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上海浦東國際機場T1航站樓流程改造工程新建結構覆蓋長廊和主樓之間的全部空置區(qū)域并與既有結構進行連接形成整體(圖1)。
圖1 CD區(qū)與既有結構關系示意
根據(jù)工程需要,新建區(qū)域基礎結構施工時,現(xiàn)場布置4 臺塔式起重機作為整個施工項目的主要垂直運輸機械。分別為A區(qū)1 臺JL5613(50 m臂);CD區(qū)1 臺132EC(50 m臂)和1 臺STT153(50 m臂);F區(qū)1 臺TC6013(60 m大臂),沿南北方向一字排開,基本覆蓋整個新建區(qū)域施工場地,全部安裝在新建結構內(nèi)部,穿過全部樓層(圖2)。
圖2 塔吊布置縱剖面示意
塔吊在基礎結構施工階段采用550 kN汽車吊進行安裝。A區(qū)和F區(qū)塔吊利用南北兩端的施工場地作為吊點,CD區(qū)塔吊由于上部結構全覆蓋施工區(qū)域,因此考慮在地下室頂板臨時施工道路上方結構內(nèi)部自底至頂留設1 個14 m×8 m(四周框架主梁施工完整,在框架主梁之間留洞)的樓板洞口作為塔吊吊點。
根據(jù)工程總體進度安排,本工程塔吊拆除前,新建區(qū)域上部主體結構已經(jīng)封頂。根據(jù)每臺塔吊拆卸時現(xiàn)場實際工況,可將2 000 kN汽車吊布置于A區(qū)和F區(qū)南北兩端的施工場地,采用常規(guī)方式,利用汽車吊將上述2 個區(qū)域的塔吊分節(jié)拆除。本工程塔吊拆除的最大難點在于,被運營中航站樓主樓、長廊和南北連接廊全方位包圍,被上部新建結構全覆蓋,施工場地上空被主樓西側和長廊東側的既有幕墻占據(jù)大半的CD區(qū)的2 臺塔吊如何拆除[1-3]。
CD區(qū)南北長144 m,東西寬48 m,新建地下1 層、地上結構6 層,建筑高度31.8 m。其中0 m層、6 m層和12 m層與既有航站樓東側主樓、西側長廊以及南北兩側的連接廊結構連接形成整體,其余上部各層在傾斜幕墻中間的狹小空間內(nèi)向上加建,整個CD區(qū)上部結構將既有航站樓之間的空置區(qū)域全覆蓋并與既有結構連接成整體。該區(qū)域塔吊拆除時,周邊將無任何施工場地,采用在結構外側布置汽車吊進行拆除的常規(guī)拆卸方法將無法實現(xiàn)。
CD區(qū)需拆卸的塔機為利勃海爾132EC和永茂STT153,其最重的132EC塔機平衡臂質(zhì)量約9 t。針對CD區(qū)的塔吊形式及周邊環(huán)境特點,該區(qū)域塔吊拆除初步考慮可以采用汽車吊上屋面、屋面吊拆除以及樓板留洞結構內(nèi)部汽車吊拆除3 種方案。
根據(jù)塔機的重量參數(shù)及結構特點,采用汽車吊上屋面進行拆卸的方法需要250 kN的汽車吊。根據(jù)CD區(qū)位于整個工程南北向中部的特點,若將250 kN汽車吊吊裝到CD區(qū)6 層屋面結構頂板,需要1 臺 3 000 kN和1 臺1 300 kN的汽車吊進行2 次吊運,即首先使用3 000 kN汽車吊布置于A區(qū)北側空地上,利用3 000 kN汽車吊將1 300 kN和250 kN的汽車吊吊運至A區(qū)的18 m層屋面,然后待2 臺汽車吊自行開到靠近B區(qū)相應位置后,使用1 300 kN汽車吊將250 kN汽車吊吊上B區(qū)的31 m層頂板;最后250 kN汽車吊自行開到CD區(qū)相應位置拆卸塔機。全部拆卸完畢后再按反向流程將各個吊車吊下屋面,塔吊拆卸下的部件需采用卡車上屋面進行駁運。
根據(jù)CD區(qū)塔吊型號,若采用屋面吊拆除需選用2 臺屋面吊,第1步采用中昇建機QTZ270屋面吊負責拆除塔機,第2步采用永茂WQ6屋面吊負責拆除QTZ270屋面吊,最后人工拆除WQ6屋面吊。同時由于QTZ270和WQ6均為固定式吊車,為配合吊車上屋面需借助其他型號的汽車吊進行接力吊運上屋面,其接力方法與汽車吊上屋面拆卸的方案類似。
