劉強

（廣東海格怡創(chuàng)科技有限公司，廣東 廣州 510627）

0 引言

高塔桅結(jié)構(gòu)因應(yīng)用鋼材料施工使其結(jié)構(gòu)有著極強的優(yōu)越性。對于日益發(fā)展的城市建筑能夠塑造出更多的造型。桅結(jié)構(gòu)強大的造型能力可以在設(shè)計中不斷實現(xiàn)新的突破，這個結(jié)構(gòu)技術(shù)可以挑戰(zhàn)建筑設(shè)計新高度。隨著超高塔桅結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，使得桅結(jié)構(gòu)成為建筑施工中的主要結(jié)構(gòu)類型。

1 桅式結(jié)構(gòu)概述

隨著城市化進程不斷推進，施工技術(shù)與設(shè)計水平提升，使得更多結(jié)構(gòu)質(zhì)量優(yōu)良的建筑結(jié)構(gòu)涌現(xiàn)，其中桅結(jié)構(gòu)作為建筑施工中常見的結(jié)構(gòu)類型有著良好的性能，在城市項目工程中十分常見。桅式結(jié)構(gòu)通常是由纖繩、桿身與建筑基礎(chǔ)組合而成，具體如圖1 所示。

圖1 桅式結(jié)構(gòu)

桅結(jié)構(gòu)在高層和超高層建筑中十分常見，需要根據(jù)整體結(jié)構(gòu)對間距距離進行設(shè)計，從而使得桿身各層應(yīng)力相等來保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)通常會按照等交角布置纖繩，傾角設(shè)置角度在30°～60°之間，其中以45°為最佳。使用纖繩保證結(jié)構(gòu)相互平行，從而增強桅桿的剛度。

桿身通常根據(jù)使用材料分類，具體分為鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、木質(zhì)結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)可以使用單獨鋼管或是組合構(gòu)件，可以對鋼結(jié)構(gòu)進行焊接連接，保證構(gòu)建結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以防止結(jié)構(gòu)變形。結(jié)構(gòu)具體布置需要根據(jù)體系特征，對荷載、剛度等參數(shù)進行計算，保證力學模型清晰同時結(jié)構(gòu)能夠有效支撐分布應(yīng)力，從而滿足工程項目的設(shè)計需求。

2 工程背景

佛山鐵塔公司是中國鐵塔股份有限公司的分支機構(gòu)，從事的主要工作為鐵塔建設(shè)、維護、運營等工作。秉承著集約建設(shè)、資源共享的原則，整合運營商基站便于統(tǒng)一經(jīng)營與管理，從而提升行業(yè)服務(wù)水平。鐵塔公司的成立能夠承擔城市中電機基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作，最大限度實現(xiàn)資源科學規(guī)劃，為城市信息化建設(shè)助力。根據(jù)桅結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)確定工程項目的具體安裝設(shè)計方案，從而保障安裝技術(shù)合理應(yīng)用和提高建筑質(zhì)量。

超高塔桅結(jié)構(gòu)因使用鋼結(jié)構(gòu)能夠保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。桅鋼結(jié)構(gòu)具備良好的造型能力，對于超高型建筑而言能夠結(jié)合設(shè)計圖紙，打造形態(tài)各異和結(jié)構(gòu)完整的塔桅鋼結(jié)構(gòu)。超高塔桅結(jié)構(gòu)對于施工有嚴格要求，因此施工技術(shù)質(zhì)量非常重要。施工期間的桅鋼結(jié)構(gòu)存在高度和重量超標的現(xiàn)象，其結(jié)構(gòu)形式也復(fù)雜多變。面對桅鋼結(jié)構(gòu)不同的高度以及當?shù)貧夂?，需要對風荷載（圖2）進行合理計算，才能保證施工結(jié)構(gòu)的安全性。高空施工對于工人而言存在較大難度，施工人員操作受到天氣限制。并且施工過程中存在施工工序交叉的現(xiàn)象，需要施工人員進行整體統(tǒng)籌考慮?；谝酝某咚Y(jié)構(gòu)施工，科學運用施工工藝來保障桅結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，為桅結(jié)構(gòu)工藝研究提供更多的發(fā)展空間[1]。

