一种单标准节双塔机支撑体系及其施工和运行方法与流程

1.本发明涉及建筑塔吊领域，具体来说，是一种单标准节双塔机支撑体系和爬升方法。


背景技术：

2.随着我国经济和科技的发展，超高层建筑的建设越来越多，对于超高层建筑施工来说，超高层建筑上部钢结构程度在逐步的增大，混凝土结构与钢结构的转变的同时带来塔吊使用次数的增加。塔吊以一节一节的接长（高）（简称“标准节”），用来吊施工用的钢筋、木楞、混凝土、钢管等施工的原材料。其选型除了考虑工作幅度、自由高度、作业半径、起重量等参数之外，还要对平面定位、吊频吊次、安装等因素进行综合评价。
3.塔吊由一个以上同等大小的标准节用卡销组合完成，塔吊高度一般高出覆盖范围内建筑物5米。塔吊的手臂由平衡臂和起重臂构成，平衡臂是塔吊末尾多出来的一端，通过反向力矩为起重臂提供平衡，上面设有栏杆过道，尾部则是工作平台。起重臂则负责提升重物，又分为动臂和平臂，动臂更常见于吊车或者较矮的塔吊，末端可以升降，实现变幅，在塔吊高度不足时，也可提升重物。平臂不能上下摆动，只能左右旋转。但负载重物的起重小车可以在平臂上滑动，因此一台塔吊可以覆盖臂长范围内的建筑。塔顶则安装塔帽形成三角支撑结构连接起重臂和平衡臂。塔吊的爬升过程是：塔身的多个标准节安装后，爬升套架套接在标准节的外侧且可以沿着标准节爬升，爬升套架由架子主体和液压缸组成，套架下方的液压千斤顶用来顶住标准节来升高套架。爬升套架开口侧的截面为c型，开口侧能进出物体。需要升高时，工作人员利用起重臂先吊起一个标准节放在爬升套架的开口侧，再吊起一个标准节调整变幅机构，使得标准节和配重形成的力矩尽可能平衡，此时塔身承受的扭转力矩接近于0，爬升套架底部的液压千斤顶开始工作，推动套架沿着标准节向上运动，直到能放入一个新的标准节的高度，将之前放置在开口侧的标准节推入塔吊空腔内部和塔身做好固定后，塔身便完成了一次标准节的升高过程。
4.申请号为cn202110672388.x的发明专利申请公开了一种超高层建筑核心筒塔吊高空转换体系及其施工方法，转换体系包含核心筒及对应主体结构、连接于核心筒内部的塔吊内爬基础基座、连接于核心筒上方的转换临时结构、连接于转换临时结构上的夹持组件、连接于转换临时结构底部且位于核心筒上方的转换基础。本发明通过在核心筒筒顶再次设置转换基础的方式，保证了核心筒上部结构的进一步安装和塔吊的承力；通过转换临时结构的设置，利于在塔吊节转换底部基础时，先行在上方进行临时固定，保证下部的施工；通过夹持组件和转换基础底座的设置，既可以保证转换过程中塔吊节的固定，又可以保证利用下部核心筒结构保证转换临时结构的支撑，同时保证了下部核心筒内其他工序施工提前插入。
5.申请号为cn202110708295.8的明专利申请公开了一种外附塔吊交替转换附着体系及施工方法，塔吊结构包括塔吊、临时附着体系和正式附着体系，所述临时附着体系和正式附着体系均设置在塔吊上，所述正式附着体系位于临时附着体系的下方，所述临时附着
体系的两端分别连接在塔吊和核心筒上，所述正式附着体系的两端分别连接在塔吊和外框柱上。对于采用“核心筒先行，外框跟随”方法施工的超高层建筑，在核心筒和外框作业面高差过大时，先采用临时附着体系，避免了塔吊因作业面高差过大而无法有效附着，出现塔吊窝工的现象；当外框柱施工至临时附着位置以上时，将临时附着转换成正式附着，避免了塔吊附着杆件对建筑后续装修、幕墙施工的影响，有利于工程总体的施工进度。