該方案在上部結構施工時,在原有結構留設吊裝孔的基礎上,再在吊裝孔相鄰跨多留設1 個吊裝孔,將臂長足夠的2 000 kN汽車吊停放在東側臨時施工通道適當位置,通過謹慎操控,將起重臂通過吊裝孔中升起至指定姿態(tài),利用相鄰2 個吊裝孔分別拆除塔吊大臂和配重,從而完成塔吊拆除。拆除后的塔吊超長部件(如大臂)可放置在屋面層,人工分解后由汽車吊分段吊放至0 m層裝車外運,其他部件也可通過類似方式裝車外運。
針對以上3 種拆除方案,進行分析比較(表1)。
通過對技術、安全、工期、經(jīng)濟以及對不停航運營的影響等全方位的分析,最終確定采用方案3。雖然該方案增加了結構留洞,但考慮到后期卸料平臺設置時尚需占用吊裝孔的位置,因此,增設1 個吊裝孔后期作為卸料平臺卸料口也是很有必要的。
表1 3 種拆除方案的優(yōu)缺點對比
在東側地下室頂板施工道路上方的4 層結構樓板上,在3/G軸與H軸之間自底至頂每層設置4 個吊裝孔,分別位于35~36軸、36~37軸、41~42軸以及42~43軸(圖3),同時兼做后期卸料孔和拆除孔,洞口大小均為14 m×8 m,完全滿足了長度達12 m的鋼筋垂直運輸要求,極大地提高了施工效率,加快了結構施工速度。同時梁鋼筋根據(jù)設計要求留設直螺紋便于后期連接。吊裝孔周邊采用安全圍擋進行封閉,如圖4所示。
圖3 CD區(qū)吊裝孔布置示意
圖4 貫穿4 層結構的吊裝孔
經(jīng)過現(xiàn)場踏勘并通過計算機進行三維模擬分析后,確定了每個塔吊不同部位拆除時,汽車吊在東側臨時施工通道的停車位置,如表2所示。汽車吊拆除塔吊過程如圖5~圖7所示。
表2 汽車吊停車位置
圖5 汽車吊在結構內(nèi)進行塔吊拆除示意
圖6 平衡臂等拆除時汽車吊平面布置示意
圖7 大臂等拆除時汽車吊平面布置示意
經(jīng)過計算分析,本次塔吊拆除需用2 000 kN汽車吊,其全長16.1 m,寬3 m,高4 m,支腿橫向距離8.7 m,縱向距離9.625 m,自重達71 t,拆卸132EC和STT153時,不帶配重的情況下,最大單腿支撐力460 kN。由于單個支撐腿與結構接觸面積僅為0.09 m2,幾乎以集中力形式作用在結構面上,所以必須采取擴散措施,必要時應對結構樓板進行加固。
結合地下室頂板結構特點,經(jīng)過對汽車吊停機部位進行詳細布置,將汽車吊停機時支腿的位置均放置于結構大梁的部位,同時通過鋪設型鋼和路基箱進行擴散。經(jīng)過計算分析,在采用前述措施的情況下,原本作為施工道路的結構頂板已經(jīng)可以滿足停機要求,因此,無需對結構樓板進行進一步加固。
塔吊拆除采用2 000 kN汽車吊停機于地下室頂板上,利用上部結構預留的吊裝孔進行拆除(圖8)。
132EC塔吊拆除流程為:拆卸平衡塊4A→拆卸132EC起重臂50 m→拆卸平衡塊1A→拆卸平衡臂→拆卸塔帽→拆卸回轉駕駛室→拆卸爬升套架→拆卸標準節(jié)及底部節(jié)。
STT153塔吊拆除流程為:拆卸平衡塊3A→拆除起重臂第4、第5、第6節(jié)共3 段20 m臂架→拆卸平衡塊1A→拆卸剩余30 m起重臂臂架→拆卸平衡臂→拆卸塔頭→拆卸回轉總成→拆卸爬升套架→按參數(shù)表拆卸標準節(jié)及過渡節(jié)。
圖8 汽車吊通過吊裝孔進行塔吊拆除
經(jīng)過前期的詳細方案策劃,在CD區(qū)主體結構封頂后,順利完成了2 臺塔吊的拆卸施工,每臺拆除僅需2 d,所需費用較其他屋面拆除方案節(jié)省了50多萬元,取得了良好的經(jīng)濟效果。同時,整個施工過程中,通過加強拆除過程中的指揮和管理,未出現(xiàn)任何安全生產(chǎn)事故,新建結構始終處于完好狀態(tài),同時未對既有航站樓的正常運營產(chǎn)生任何不利影響,最大程度地滿足了不停航施工的要求,取得了良好的效果[4-7]。