圖2 風荷載

3 實例分析

3.1 工程概況

本次工程位于鐵塔企業(yè)廣東的分公司，工程整體建設(shè)面積為6.3 萬m2。工程分別在南北頂部方向設(shè)置塔尖，坐落于建筑核心位置上。格構(gòu)段自標高長度95.26m，基座為變截面格構(gòu)結(jié)構(gòu)，標高193～220m，高度為23m。結(jié)構(gòu)分布為六根鋼管柱，采用水平環(huán)桿的方式，選擇高強度的低合金結(jié)構(gòu)鋼作為施工材料，節(jié)點采用焊接的方式連接，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。本次工程由于需要在頂部建設(shè)桅結(jié)構(gòu)裝飾建筑，由于施工受到高度影響，設(shè)施起重臂高度難以達到施工高度，使用塔機安裝塔尖桅桿需要升高塔機設(shè)備。但是升高過程中塔尖是不斷向中心收縮的結(jié)構(gòu)，塔尖常規(guī)附著支撐桿難以使用，需要根據(jù)此處結(jié)構(gòu)面進行重新設(shè)計，從而保證工程符合工程安全目標和質(zhì)量目標。根據(jù)施工安裝危險因素以及實際施工環(huán)境，最終保證施工工期順利完工。

3.2 工程目標

3.2.1 安全目標

安全施工是保證工程順利開展的重要目標，安全生產(chǎn)目標管理任務(wù)是對施工全過程進行監(jiān)督和考核來確保責任有效落實，激勵廣大施工人員樹立良好的安全意識，從而積極的參與到安全生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)中落實安全措施，如圖3 所示。安全工作開展不得有絲毫的馬虎，需要嚴格按照規(guī)定辦事，杜絕違章操作行為，消滅事故在萌芽中。其中安全施工總則包括人員培訓(xùn)工作、責任分配、施工組織安排、技術(shù)交底等，這些措施配合施工人員做好施工管理工作。施工人員定期對設(shè)備進行預(yù)防性測試，防止實際作業(yè)中設(shè)備出現(xiàn)故障問題，定期檢修為施工質(zhì)量提供保障[2]。

圖3 安全施工總則

3.2.2 質(zhì)量目標

施工人員嚴格遵守施工規(guī)范以及根據(jù)設(shè)計圖紙施工，保證施工人員根據(jù)具體要求保證施工質(zhì)量。建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量不得低于合同規(guī)定的質(zhì)量要求。嚴格遵守監(jiān)理部門提出的意見，遇到問題及時溝通，加強現(xiàn)場管理以保證施工按照規(guī)定流程進行。對于不符合規(guī)定的環(huán)節(jié)要及時整改，保證質(zhì)量符合要求后才能進入下一個工序。施工單位也要加強對人員的培訓(xùn)工作，提高人員質(zhì)量意識同時確保工程質(zhì)量。質(zhì)量責任制度如圖4 所示。

圖4 質(zhì)量責任制度

3.3 施工難點

由于建筑結(jié)構(gòu)頂部位置過高的因素，導(dǎo)致桅桿存在施工高度過高的情況，這也給施工帶來一定難度。并且桅桿使用的是鋼材質(zhì)的施工材料，重量因素也是影響施工的一大難題。由于桅結(jié)構(gòu)過于龐大，其安裝是一項不小的工程，需要安裝結(jié)構(gòu)在幾百米的高空中，實際施工中存在的施工難點如下：因建筑桅桿高度較高，并且處于高空作業(yè)模式下，需要根據(jù)實際施工環(huán)境、結(jié)構(gòu)等要求制定完整的施工計劃。并且選擇合理的設(shè)備與工藝，保證工程按期竣工；多次使用起重設(shè)備，保證塔尖桅桿能夠順利放置在頂層位置。運輸過程中加強對塔尖的防護；并結(jié)合桅桿施工工藝確保各個階段施工穩(wěn)定性，從而有效應(yīng)對高空的風荷載。安裝期間保證塔吊方式、安裝單元劃分、施工流程都能按照實際需求進行有效應(yīng)對施工難點，并根據(jù)桅桿受力情況做好安全設(shè)施與應(yīng)急措施[3]。

3.4 整體工藝與技術(shù)路線

3.4.1 施工技術(shù)路線

由于本工程存在明顯的施工難點，需要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)坐落情況，具體分析塔頂結(jié)構(gòu)分布。對桅桿結(jié)構(gòu)、起重設(shè)備、高空作業(yè)等多方面進行綜合考慮，從而保證施工有效進行。工程施工技術(shù)應(yīng)采取綜合安裝的方式，采用行程倒鏈進行塔尖提升以減少作業(yè)難度。合理對設(shè)備進行設(shè)置計算高空高度，保證塔桅提升過程中數(shù)據(jù)安全可靠。通過對支座進行變位處理，在標高位置設(shè)置四個支撐點，保證對結(jié)構(gòu)的有效支撐。使桅桿能夠安穩(wěn)坐落在鋼結(jié)構(gòu)上，保證整體安裝質(zhì)量。塔尖桅桿按照工藝要求進行分次拼裝，并采取焊接工藝進行處理。

