蔡斌

摘要：主題樂園中某塔尖尖頂?shù)牡跹b施工，通過高空拼裝和整體吊裝二者的可行性分析比較，到金屬尖頂、吊具設(shè)計的介紹，再到尖頂整體吊裝方案最終現(xiàn)場實際實施的闡述，最終形成此技術(shù)方案在本工程金屬尖頂?shù)跹b的成功案例，并為今后類似施工提供了有利的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：金屬尖頂；整體吊裝；吊具

中圖分類號：TU758.11 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）11—103—03

1工程概況

某大型主題樂園在其核心位置坐落著樂園標志性的建筑——夢幻城堡，城堡的設(shè)計靈感包羅萬象，既有經(jīng)典的童話故事講述，也有歐洲古典城堡的味道，同時融合了中國傳統(tǒng)文化的元素。城堡的各個方位、各個高度都矗立著大小不一，形狀各異的銅質(zhì)尖頂。其中最具代表的是位于高區(qū)塔群上的那幾個尖頂，它們位于整個城堡的最高處，也是整個城堡乃至整個主題樂園的最高點，它們就像天空中的點點星光，吸引著大家的目光。

2吊裝尖頂?shù)幕厩闆r

此次介紹的尖頂是城堡塔群尖頂中的一個，是最具代表性的尖頂之一，尖頂絕對高度65.8m，相對高度7.927m，尖頂表面材料為24K金箔，塔尖主體材料為鑄銅（H58黃銅），整個尖頂由三十多個大大小小造型不同的鑄銅構(gòu)件組成，構(gòu)件鑄造完成后再將其組裝拼接成形，拼接處以螺紋或焊接的方式使各個部件連接成一體，尖頂內(nèi)部采用Q345B鍍鋅鋼管連接固定，整個鍍鋅鋼管分為7節(jié)，從底部由大至小支撐起整個銅尖頂，鋼管與鋼管之間采用法蘭盤螺栓連接，整個尖頂最底部采用法蘭、高強螺栓與建筑主體結(jié)構(gòu)連接。所有銅構(gòu)件及內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)總重量達2.6噸。尖頂銅構(gòu)件的整體平均半徑350mm，但是在整個尖頂?shù)?個區(qū)域，由于造型關(guān)系，半徑均大于平均半徑。（1）在2.9m～4m位置的造型最大半徑630mm。（2）在5.52m～6.32m位置的造型最大半徑1730mm。

3整體吊裝的分析

整個尖頂?shù)陌惭b需要內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)、銅構(gòu)件分件分段進行組裝，同時尖頂?shù)耐庠煨鸵脖容^特殊，因此腳手架在尖頂施工中需要進行多次搭設(shè)和調(diào)整，其次由于尖頂下部的塔身半徑尺寸達2400mm，與尖頂?shù)陌霃匠叽绮町惡艽?，到尖頂位置勢必要形成下大上小的懸挑腳手架，另外在高空施工過程中，金箔的修補工作條件是必須要求腳手架外圍全封閉，這就造成尖頂?shù)哪_手架在修補階段將形成一個高度至少超過8m的細長簡狀結(jié)構(gòu)，并且現(xiàn)場由于塔高度等問題，高空周邊沒有條件設(shè)置斜拉桿，基于以上情況的考慮，在高空搭設(shè)這樣一個為滿足尖頂施工的腳手架，從腳手架的整體穩(wěn)定性、安全性上難度都非常之大。不僅如此，如果在高空安裝，構(gòu)件的吊運和安裝過程需要現(xiàn)場的380大型吊機隨時等候，機械設(shè)備資源浪費嚴重。鑒于此，我們在充分考慮了高空作業(yè)的諸多難度后，提出了整體吊裝這一方案。

整體吊裝的這一方案，對于尖頂?shù)氖┕び?點優(yōu)勢：

（1）尖頂?shù)恼w拼裝在地面完成，高空腳手架搭設(shè)中出現(xiàn)的所有難題在地面腳手架搭設(shè)中都可以輕易解決。

（2）銅構(gòu)件的焊接以及金箔的修補工作更為方便。

（3）現(xiàn)場只需提供一部小型汽吊車就可以解決尖頂構(gòu)件在地面拼裝過程中的吊運問題。

解決了以上問題后，我們就需要著重考慮尖頂在地面拼裝完成后，如何吊運整個構(gòu)件至60多米高的高空，并安裝就位問題。由此，我們根據(jù)尖頂?shù)脑煨鸵约捌鸬跫忭敃r的條件，對尖頂構(gòu)件進行了調(diào)整并設(shè)計出了一款尖頂起吊的專用吊具。