6.但是，上述现有的超高层建筑施工过程中，塔吊一般是一个塔机配置一个塔吊，随着超高层建筑上部钢结构逐步增多，带来了混凝土结构与钢结构的转变增多，进而需要增加塔吊使用次数，带来了塔吊安拆对工期的影响的问题。


技术实现要素：

7.为了克服现有超高层建筑施工中，塔吊使用过程中存在的问题，减少塔吊安拆对工期的影响，简化施工程序，提升整体进度，本发明的目的在于提供一种单标准节双塔机支撑体系及其施工、运行方法，在保持原有大塔吊的基础上，通过贝雷架的使用，实现由一塔向双塔的转换, 能满足现场对于双塔吊的需求，现场改制次数减少，大大的缩短了工期，适用于上部结构为需要塔吊次数显著增多或复杂钢结构规模的超高层建筑施工。
8.本发明提供了双塔吊所需的承载基础，所述的基础为活动基础、或者底板基础和扶墙杆结合的形式。
9.一种单标准节双塔机支撑体系，包括了下部大塔吊标准节、贝雷架、上部小塔吊标准节、上下部的大小标准节通过贝雷架相连接，所述下部标准节截面大于上部标准节截面。
10.所述大塔吊标准节使用下侧混凝土结构施工阶段塔吊标准节，节省施工基础转换时间。
11.所述贝雷架与上下塔吊标准节相连接，贝雷架横向长度需要满足至少三倍小标准节尺寸。保证塔吊在各个方向工作时的施工荷载。
12.所述滑动轨道与贝雷架连接，主要为运输塔吊盲区的接高标准节，同时起到连接贝雷架为一个整体的作用，进一步增强贝雷架的稳定性。滑动滚吊安装在轨道上，通过滚吊的移动实现接高标准节水平移动。
13.所述滑动轨道在两端设置限位板，防止滑动滚吊在其上滑动时滑出轨道。
14.所述加强斜杆，设置在贝雷架与标准节间，用以满足塔吊在各个方向工作时的稳定性。
15.大小标准节尺寸、贝雷架两端节尺寸、贝雷架与下标准节连接点以及贝雷架与上标准节连接点中节点h、b、t、a、r、r等尺寸均有计算得出:塔式起重机或其部件的内力和损耗以及结构尺寸的分析计算，采用刚体动力模型。在塔式起重机的配置中，不同的驱动机构同时动作产生的荷载对于机构的作用要整体考虑。塔式起重机的任意机械零件上的名义应力，通常采用适当的弹性静力学模型来计算。该模型由梁或更复杂的单元构成，如平面应力单元/板或壳单元。
16.上述单标准节双塔机支撑体系的安装方法，过程如下：将塔吊底架安装到底部基础上，安装基础节与底架相连，安装第一节下部大塔吊标准节与基础节相连接。将提升框套入标准节，吊入液压系统在提升框上；安装贝雷架、贝雷架与下部大标准节连接斜撑；安装上部小标准、贝雷架与上部小标准节连接斜撑；安装上
下支座、回转机构及支撑，安装塔帽；安装平衡臂，先在地面上拼装各部件再吊装，然后再安装平衡重。
17.上述单标准节双塔机支撑体系的爬升方法，是通过大标准节的加节或由活动基础的转换，从而达到提升双塔。具体过程如下：使用塔吊将标准节吊运至贝雷架区域，将标准节挂在贝雷架下方得滑动轨道上。通过滑动轨道将标准节运输到提升框处。通过液压系统将大标准节上部结构顶起，将提升框得爬爪支撑在标准节上，通过滑轨将加高用的标准节加入。操作液压系统将上部结构落下与新加入标准节相连接。从而达到塔吊爬升的效果。
