480.000处设组装承重平台，其上两副井格对撑与滑道结构结合，改为环状内撑。单元3单元2单元4单元1图3.3.2.9c）区域3：两根立柱带一侧斜杆、水平杆组成一个吊装单元，地面组拼，整体吊装。斜杆单元4单元1单元2单元3图3.3.2.10d）区域4：吊装方法同区域3，但斜杆与柱用螺栓临时连接，待结构（包括临时结构）形成后拆除，以满足2.5m方形截面桅杆在格构结构内组装和提升完毕，待提升完毕再补装斜杆及井格对撑。单元2单元1斜杆单元3单元4图3.3.2.113）由于顶部实腹式天线采用提升安装，根据组装和提升需要，须对格构式天线局部进行结构加强。2.3.2实腹式天线安装1）高空拼装为了充分利用塔吊的起吊高度，尽可能减小提升滑道长度，并且考虑提升接长段，我们将拼装平台搭设在+480.000平台。图3.3.2.12根据实腹段重量，结合塔吊起重量，将实腹段分成5-6段进行拼装。天线桅杆+480.000标高以上格构段里面的水平杆件先不安装，留出内部空间。图3.3.2.13同时由于箱型实腹段最大截面2500×2500，为了顺利通过格构段，从标高+520.700～+541.700正八边形（3500×3500）部分水平杆及斜杆也需后补，如图：图3.3.2.142）整体提升整体提升天线工艺，我们在上海东方明珠电视塔天线安装时已经成功实施。为确保广州电视塔天线安装的安全可靠，成熟工艺的运用至关重要。a）提升接长段设置为了天线杆整体提升到位,即65.2米的天线箱形段全部伸出格构段时的安全稳定和最后的调整定位，在天线箱形段的下面必须安装提升接长段，接长段的长度为14.5米，提升接长段的截面为2.0米×2.0米，接长段最下面为提升底座。为了天线箱形段通过天线格构段的顶面，从标高+541.700～+544.700部分结构需后做，在提升到位，测量调整定位之后再补成一体。图3.3.2.15b）提升设备设置天线箱形段的整体提升前，先要在537.200标高的格构柱上安装提升支架，在提升支架上安装液压提升器，承重钢绞线通过液压提升器下垂，然后通过钢绞线锚具与箱形接长段底部的提升底座锚固。提升时液压提升器向上收起承重钢绞线，使与钢绞线锚固的提升底座托着天线箱形段上升，直至天线箱形段的安装固定位置。c）滑道导向轮设置初步计算箱形段天线重心位置距提升底座底面约33米左右，由于是高重心提升（构件重心在提升点之上），为保证提升时的安全稳定，在天线格构段的里侧布置了八根滑道，在天线箱形段及提升接长段的上下布置了A、B、C三档导向轮，提升时每侧导向轮与滑道之间有10mm间隙，保证天线箱形段既不会倾覆，又不会卡轨。在箱形段提升到位尚未与格构段完全连接固定之前，由A、B两档导向轮（距离10米）来抵抗风载荷等水平力，保证天线箱形段的安全稳定。图3.3.2.16提升立面工况提升滑道及设备布置见图3.3.1.1～2格构结构临时补强图。图3.3.2.17实腹箱型接长段及导轮设置2.3.3临时辅助结构的拆除：天线钢桅杆安装完成后，用塔吊和辅助起重机具将临时辅助结构拆除。拆除过程自上而下，逐节进行。因为临时结构通过抱箍与桅杆连接，故能保证不损伤原有结构，对有损伤的防腐涂层进行修补，确保其耐久性。2.3.4自升外附式塔吊的安装和拆除：1）拆除外附式塔吊，则先进行自身下降，再安装一台屋面吊QM-18于转换桁架上，拆除塔吊。图3.3.2.18立面布置图3.3.2.19平面布置2）再布置一台QW-6，拆除QM-18。QW-6则人工散件拆除，从施工电梯运下。图3.3.2.20立面布置图3.3.2.21平面布置由于QM-18、QW-6的荷载远比M900D塔吊的荷载小，因此对原结构的的影响要远比M900D塔吊。只需对QM-18、QW-6的固定进行适当的结构处理既可。第三节提升设备及计算机同步控制系统提升设备为8台400kN穿心式液压千斤顶，共分为4组，每组2只，布置在+537.200标高的