4金屬尖頂與吊具的設(shè)計

確定了尖頂?shù)恼w吊裝方案后，我們在金屬尖頂和吊具的設(shè)計中需要解決3個問題，（1）尖頂在吊裝時銅構(gòu)件已全部安裝完成，吊具如何與銅尖頂固定。（2）吊具的固定如何能確保不破壞銅表面的金箔飾面。（3）高空固定銅尖頂時，塔身飾面已經(jīng)完成，需要考慮尖頂與主體結(jié)構(gòu)螺栓固定時的可操作性。

針對以上問題，首先我們對金屬尖頂?shù)脑煨蜕线M行了調(diào)整，我們與建筑設(shè)計師進行了溝通確認，在不影響原有整體設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，在尖頂?shù)撞康诙?jié)構(gòu)件上增加了8個開口，增加8塊明裝蓋板。（圖1）

增加的這8塊明裝蓋板，第一可以在尖頂整體在高空與主體結(jié)構(gòu)固定過程中，為固定螺栓的工具提供操作空間。第二8個開口位置可以讓吊具的連接點伸入尖頂內(nèi)部與內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)牢靠固定。其次是吊具的設(shè)計上（圖2），（1）我們設(shè)計成一個長方體吊具，尺寸與尖頂匹配，長方體的豎向線就是我們吊具的鋼框架，長方體的6個面是鏤空的，方便最大截面尺寸的構(gòu)件可以放置。（2）吊具頂部框架對角線位置我們增加鋼結(jié)構(gòu)并在中心位置焊接一個環(huán)形吊鉤，作為吊具起吊的設(shè)置點。（3）由于吊具豎桿過長，我們還在適當?shù)臋M向水平位置增加框架，以增加豎桿的穩(wěn)定性。（4）我們在吊具構(gòu)件的大部分節(jié)點上都設(shè)計成螺栓連接，以方便吊具的運輸、拼裝以及和銅尖頂?shù)倪B接。（5）整個尖頂有8m高，光靠在底部的固定是不夠的，我們還在尖頂?shù)闹猩喜课恢门c吊具設(shè)置了一個固定點。根據(jù)尖頂?shù)脑煨统叽纾覀冊诟叨?m的位置設(shè)置了4組活動桿，通過在底部的繩子拉動，活動桿可以從4個方向水平頂住尖頂?shù)闹猩喜?，水平桿下部的斜撐桿頂住水平桿，讓其不松脫，活動桿的前端放置厚海綿，在拉起頂住尖頂?shù)耐瑫r，能夠很好的保護尖頂表面金箔不被損壞（圖3）。（6）最后在整個吊具設(shè)計方案成型后，我們通過結(jié)構(gòu)復(fù)核，確定了吊具桿件的規(guī)格尺寸，確保吊具設(shè)計方案的安全可靠。

5吊具承載力實驗

整個吊具的設(shè)計方案從理論上來說是可行的，為確保正式吊裝過程中的萬無一失，我們在工廠完成吊具的整體組裝后，還通過實際實驗來驗證方案的可操作性。在實驗中，我們在底部加載的配重重量是按照構(gòu)件整體重量的3倍來進行的，并保持（圖4）的狀態(tài)長達2個小時。最終通過實際實驗也證明了方案是可行的。

6現(xiàn)場施工

6.1地面腳手架搭設(shè)

落地腳手架的搭設(shè)分為內(nèi)圈和外圍，內(nèi)圈腳手架用于尖頂?shù)孛嫫囱b過程中工人的操作，外圍腳手架用于吊具的部分組裝、吊具與尖頂?shù)倪B接固定、以及尖頂整體吊裝。

6.2金屬塔尖整體拼裝

先拼裝第1節(jié)鋼結(jié)構(gòu)，之后安裝相對位置外側(cè)包裹的銅構(gòu)件；然后拼接第2節(jié)鋼結(jié)構(gòu)，并完成鋼結(jié)構(gòu)驗收工作，之后安裝相對位置外側(cè)包裹的銅構(gòu)件；再拼接第3鋼結(jié)構(gòu)，并完成鋼結(jié)構(gòu)驗收工作，之后再安裝相對位置外側(cè)包裹的銅構(gòu)件；以此類推，分段完成第4、5、6、7節(jié)鋼結(jié)構(gòu)以及相對應(yīng)的外側(cè)銅構(gòu)件。在安裝第1～3節(jié)銅構(gòu)件的同時，需要按照圖紙完成金屬尖頂整體防雷接地線的連接工作。