18.有益效果：（1）、相对于现有超高层建筑施工过程中，塔吊需要多次安拆以满足混凝土结构与钢结构的转变的而导致吊升量加大的问题，本发明在不改变塔吊下部基础的同时，通过贝雷架的使用，实现由一塔向双塔的转换，满足现场对于双塔吊的需求，现场改制次数减少，大大的缩短了工期。
19.（2）、本技术并非简单在原先单塔的基础上，附加成双塔，而是通过贝雷架实现，贝雷架与上下塔吊标准节相连接，贝雷架横向需要满足三倍小标准节尺寸，保证塔吊在各个方向工作时的施工荷载以及上部双塔吊在运作期间的安全性。
20.（3）增加贝雷架系统同时，上侧由一个吊升装置变为两个吊升装置，由此产生更多的弯矩，对于贝雷架的要求增加。通过贝雷架与大小标准节之间增加斜撑来抵消多余的弯矩，使整个系统更加稳定。
附图说明
21.图1为本发明的单标准节双塔机支撑体系的一种实施方式，基础为底板基础和扶墙杆，爬升方式为提升框加节方式；图2为本发明单标准节双塔机支撑体系的第二种实施方式，基础为活动基础，提升方式为塔吊整体提升；图3为本发明一种单标准节双塔机支撑体系的第三种实施方式，基础为活动基础，提升方式为提升框加节方式；图4为贝雷架6的俯视图；图5为贝雷架6与下部的大塔吊标准节2的连接方式图；图6为贝雷架6与上部的小塔吊标准节7的连接方式图；图7是现有动臂塔吊的结构示意图；图8是图2所示实施例的实物图；图9是图8中活动基础的突出标注图。
22.图中：1-标准节基础、2-大塔吊标准节、3-扶墙杆、4-提升框、5-滑动轨道、6-贝雷架、7-小塔吊标准节、8-活动基础、9-加强斜杆、10-法兰。
具体实施方式
23.以下将结合附图和具体实施例说明本发明的技术方案：以下实施例中，所施工的超高层建筑在67层时，上部结构由混凝土结构转换为全
钢结构，因此在67层以下采用普通塔吊，在施工67层以上时候拆除普通塔吊的塔顶、塔帽、起重臂和平衡臂，转化为本发明图1-3所示的单标准节双塔机结构。
24.实施例1一种单标准节双塔机支撑体系，设置于可支撑双塔吊的承载基础上，该承载基础是铺设钢筋后浇筑混凝土获得，其包含了下部的大塔吊标准节2、贝雷架6、上部的小塔吊标准节7，上下部塔吊标准节通过贝雷架6相连接，所述下部大塔吊标准节7截面大于上部小塔吊标准节截面，提升框4套接在大塔吊标准节2外面并沿大塔吊标准节2向上爬升。所述大塔吊标准节2使用下侧混凝土结构施工阶段塔吊标准节，节省施工基础转换时间。
25.图5为贝雷架6与下部的大塔吊标准节2的连接方式图；图6为贝雷架6与上部的小塔吊标准节7的连接方式图。参见图5、6，贝雷架6与上下塔吊标准节通过法兰相连接，贝雷架横向长度需要≥三倍小塔吊标准节7的尺寸，保证塔吊在各个方向工作时的施工荷载。
26.根据大塔吊标准节尺寸确定贝雷架与之连接的中间节的尺寸。大塔吊标准节可使用现在市场较大型号的标准节。根据小塔吊标准节尺寸确定与之连接贝雷架两端节的尺寸。上述大、小塔吊标准节与贝雷架连接机构的尺寸计算要能满足上侧双塔的施工荷载。
27.具体来说，采用刚体动力模型分析计算塔式起重机或其部件的内力和损耗以及结构尺寸。在塔式起重机的配置中，不同的驱动机构同时动作产生的荷载对于机构的作用要整体考虑。塔式起重机的任意机械零件上的名义应力，通常采用弹性静力学模型来计算。该模型由梁或更复杂的单元构成，如平面应力单元/板或壳单元。
28.滑动轨道5与贝雷架连接（具体设置于贝雷架底部），主要为运输塔吊盲区的接高标准节，同时起到连接贝雷架为一个整体的作用，进一步增强贝雷架的稳定性。滑动滚吊安装在滑动轨道上，通过滑动滚吊的移动实现接大塔吊标准节2在贝雷架的水平移动。
