穹顶桅杆整体提升工法

穹顶桅杆轨道内提升施工工法中建三局股份钢结构公司穹顶桅杆整体提升施工工法

中建三局股份钢结构公司

一、前言

随着社会经济的蓬勃发展，超高层建筑如雨后春笋在祖国的各大都市拔地而起，许多超高层建筑屋顶造型出于建筑外观造型的考虑，设计越来越新颖，这也给施工提出了新的挑战难度。南京国际金融大厦工程共53层，总建筑面积73517m2，结构外观造形呈独特扇形，屋顶为拱形穹顶，结构标高为215.25m,由12根等分圆周的弧形梁组成,弧形梁跨度16.8m，中心交于一点，通过箱型环梁相互连接。穹顶上部为桅杆，高度19m，顶标高234.3m,桅杆下部截面为φ550×25,顶部截面为φ350×16，桅杆通过米字状的底座上均分圆周的八块连接与穹顶上的箱型环梁连接。主体结构采用内爬式塔吊（3H/36B）进行安装，穹顶安装完成后受主体结构内缩塔吊无法附着的影响，塔吊无法继续爬升，钩底最终高度只有218.5m无法达到安装桅杆的高度要求，在此情况下项目采用了设置轨道内提升的办法进行安装桅杆。通过中建三局建设工程股份钢结构公司在南京新街口南京国际金融大厦工程上的实践，充分证明了对于此类结构采用设置轨道内提升的办法来进行桅杆安装，既安全可靠又便捷、经济。

二、工法特点

2.1整个桅杆安装过程不使用塔吊，而是采用四个葫芦将桅杆、底座、配重杆整体进行提升，大大地降低了成本。

2.2采用内部提升的施工方法安装桅杆，避免了采用塔吊吊装需

搭设大量脚手架及进行大量防护的工作，既降低了成本也提高了安全系数。

2.3在穹顶柱脚的楼层测出桅杆的中心，通过铅垂仪将桅杆的中心往上投影，在穹顶顶部上方及下方的两个平行面上，以桅杆为中心设置两道卡环，使桅杆在两个卡环的轨道上笔直提升，保障了初安装精度，避免了桅杆在初安装后校正时需水平移位的不易操作，减少了校正工作。

2.4在桅杆提升过程中，在桅杆底部接长桅杆起加配重作用，来调整桅杆的重心，使桅杆重心始终处于穹顶顶部的下方，从而避免桅杆升出太长而导致倾覆的危险。同时通过接长部分在楼层面来校正桅杆的垂直度，避免了要登高拉缆绳校正的危险。

三、适用范围

本工法适用于高空建筑中顶部有穹顶和桅杆的结构。

四、工艺原理

穹顶桅杆轨道内提升施工法，是在桅杆高空施工时将桅杆分成若干段，通过穹顶顶部临时的提升装置从内部将桅杆进行提升，并以桅杆纵向中心线为中心在提升装置中及穹顶底部安装卡环，使桅杆在两道卡环的轨道中垂直提升，在提升的过程中进行倒吊拼接，使桅杆达到设计长度，在桅杆到达设计长度后继续接长桅杆，通过接长部分起增加配重，来调整桅杆重心防止桅杆倾斜，桅杆提升达到设计高度后旋转桅杆底座就位安装，并通过接长部分采用杠杆的原理在楼层面来对桅杆进行校正的施工工艺。

