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某高层工程塔吊选用方案

根据B标段工程特点，在该工程的垂直运输机械的选用上，我公司优先考虑了采用由建设部长沙建设机械研究院设计的QTZ63（5013）型与南京第一建筑机械厂生产的QTZ60A型两种新型自升附着式建筑塔式起重机。QTZ63（5013）型与QTZ60A型起重机均为水平臂架，小车变幅，上回转自升式多用途塔式起重机。其中QTZ63（5013）型臂长为50M，最大起重量为6吨,自重62T（100M）；QTZ60A型臂长为45M，最大起重量为6吨，自重53.8T(100M)。此两款机械主要的共同特点如下：

1、上部采用液压自顶升，利用自身进行增加或减少塔身标准节，使建筑物能随建筑物高度递增而升高，同时塔机的起重能力不会因塔机的升高而降低。

2、工作速度高GB 27950-2020 手消毒剂通用要求，调速性能好，工作平稳，效率高。起升机构采用带制动的三速电机和单速比减速箱，实现重载低速，轻载高速。（其中QTZ63(5013)型最高速度80m/min，QTZ60A型最高速度75m/min。）

小车牵引机构在水平臂上变幅，具有良好的安装就位性能。回转机构采用减速机械，配置液力偶合器，承载能力高，起、制动平稳，工作可靠。

3、工作范围广、方式多、适用对象广，安全可靠。通过增加辅助装置，塔机可附着与建筑物上，以满足高层建筑施工的需求。（其中QTZ63(5013)型附着高度140M，QTZ60A型附着高度100M。）

1、02幢QTZ63(5013)型塔式起重机的布置:

2>根据使用手册的要求，QTZ63(5013)塔式起重机的固定式混凝土基础为钢筋混凝土基础5000×5000×1300(基础长度×宽度×高度) ,混凝土标号≥C30，基础的承拉能力≥0.2MPa，基础总重量≥80吨；混凝土基础地面的承压能力≥0.2MPa，且要求基础表面平整，确保塔身安装后的垂直度。

3>根据地质勘察报告的结果，拟定布置塔式起重机部位的土层为淤泥质粉质粘土层，且该土层分布较厚，综合特征值仅有55Kpa。其土层的综合特征值不符合该设备基础承压能力≥0.2Mpa(200Kpa)的要求。

针对02#幢工程塔基所处位置的土质对应的土孔JC30的有关数据整理如下:

混凝土：fc=14.3N/mm²，ft=1.43N/mm²，fck=20.1N/mm²,桩心距Sa=2.2m。

Ⅱ级钢筋：HRB335，fy=300N/mm²。

塔吊自重：683.9KN（H=112M）；最大吊重：60KN ；抗倾覆力矩：1651KN·M；水平载荷：Fv=76KN。

①单桩轴心竖向承载力计算

根据作用于复合桩基上的水平荷载Fv=76KN，则相应于荷载效应标准组合时，作用于任一单桩的水平荷载Hik=Hk/n=76/4=16KN。

根据拟定的塔吊布置方案，复合桩基竖向承载力设计值R 计算表达式为：

R=ηsQsk/γs +ηpQpk/γp +ηcQck/γc

因根据桩的类型，无需考虑桩端阻力与地基阻力，故R=ηsQsk/γs。

根据前述拟定方案：Bc/L=3.6/30.0=0.12 Sa/d=2200/700=3.143 查表得：

ηs=0.9 γs= 1.67

Qsk=πΣqsik·li

=3.14×0.7×（1.28×18+7.8×20+10.5×26+10.42×30）

R=ηsQsk/γs =0.9×1680.68/1.67=905.39KN

承台重量:Gk=1.2×25×3.6×3.6×1.35=524.88KN

塔吊重量:Fk=1.2×(683.9+60)=892.68KN

Qk=(Fk+Gk)/n=(892.68+524.88)/4=354.39

故单桩轴心竖向作用力小于单桩轴心竖向承载力，Qk

②验算桩基础中各桩荷载

承台底面的弯矩Mx=My。

Mx=My=M+H·D=1651+1.35×16=1672.6KN·M

Nimax=(F+G)/n+M·xi/Σxi²

=(892.68+524.88)/4+(1672.6×1.1)/(4×1.1²)