當整個銅構(gòu)件完成組裝及初步驗收后，需要對銅構(gòu)件與銅構(gòu)件之間的接縫位置（按照圖紙中的標示）進行焊接，并由專業(yè)人員進行驗收，檢查整體導(dǎo)通性（滿足尖頂整體防雷接地的要求）。

導(dǎo)通性驗收合格后進行最后一道工序，焊接位置及局部破損部位的金箔修補。最終通過整體驗收完成整個尖頂?shù)慕M裝工作。

6.3吊入吊具并連接金屬尖頂

正如在拼裝尖頂前腳手架搭設(shè)的方案，此時我們將拆除內(nèi)側(cè)腳手架，為吊具進入騰出空間。當?shù)蹙叩跞爰忭斨車?，我們先將吊具底部的連接桿通過尖頂?shù)撞康念A(yù)留孔與尖頂內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)連接起來。再將中部的水平穩(wěn)定桿加固好，接著拉動繩子將四個方向的水平活動桿撐起，固定金屬的中上部。完成吊具與尖頂?shù)陌惭b后，我們對吊具上所有固定螺栓再次進行了檢查，確保所有螺栓都是緊固的。最后我們檢查周邊的腳手架以及起吊路線上的實際情況，為起吊做好最后的準備工作。

6.4起吊

試吊準備，整個吊運過程中從底部腳手架中吊出是最為關(guān)鍵的，為了能在正式吊運時不出現(xiàn)意外，我們在正式吊運前的幾天進行了一次試吊準備，著重檢查了地面操作腳手架的碰撞、人員的操作位置、吊機的指揮等。

正式吊運，我們在正式吊運尖頂?shù)倪^程中，將施工人員分成3個小組，第1組是地面起吊的操作人員（包括操控攬風(fēng)繩人員、吊機指揮人員等），第2組是高空平臺的操作人員（包括固定尖頂?shù)牟僮鞴と?、吊機指揮人員等），第3組是尖頂固定過程中的測量監(jiān)控人員。通過縝密細致的準備工作，我們順利的將尖頂?shù)踹\至高空預(yù)定位置。

6.5固定過程

在高空安裝固定過程中，我們在施工現(xiàn)場設(shè)置了兩個觀測點，兩個觀測點的位置與塔尖安裝位置成90度角（圖5）。在兩個觀測點上各有一組測量隊員，使用全站儀測量塔尖是否垂直。兩組測量隊員配備對講機可以與塔尖安裝人員交流，調(diào)整塔尖的垂直度。

在金屬尖頂?shù)踹\到高空安裝位置后，我們通過攬風(fēng)繩慢慢將金屬尖頂?shù)撞糠ㄌm盤上的高強螺栓孔位對準主體結(jié)構(gòu)基座法蘭盤上的高強螺栓，套入并初擰高強螺栓和螺帽。使用對講機與塔尖垂直度測量人員對話，若塔尖垂直度有偏差，則根據(jù)測量人員提供的信息，在尖頂法蘭盤與主體結(jié)構(gòu)法蘭盤之間位置適當增加或減少墊片，墊片內(nèi)側(cè)與外側(cè)厚度不一，用于調(diào)節(jié)水平（圖7），直至誤差調(diào)整到允許范圍以內(nèi)。然后使用扭矩扳手（圖6）將螺帽擰緊。

6.6移除吊具

金屬尖頂安裝并驗收通過后，我們就可以將整個吊具移除了，移除吊具的步驟與安裝吊具的步驟正好相反，首先拉動活動桿的繩子，松下吊具中上部的固定裝置。然后逐根拆除中部和底部金屬尖頂固定桿和連接桿，接著在空中輕輕拉動攬風(fēng)繩，使吊具在空中輕微的旋轉(zhuǎn)一個角度，便于吊具的移除，最后使用吊車平移吊具，移出金屬塔尖安裝位置，并最終徹底移除吊具。（圖8）

吊具移除后，我們將最后8塊明裝板固定在尖頂上，完成尖頂?shù)母呖瞻惭b工作。

7結(jié)語

通過這個技術(shù)方案，我們成功的整體吊裝了多個尖頂，同時我們還不斷完善技術(shù)方案，改良和優(yōu)化了吊具設(shè)計，使吊具在固定尖頂過程中更為輕便，易操作。此技術(shù)方案在本工程中成功實施，為我們積攢了寶貴的實際經(jīng)驗，為今后類似施工提供有利的技術(shù)支撐。