29.滑动轨道5在两端设置限位板，防止滑动滚吊在其上滑动时滑出轨道。
30.加强斜杆9，设置在贝雷架6与小塔吊标准节7之间，用以满足塔吊在各个方向工作时的稳定性。
31.上述单标准节双塔机支撑体系是通过下部的大塔吊标准节2的加节或由活动基础的转换实现提升双塔的。
32.图1为本发明的单标准节双塔机支撑体系的一种实施方式，基础为底板基础和扶墙杆3，大塔吊标准节2与标准节基础1相连，承受竖向荷载，同时在大塔吊标准节2处做扶墙杆，承受塔吊工作时晃动产生的施工荷载。爬升方式为提升框4加节方式，上侧塔吊需要顶升时，利用提升框4顶升大塔吊标准节，通过增加大塔吊标准节的数量从而实现大塔吊标准节的升高，进而实现塔吊的爬升需求。
33.图2为本发明单标准节双塔机支撑体系的第二种实施方式，图8是图2所示实施例的实物图。图9是图8中活动基础的突出标注，活动基础8与预埋件相连接，大塔吊标准节2与活动基础8相连，活动基础8承受塔吊的竖向荷载，通过活动基础的转换实现塔吊的提升。提升方式为塔吊整体提升。
34.图3为本发明一种单标准节双塔机支撑体系的第三种实施方式，基础为活动基础8，大塔吊标准节与活动基础相连，采用提升框提升，用以满足施工现场结构到高度转换为全钢结构，不能为活动基础提供受力而只能提供附着的情况。
35.图2、3所述的实施方式，均可以满足现场在底板基础向活动基础的转变。
36.单标准节双塔机支撑体系的安装方式，步骤如下：（1）安装底架，将已经组装好的底架吊装在活动基础上，校平后拧紧螺栓固定；（2）安装基础标准节：把基础标准节吊装在底架上，采用螺栓固定；（3）安装一节下部大塔吊标准节：将一节下部大塔吊标准节吊装在基础标准节上，拧紧联结螺栓；（4）安装提升框；（5）安装吊臂及臂拉杆；（6）穿绕起升钢丝绳；（7）张紧变幅钢丝绳；（8）顶升加节至超高层建筑的上部结构由混凝土结构转换为全钢结构，拆除普通塔吊的塔顶、塔帽、起重臂和平衡臂，转化为本发明的单标准节双塔机结构，进行以下安装（9）安装贝雷架、贝雷架与下部大标准节连接斜撑；（10）安装上部小标准、贝雷架与上部小标准节连接斜撑；（11）安装上下支座、回转机构及支撑，安装塔帽；（12）安装平衡臂，先在地面上拼装各部件再吊装，然后再安装平衡重；（13）塔机加节完毕，底部大塔吊标准节2和提升框4为上侧双塔提供底部支撑以及爬升动力。
37.图1所示的单标准节双塔机支撑体系的爬升方法，为提升框式，顶升标准节吊升过程如下：（1）将需要吊升的标准节利用塔吊吊升至贝雷架滑动轨道5下方；（2）将标准节挂在贝雷架下方的滑动轨道上，将其挂在滑动轨道上的滑动滚吊上，通过调整滚吊的高度将标准节调整到合适高度；（3）启动滑动滚吊，将标准节运输到位，进行加节工作；（4）随着高度不断升高，结构转换为全钢结构或者由于某些原因对于塔吊的需求量成倍增加时，不再需要重新安装另外一台塔吊，仅需要增加贝雷架和双塔吊吊升装置，双塔吊在贝雷架上进行吊升，提升效率，节省时间与劳动力。
38.以上所述的仅是本发明的优选实施方式，对于本领域的技术人员，在不改变本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变化思路，这些都属于本发明的保护范围。