γ0=1.0 γ0 Nimax=1.0×734.53=734.53KN

1.2R=1.2×905.39=1086.47KN

γ0 Nimax≤1.2R；满足要求。

③桩基的混凝土与配筋计算

根据钢筋的最小配筋率：Ag=μ·A=0.8%×3.14×3502=2501.49

采用Ⅱ级HRB335（20MnSi）18 ， Sn=254.47mm2

桩身的允许承载力(k值取1.55):

R=1/k (fcA+ f´yA´s)

=(1/1.55)×(14.3×3.14×700²/4+300×10×254.47)

=4041.23KN>905.39KN(单桩轴心承载力) (可行)

根据混凝土设计规范，查得:

砼C30，fck=20.1N/mm2，ftk=2.01N/mm2，fc=14.3N/mm2，ft=1.431N/mm2，

Ⅱ级钢筋HRB335，fy= f´y =300N/mm²。

①单桩的最大冲切反力:

②根据桩基平面布置及承台设计与设备安装后桩的受力情况分析，承台下每根桩都在冲切破坏的锥体范围内，因此，根据规定，可以不进行冲切验算。

γ0=1.0；β=0.2(剪跨比λ<0.3)；k=1.5

γ0=1.0 γ0V=2Vk=2×209.66KN×1.5=628.98 KN。

βfcboho=0.2×14.3×3600×1200=1235.52 KN

有γ0V<βfcboho，符合规定要求。

④承台的混凝土与配筋计算:

单桩轴心竖向作用力Qk=(Fk+Gk)/n=(892.68+524.88)/4=354.39 KN

1、霸王城施工组织设计Mx=My=ΣηXiYiQki=2×0.5×354.39×1.2=425.27KN

则根据配筋要求Ag=KMy/(0.9 hof´y)=1.75×425.27/(0.9×1200×300)=2297㎜2

如果采用4根与02幢工程相同的工程桩效果更好。

4>该塔式起重机是附着于建筑物，为减少塔身计算长度以保持其设计的起重能力，设有五套附着装置(附着装置直接从厂家购买)，第一附着装置距基础面33米(拟设10层楼面处)，第二附着装置距第一附着装置30米(拟设20层楼面处)，第三附着装置距第二附着装置27米(拟设28层楼面处)，同时，结合该附着要求，应提交设计院对建筑物附着点的强度进行计算，如果不满足要求，应对建筑物的该部位进行加固。建筑物附着点受力及附着尺寸如下：

2、03幢QTZ60A型塔式起重机的布置:

2>根据使用手册的要求，QTZ60A塔式起重机的固定式混凝土基础为钢筋混凝土基础6300×6300×1200(基础长度×宽度×高度) ,混凝土标号≥C25，混凝土基础的地耐力≥8.0T/M2，且要求基础表面平整，确保塔身安装后的垂直度。固定基础见附图。

4>该塔式起重机是附着于建筑物，为减少塔身计算长度以保持其设计的起重能力，设有五套附着装置(附着装置直接从厂家购买)，第一附着装置距基础面20米(拟设7层楼面处)，第二附着装置距第一附着装置18米(拟设13层楼面处)，第三附着装置距第二附着装置18米(拟设19层楼面处)，第四附着装置距第三附着装置18米(拟设25层楼面处)；同时，结合该附着要求，应提交设计院对建筑物附着点的强度进行计算，如果不满足要求，应对建筑物的该部位进行加固。建筑物附着点受力载荷≥19T。

附：1、02、03幢塔吊平面布置示意图

DBJ∕T 15-211-2021 回弹法检测泵送混凝土抗压强度技术规程.pdf 2、QTZ63（5013）、QTZ60A塔吊基础图