采用電氣集成控制系統(tǒng)與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，同步對安裝過程進行監(jiān)控。該技術(shù)能夠根據(jù)超高層桅結(jié)構(gòu)計算值與實際值進行比較，內(nèi)置傳感器對節(jié)點測量值數(shù)據(jù)進行收集，從而傳輸?shù)接嬎闵蠈崿F(xiàn)對安裝過程的監(jiān)控。這一過程中計算機會根據(jù)收集數(shù)據(jù)直觀顯示出具體的節(jié)點測量值，從而對結(jié)構(gòu)進行調(diào)整以保證施工質(zhì)量。施工期間需要為塔尖桅桿設(shè)置防雷措施，保證施工順利進行[4]。

3.4.2 技術(shù)對策

超高塔桅結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用選擇起吊設(shè)備輔助的垂直運輸方式，從而保障主體結(jié)構(gòu)能夠有效與桅結(jié)構(gòu)對接來保證安裝質(zhì)量。具體操作根據(jù)建筑高度以吊機為標準采取分件安裝的形式，保證所有桿件都能夠與中間結(jié)構(gòu)有效連接。使用塔機進行吊裝，在完成標高結(jié)構(gòu)后將設(shè)備拆除。作業(yè)期間由于施工面受空間限制，需要使用全站儀等設(shè)備對桅結(jié)構(gòu)垂直度進行測量，從而保證安裝符合標準。針對于塔機無法達到的位置，安裝桅桿需要利用抗傾覆導(dǎo)輪抗風導(dǎo)向系統(tǒng)，使用計算機對施工過程進行全面監(jiān)控。導(dǎo)向系統(tǒng)中設(shè)置傳感器，對桅桿提升過程進行控制，保證過程安全可靠。提升到規(guī)定高度后與鋼結(jié)構(gòu)進行對接，對接位置采用焊接工藝進行連接，最后進行噴涂?？癸L桿需要合理設(shè)置風荷載，保證施加在塔尖上能夠保持建筑平衡。格構(gòu)柱上分別設(shè)置抗風桿，保證提升過程中桅桿與接觸點產(chǎn)生變化，最終保證結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)。提升過程中圓管桅桿始終保持著變化的狀態(tài)，需要保證抗風桿始終頂緊圓管。并安排工作人員對提升圓管截面變化進行調(diào)節(jié)，保證幅度一致性。提升時按照分次安裝進行吊索轉(zhuǎn)換，從而保證施工的高效性。

3.4.3 現(xiàn)場風險防范與應(yīng)急救援預(yù)案

桅結(jié)構(gòu)施工處于高空中，施工期間需要嚴格遵守施工規(guī)范守則。從而保證施工的安全性，建立安全保障體系與措施來完成安全管理目標[5]。安全管理目標是圍繞著工程全過程開展的，工程設(shè)計、施工、竣工等環(huán)節(jié)中都要遵守零事故、零隱患的目標。從思想保證、技術(shù)保證多方面建立完善的體系，確定具體的工程安全目標。施工人員作業(yè)期間會因為高空作業(yè)和極端天氣遭遇雷擊出現(xiàn)安全事故。因此需要嚴禁在雷雨天氣作業(yè)，必須停止一切戶外作業(yè)。超高塔桅結(jié)構(gòu)施工過程中，一旦出現(xiàn)人員高空墜落事故、或是設(shè)備工具高空墜落傷人，都需要立即對傷員進行搶救，并快速撥打120 呼叫救護車，保護好現(xiàn)場防止再次發(fā)生事故。傷勢不嚴重的人員，可以在現(xiàn)場進行臨時搶救，將傷亡情況、損失降至最小。事故后需要對具體事故原因進行調(diào)查，明確事故具體負責人，以書面形式撰寫報告，制定預(yù)防措施，向全體施工人員宣讀事故處理結(jié)果，防止事故再次發(fā)生。具體而言，工程風險防范流程見圖5。

圖5 工程風險防范流程

4 結(jié)語

綜上所述，超高塔桅結(jié)構(gòu)施工安裝過程相對復(fù)雜，同時也是綜合性、多工種配合的技術(shù)。本文通過對桅結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進行分析，介紹桅結(jié)構(gòu)施工的重點，為地區(qū)工程施工積累經(jīng)驗。結(jié)合地區(qū)實際工程的施工經(jīng)驗，從而推動超高型建筑施工技術(shù)不斷提升，保證施工建筑結(jié)構(gòu)抗震性和穩(wěn)定性，讓建筑能夠得到實際應(yīng)用，從而適應(yīng)城市蓬勃發(fā)展的建設(shè)需求。