超大电子洁净厂房大型塔式起重机高效协同施工技术
1 工程概况
惠科第8.6代薄膜晶体管液晶显示器件项目主厂房位于安徽省滁州市经济开发区苏滁大道,总建筑面积约63万m2,建筑高度46.2m,平面尺寸427.45m×361.8m,单层面积约15.46万m2,东西方向中间有1条工程安全通道,宽13.6m。工程剖面如图1所示,厂房结构如图2所示。
2 工程施工分区分段
根据后浇带、施工缝分布,南北2个大区各划分5个小区,累计10个小区;各小区内部按每块约1 800m2细划成96个流水段;根据塔式起重机布置及整体面积划分,本工程拟安排10支劳务队伍,每支队伍配备3～4个班组进行施工,如图3所示。
3 塔式起重机需求及分析对策
1)本项目单层建筑面积约15.46万m2,工期紧,塔式起重机需覆盖施工区域>95%。
图3 工程施工分区分段
Fig.3 Construction zoning
本项目工期紧、体量大,单台塔式起重机服务区域按7 500m2考虑为宜,初选20台臂长70m的塔式起重机,施工区域覆盖率达100%,因此初选满足要求。
2)本项目共10个分区,10个队伍对结构进行施工,塔式起重机布置需便于队伍协调使用。为便于结构施工劳务队对塔式起重机的协调,各分区内塔式起重机服务于该分区施工,对初选的20台塔式起重机进行合理化布置,满足要求。
3)塔式起重机布置不能妨碍奇氏钢模桶,施工起重臂原则上不能覆盖附属配套和生活区总包施工段范围。更改塔式起重机移位和臂长,结合60～75m臂长设备使用,满足要求。
4)本项目单次吊重钢构件最大约2.8t,需对3t左右的成捆钢筋或盘圆进行卸车。考虑吊重和卸车要求,需选满足7530系列或STT293型号的塔式起重机。
5)本项目塔式起重机数量较多,相互交叉严重,结构最大高度达46.2m左右,优先选用高度≥55m的平头塔式起重机。
4 布置方案
结合资源情况,共布置20台与STT293性能相当的平头塔式起重机;现场共10家队伍,每支队伍2台独立塔式起重机且均匀全覆盖;臂长按全塔作业相互影响最小布置,未覆盖高压线,避开竖向构件等,塔式起重机布置如图4所示。
相邻塔式起重机安装高度按梅花形高低错开,塔身均不附墙;相邻塔式起重机高差≥6m,避免相互碰撞,以8号塔式起重机为例,中心横纵轴塔式起重机安装高度如图5所示。
5 吊次分析
选取材料用量最多的奇氏楼板层作为塔式起重机吊次的分析点,主要材料运量如表1所示。
表1 材料运量
Table 1 Material capacity
塔式起重机每天吊运211次,且10min/次,考虑放大后按250次计算,共2 500min,即42h,塔式起重机白天吊运约12h,2台塔式起重机共24h,不能满足吊运要求,剩余18h需采用汽车式起重机配合吊运。汽车式起重机吊次为18/42×250=108次,汽车式起重机每次吊运按15min考虑,共108×15=27h,需布置2台汽车式起重机定点辅助运输,同时考虑加班吊运。
材料清退阶段中,需清退盘扣、碗扣、钢管、模板、木方等架料。其中钢管、盘扣、碗扣等材料按1.5t/捆考虑,模板、木方等材料按每捆运送1.5m3考虑。取L20层高支模区域做材料清退数据分析(见表2)。
L20层退料时间按30d计算,每日吊次为24 232/30=808次,汽车式起重机每次吊运按10min计算,每天工作12h,需要吊点(吊机)808/6/12=11.2,故现场清退材料按12辆汽车式起重机考虑,卸料平台≥12个(现场拟设置18处)。
表2 需要吊运的材料
Table 2 Materials needed to be lifted
为确保退场阶段场内交通,每个出料点吊运部位以1辆汽车装运、其他车辆外围等候的方式考虑。
6 安装分析
用10辆25t汽车式起重机安装20台塔式起重机,就近安装塔身及大臂等构件,然后塔式起重机自加标准节安装到设计的塔身高度。
经过模拟施工工况,最不利吊装高度为A,C,F栋中间2排安装高度为55.2m的塔式起重机吊起分段操作架从钢柱顶端套进去。以13号塔式起重机为例,分析最不利高度吊装工况,如图6所示。
吊钩初始高度为55.2m,钢柱距L40层结构面1.2m,钢柱高16.923m,吊钩几何中心距吊钩底部0.15m。吊钩比钢柱顶端高55.2-27.7-1.2-16.923-0.15=9.22m,吊钩吊运重物时,钢丝绳安全距离为2m,分段操作架为6m,操作架底距钢柱顶端安全距离为1m,操作架距钢柱顶端1m,9.22-2-6-1=0.22m>0,STT293塔式起重机作业半径为64m时的吊重约3.7t,大于分段操作架的质量,所以STT293塔式起重机最低安装55.2m能满足吊运条件。
7 塔式起重机的拆除(见表3)
以8号塔式起重机为例,第1种拆除方式为汽车式起重机站立于华夫板上,施工步骤为:拆除配重→拆除大臂→拆除回转→拆除标准节。
表3 拆除方式统计
Table 3 Statistical of demolition mode
以5号塔式起重机为例,第2种拆除方式为汽车式起重机站立于室外地面上,施工步骤为:拆除配重→拆除大臂→拆除回转→拆除标准节。
8 洞口封闭施工
塔式起重机洞口封闭施工流程为:处理洞口混凝土→处理钢筋→支模→处理洞口边→混凝土封堵→混凝土养护→拆除模板→打磨板底→清理表面。
预留洞口封闭模板支撑采用I18横纵搭设(洞口两侧工字钢在下方,上侧工字钢间距1m),用ɸ48.3mm×3.8mm普通钢架搭设脚手架,脚手架立杆间距1m×1m,步距1.2m。使用刚度较大的18mm厚黑模板。主龙骨选用[10,次龙骨选用50mm×100mm木方。奇氏板区域塔式起重机预留6m×6m洞口,普通楼板区域塔式起重机预留3m×3m洞口。
9 结语
以全球最大单体电子洁净厂房———滁州惠科洁净电子厂房为背景,针对单层面积16万m2超大体量、20台塔式起重机同时施工且位于厂房内部拆除难等难题,通过塔式起重机选型、布置、吊次分析、安装、拆除、洞口封闭等操作,实现超大电子洁净厂房内20台大型塔式起重机高效协同施工。
[2]陈中,易操,游佳,等.某城市综合体工程塔式起重机选型及布置研究[J].施工技术,2018,47(11):124-127.