桅杆轨道内提升示意图

桅杆提升到达设计高度后旋转桅杆底座就位

支撑架

桅杆底座

箱型环梁

桅杆配重

下轨道

上轨道

桅杆

提升架

提升葫

桅杆轨道内提升流程图

6.1对用于安装穹顶的支撑进行计算，确保选用的支撑材料的强度满足要求。

6.2进行化学植筋，安装四根钢柱支撑，并用连续梁将支撑钢柱连接起来，保证支撑的整体性。

6.3穹顶安装后，进行提升架计算，确保选用支架材料满足强度要求，提升架受力按活荷载计算。

6.4根据桅杆加配重的总重按活载要求选用合适的葫芦，确保葫芦强度满足吊装要求，提升共需四个葫芦，其中两个用于吊装，两个用于更换吊点。

6.5检查葫芦和索具，确保葫芦索具完好，并满足吊装的受力要求。

6.6进行测量放线，将桅杆中心往上投影，在支撑架的底部及提升装置上安装卡环，并在卡环上包裹软垫，保护桅杆杆身。

6.7对桅杆进行合理分段，选择合理的吊点，分段进行提升。

6.8桅杆提升到一定高度更换吊点，接长桅杆继续提升，提升过程中进行桅杆垂直度监控，确保桅杆笔直提升。

6.9桅杆接长到设计长度后，继续在桅杆底端加长桅杆起配重作用，确保桅杆重心处于穹顶顶部的下方，避免桅杆出现倾斜。

6.10桅杆提升到达设计高度后，桅杆底座到达箱型环梁的高度，旋转桅杆底座，使得龟形桅杆底座的八只爪与箱型环梁的靠板紧贴，然后安装上临时固定螺栓。

6.11采用杠杆原理通过调节桅杆接长段进行校正，使桅杆垂直度符合规范要求。

6.12桅杆垂直度校正好后，龟形底座与箱型环梁连接的临时螺

栓更换成高强螺栓并拧紧，将龟形底座的翼缘与箱型环梁翼缘焊接，焊接完成后进行打磨涂漆。

6.13割除桅杆接长部分，并对接口进行打磨。

6.14拆除提升装置和支撑。

七、主要机具、设备

葫芦：6个

钢索：若干

支撑架需四根立柱及两道框梁，提升装置需四根立柱及一道框梁

八、质量标准质量控制

8.1支撑架计算、提升架计算，选用合格材料确保施工质量。

8.2卡环上注意包裹软垫，避免提升过程中对桅杆造成损伤。

8.3提升过程中保持提升速度在30cm/min以下，尽量减小动态对结构的影响。

8.4提升过程中进行测量控制，保障桅杆垂直度偏差≤10mm。

8.5保障桅杆拼接节点处及桅杆与穹顶焊接位置的的焊逢达到强度要求，避免桅杆提升过程中出现倾斜而产生侧向力而对焊接缝进行破坏。

8.6提升过程中对于油漆损伤的部位要及时补油漆。

九、安全注意事项

采用本工法施工尽管是在内部进行操作，但毕竟属于高空作业，而且一般情况桅杆伸出极长，容易导致倾覆，所以施工过程中尚需注意以下几个方面：

由于桅杆提升后的最终高度高于塔吊起重臂高度，为避免在桅杆提升过程中塔吊起重臂与桅杆碰撞，在桅杆提升前拆除塔吊。

9.1注意支撑底部埋件的化学植筋计算，避免穹顶安装时产生的侧向力对植筋拉拔而导致支撑倾覆。

9.2注意支撑的刚度测算，避免穹顶安装时产生的侧向力导致支撑弯曲。

9.3注意提升装置的测算，确保提升装置的强度能满足桅杆在增加配重重量的情况下提升而产生的动荷载要求。

9.4注意选择足够刚度的卡环，确保桅杆在提升过程中出现倾斜而产生的侧向力对卡环有所破坏。

9.5取较大的安全系数来计算选用葫芦，确保使用两个葫芦进行提升而能达到强度要求。

9.6注意选择足够强度的钢丝绳作为提升挂索，并在提升前注意对钢丝绳及葫芦进行检查，确保钢丝绳及葫芦符合施工要求。

9.7注意确保在穹顶内部搭设的提升操作平台有足够的强度，要按照活荷载进行考虑。

9.8提升过程中要注意控制提升的速度，避免桅杆在提升过程中晃动而对结构产生影响。

9.9注意桅杆拼接节点的焊接强度，避免焊接接口出出现质量问题而导致桅杆整体倾倒。

9.10必须等桅杆焊接牢固焊缝达到强度要求后才能割除配重，避免过早割除配重而导致桅杆倾倒。

十、工程实例及效益分析

南京国际金融中心工程穹顶桅杆吊装，采用了内提升倒吊法进行